Scienze

Un pezzo di Antartide si sta squagliando

Il satellite europeo GOCE, il cui compito è stato la misura ultra-precisa del campo gravitazionale della Terra, ha fornito dati preziosi sulla perdita di massa glaciale nella regione occidentale dell’Antartide tra il novembre 2009 e il giugno 2012.
 

La regione occidentale dell’Antartide ha subito una diminuzione media del volume dei ghiacci di circa 125 chilometri cubi per anno nel periodo 2009-2012. Una conferma molto eloquente, se ce ne fosse stato bisogno, del riscaldamento globale del pianeta attribuibile all’accumulo di gas serra nell’atmosfera, una conseguenza del consumo di combustibili fossili (carbone, petrolio, metano). I risultati sono arrivati grasie allle misure estremamente precise della gravità terrestre effettuate dal satellite GOCE dell’ESA.

Misure precise. Scopo della missione GOCE (Gravity field and steady–state Ocean Circulation Explorer) è stato quello di misurare con una precisione mai raggiunta in passato il campo gravitazionale terrestre e determinare il geoide della Terra con un’accuratezza di 1-2 centimetri.

Il geoide - vale la pena ricordarlo - è un solido irregolare che si ottiene considerando una superficie sempre perpendicolare ad un filo a piombo, cioè alla direzione della forza di gravità. Il geoide quindi tiene conto delle irregolarità gravitazionali prodotte dalla presenza di montagne o di materiali meno densi come l’acqua degli oceani).

Modello di geoide ottenuto con le misure gravimetriche effettuate dal satellite GOCE. Le parti di colore azzurro rappresentano aree con gravità inferiore alla media, quelle in rosso e giallo indicano zone con gravità più alta. © ESA/HPF/DLR

Ricerche fondamentali. GOCE, misurando le variazioni della gravità terrestre con una precisione senza precedenti, ha fornito il modello gravitazionale della Terra più dettagliato che abbiamo. Questo modello ha un'importanza fondamentale in molti campi e sta aiutando gli scienziati a conoscere con maggior dettaglio diversi aspetti del nostro pianeta, dal confine tra la crosta terrestre e il mantello superiore alla densità dei livelli più alti dell'atmosfera.

Misure precise. La forza di gravità sulla superficie terrestre varia leggermente da un luogo all'altro a causa di vari fattori come la rotazione terrestre e la posizione delle montagne e delle fosse oceaniche. Anche i cambiamenti nella massa di grandi superfici ghiacciate possono portare a piccole variazioni locali della gravità. Proprio queste variazioni locali, misurate da GOCE, possono essere spiegate dalla perdita di massa ghiacciata.

Lo studio, che copre il periodo che va dal novembre 2009 al giugno 2012 ed è stato effettuato accedendo alla banca dati di GOCE, è stato eseguito da ricercatori tedeschi, olandesi e statunitensi.

L'utilizzo di dati gravimetrici per valutare i cambiamenti nelle masse di ghiaccio non è nuovo. La missione GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment), progettata per misurare tali variazioni, ha fornito queste informazioni per oltre 10 anni. Le misure effettuate da GRACE, però, sono molto più grossolane rispetto a quelle di GOCE, per cui non possono essere utilizzate per esaminare variazioni di gravità di aree relativamente piccole.

Come è stato fatto lo studio. Per effettuare l’analisi della variazione nel tempo dei ghiacci antartici, la banchisa è stata suddivisa in bacini idrografici in modo da effettuare delle misure comparative, grazie alle quali è stato possibile misurare la variazione del ghiaccio in ciascun bacino e il deflusso verso l'oceano delle acque prodotte dal suo scioglimento. Combinando le misurazioni ad alta risoluzione di GOCE con le informazioni di GRACE, è stato possibile analizzare i cambiamenti nella massa di ghiaccio anche in bacini di minore estensione ed è così che si è potuto rilevare che la perdita di ghiaccio dell'Antartide occidentale (tra il 2009 e il 2012) ha determinato una variazione del campo gravitazionale della regione.

A conferma delle misure effettuate da GOCE, il satellite CryoSat dell'ESA, che monta un radar altimetro, ha recentemente dimostrato che dal 2009 il tasso di fusione della banchisa occidentale è aumentato annualmente di un fattore tre. Tra il 2011 e il 2014 il ghiaccio che ricopre l'Antartide nel suo complesso è diminuito in volume per un valore pari a circa 125 chilometri cubi all'anno.

L'orbita di GOCE. Gli strumenti del satellite GOCE hanno continuato a funzionare fino all'ultima orbita, registrata proprio da una stazione al suolo situata in Antartide, quando la navicella era ormai ad una quota inferiore a 120 km. Per determinare la forma del nostro pianeta con un errore di 1-2 cm, è stato necessario collocare il satellite in un’orbita bassa, a 263 km dal suolo, dove l'atmosfera, anche se estremamente tenue, è sufficiente a creare attrito. Ecco perché, lanciato nel 2009, GOCE, pur avendo una forma molto aerodinamica, ha perso quota in maniera relativamente rapida. È vissuto comunque il doppio del previsto.

3 ottobre 2014 Mario Di Martino
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