Oceano Artico
Un nuovo studio condotto dai ricercatori della Brown offre nuove informazioni sulle forze sopra e sotto la superficie dell'oceano che influenzano il modo in cui il ghiaccio marino si muove e si disperde nell'Oceano Artico, che si sta riscaldando a una velocità doppia rispetto a quella dell'Oceano Artico. la media globale
Il ghiaccio marino modula lo scambio energetico tra l’atmosfera e l’oceano attraverso la sua cinematica. Le dinamiche della zona glaciale marginale (marginal ice zone - MIZ) sono complesse e non sono ben risolte nelle osservazioni di routine. L’analisi approfondita rivela come le correnti di marea locali influenzino fortemente il movimento del ghiaccio lungo il suo viaggio e fornisce uno sguardo senza precedenti su come la composizione del fondale marino stia causando alcuni dei cambiamenti più improvvisi.
I dati dello studio possono essere applicati per migliorare complesse simulazioni computerizzate utilizzate per prevedere le condizioni del ghiaccio marino artico e, a lungo termine, i risultati potrebbero aiutare a chiarire come il cambiamento climatico sta alterando l’Artico e informare le future previsioni climatiche.
«Il ghiaccio sente chiaramente l’influenza del fondo dell’oceano», ha detto il dottor Daniel Watkins (1), ricercatore post-dottorato alla Brown e autore principale del nuovo studio pubblicato su Geophysical Research Letters (2). «Il paesaggio sul fondo dell’oceano, come i canyon e le piattaforme continentali, influenza le maree e le altre correnti oceaniche. E mentre va alla deriva, il ghiaccio marino passa sopra molte diverse caratteristiche sottomarine. Osserviamo bruschi cambiamenti nella dinamica del ghiaccio marino non appena raggiunge queste caratteristiche sottomarine».
Utilizzando i dati provenienti dalla più grande serie di boe di ghiaccio marino mai alla deriva, insieme a 20 anni di immagini satellitari, i ricercatori hanno esaminato il movimento del ghiaccio marino mentre andava alla deriva dall’Oceano Artico attraverso un passaggio di acque profonde chiamato Stretto di Fram e infine nel Mare della Groenlandia. L'analisi ha rivelato l'impatto del fondale marino su alcuni dei cambiamenti più improvvisi che interessano il ghiaccio marino, come notevoli aumenti di velocità o movimenti che costringono il ghiaccio ad compattarsi o addirittura a rompersi.
«Ciò che vediamo con questo set di dati è una transizione dall'Artico centrale, dove il ghiaccio si muove per lo più nel suo insieme e segue i modelli dei venti, ad aree in cui vediamo impatti molto più forti delle correnti oceaniche», ha detto Watkins.
L’Artico è la parte del globo che si riscalda più rapidamente ed è noto da tempo che il ghiaccio marino nella regione svolge un ruolo importante nel clima del pianeta. Ad esempio, il ghiaccio agisce come una superficie riflettente che devia la quantità di luce solare assorbita dalla Terra. Quando scompare, viene assorbita più luce solare, portando a un pianeta più caldo. Molti scienziati si aspettano inoltre che, con la scomparsa del ghiaccio artico, il clima in tutto l’emisfero settentrionale ne risentirà, producendo periodi di freddo pungente, ondate di caldo punitivo e inondazioni disastrose.
Con lo studio, i ricercatori hanno voluto approfondire i cambiamenti che si verificano in questa parte di fondamentale importanza della Terra. Gran parte dei dati per lo studio sono stati raccolti durante la più grande spedizione polare della storia: l’Osservatorio multidisciplinare sulla deriva per lo studio del clima artico.
Una ricerca approfondita rivela improvvisi aumenti della velocità del ghiaccio
Durante la spedizione, gruppi di ricercatori si sono alternati trascorrendo un anno alla deriva con il ghiaccio marino a bordo di un enorme rompighiaccio tedesco nell'Oceano Artico. Watkins è stato lì per due settimane nell'ottobre 2019 per aiutare a installare una rete di sensori autonomi attorno al campo base. Mentre era lì, Watkins coordinò i voli in elicottero verso zone remote di ghiaccio marino, lavorò con gli analisti per trovare siti adatti per strumenti e boe e li dispiegò sul ghiaccio.
Durante la spedizione durata un anno, furono schierate un totale di 214 boe, di cui 51 durante il mandato di Watkins nella spedizione. Lo studio si basa sui dati GPS trasmessi da una serie di 108 boe che sono andate alla deriva dall'Artico centrale attraverso lo stretto di Fram e nel Mare della Groenlandia.
L’attenzione principale si è concentrata su quelle che sono conosciute come zone di ghiaccio marginali nel Mare di Groenlandia e nello Stretto di Fram, che è la zona di transizione tra l’oceano aperto e libero dai ghiacci e la banchisa dell’Artico centrale.
Come parte della loro analisi, il gruppo ha anche analizzato le misurazioni satellitari effettuate dal 2003 al 2020 per inserire i dati raccolti dalle boe nel corso dell’anno alla deriva nel contesto storico. I dati satellitari hanno contribuito a confermare i bruschi cambiamenti nella velocità e nel movimento del ghiaccio che potrebbero essere spiegati solo dall’influenza del fondale marino sul ghiaccio marino.
Ad esempio, osservando i dati di un'area a nord-est delle Svalbard, in Norvegia, i ricercatori hanno notato che la velocità del ghiaccio aumentava improvvisamente anche se il vento non era cambiato. Ciò significava che il ghiaccio veniva spinto dalle correnti oceaniche, quindi il team ha scavato più a fondo per scoprire dove ciò accade e come. Hanno scoperto che il ghiaccio marino accelera dove finisce la corrente transpolare, una delle principali correnti dell’Oceano Artico, e la corrente della Groenlandia orientale, che si muove velocemente, che si forma a causa di una combinazione della rotazione terrestre e del bordo della piattaforma continentale sul pianeta. L’analisi mostra come il ghiaccio marino risponde alle diverse correnti oceaniche e che il fondale marino gioca un ruolo.
«All'inizio di questo viaggio, non c'era quasi alcuna differenza nella velocità di deriva su tutta la serie di boe», ha detto Watkins. «Poi c'è essenzialmente un giorno in cui il vento si è calmato e il ghiaccio si è riversato nella corrente di confine ed è semplicemente decollato. È stato come un cambiamento da un giorno all’altro in ciò che stava spingendo il ghiaccio».
Come passo successivo, i ricercatori intendono collaborare con gli sviluppatori di modelli per aiutare a implementare i dati dello studio in previsioni su come si sposterà il ghiaccio e dove finirà. Hanno inoltre in programma di sviluppare ulteriormente uno strumento di tracciamento dei banchi di ghiaccio per delineare il movimento dei singoli pezzi di ghiaccio. Lo strumento aiuterebbe i ricercatori a vedere i dettagli del movimento del ghiaccio che sono invisibili agli approcci standard.
«Speriamo di comprendere i cambiamenti della fisica del ghiaccio in un Artico in riscaldamento e di usarlo per contribuire a migliorare i nostri modelli di quella fisica», conclude Watkins.
Insieme al dottor Watkins, altri ricercatori coinvolti nello studio includevano Monica Martinez Wilhelmus, assistente professore di ingegneria e autrice senior dello studio, nonché Angela C. Bliss del Goddard Space Flight Center della NASA e Jennifer K. Hutchings dell'Oregon State University. I finanziatori del lavoro includevano la NASA, il Department of Energy, l'Office of Naval Research e il National Science Foundation.
Riferimenti:
(1) Daniel Watkins
Descrizione foto: Le correnti di marea locali influenzano fortemente il movimento del ghiaccio marino nell’Oceano Artico e la composizione del fondale marino provoca alcuni dei cambiamenti più bruschi. - Credit: Daniel Watkins.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Brown-led research provides unprecedented look at what influences sea ice motion in the Arctic