Questo articolo del blog esamina in dettaglio come le elevate temperature del mare e le correnti oceaniche nella regione dell'Antartide occidentale concentrano l'acqua calda sotto le piccole piattaforme di ghiaccio, accelerandone lo scioglimento, e cosa significa questo fenomeno per i cambiamenti delle piattaforme di ghiaccio in tutta l'Antartide.
Il continente antartico ospita un'enorme quantità di ghiaccio, sufficiente ad aumentare il livello globale del mare di circa 57 metri se si sciogliesse completamente. Tra questi ghiacci, le piattaforme di ghiaccio sono strutture in cui l'enorme calotta glaciale che ricopre la terraferma, spessa diversi chilometri, si sposta verso la costa sotto l'influenza della gravità, con una parte che si estende sulla terraferma e galleggia sul mare. Circa il 75% della costa antartica è ricoperto da tali piattaforme di ghiaccio, il cui spessore varia da 100 a 1,000 metri a seconda della regione. La variazione della massa delle piattaforme di ghiaccio nel tempo è strettamente legata al riscaldamento globale ed è considerata un elemento chiave nella ricerca sui cambiamenti climatici. Tra i fattori che causano la perdita di ghiaccio dalle piattaforme di ghiaccio, la quantità di ghiaccio che si stacca sotto forma di iceberg è relativamente ben osservata. Tuttavia, i dati sulla quantità di ghiaccio che si scioglie e scompare dalla parte inferiore della piattaforma di ghiaccio a causa dell'influenza dell'acqua di mare calda sono stati a lungo scarsi. Questo perché la parte inferiore della piattaforma di ghiaccio è estremamente difficile da raggiungere. Di recente, i cambiamenti nei modelli dei venti intorno all'Antartide hanno permesso all'acqua profonda più calda di penetrare sotto le piattaforme di ghiaccio, aumentando la necessità di misurazioni accurate di questo processo. Lo scioglimento alla base della piattaforma di ghiaccio ha un impatto diretto sull'innalzamento del livello del mare intorno all'Antartide.
La massa totale di una piattaforma di ghiaccio è determinata da quattro fattori. In primo luogo, la quantità di ghiaccio che scorre dalla massa continentale per formare la piattaforma è un fattore chiave che ne aumenta la massa. In secondo luogo, anche la quantità di neve che si accumula sulla superficie della piattaforma contribuisce alla sua crescita. Al contrario, la quantità di ghiaccio che si stacca formando iceberg e si riversa nell'oceano riduce la massa della piattaforma. Allo stesso modo, la quantità di ghiaccio che si scioglie dalla base della piattaforma a causa dell'influenza dell'acqua di mare calda ne causa la riduzione. La variazione totale della massa della piattaforma viene calcolata in base all'interazione di questi quattro fattori. Solo di recente, con l'accumulo di dati satellitari, è diventato possibile analizzare questi elementi con precisione.
La quantità di ghiaccio che scorre dalla terraferma per formare la piattaforma di ghiaccio viene calcolata misurando la velocità e lo spessore del flusso di ghiaccio al confine tra la piattaforma e la terraferma. La velocità del flusso di ghiaccio può essere calcolata con precisione centimetrica confrontando due immagini radar acquisite dai satelliti a intervalli di tempo regolari. Lo spessore del ghiaccio viene calcolato misurando l'altezza del ghiaccio che galleggia sulla superficie dell'acqua utilizzando altimetri satellitari, tenendo poi conto della spinta di galleggiamento derivante dalla differenza di densità tra ghiaccio e acqua di mare.
La quantità di neve che si accumula sulla piattaforma di ghiaccio viene calcolata combinando le carote di ghiaccio ottenute tramite perforazione con modelli di previsione climatica, ottenendo un'accuratezza relativamente elevata. La quantità di ghiaccio persa sotto forma di iceberg può essere misurata in base all'area e allo spessore dell'iceberg. Tuttavia, nella pratica, il monitoraggio è difficile perché gli iceberg si muovono rapidamente e si sciolgono rapidamente in acqua di mare, rendendo difficile una quantificazione precisa. Pertanto, per garantire l'affidabilità a lungo termine, i ricercatori calcolano indirettamente la perdita di massa dovuta al distacco degli iceberg misurando la velocità e lo spessore del ghiaccio su una linea di riferimento a diversi chilometri nell'entroterra dal bordo della piattaforma di ghiaccio. Le variazioni nell'area complessiva e nello spessore della piattaforma di ghiaccio vengono utilizzate per determinare l'aumento o la diminuzione totale della massa della piattaforma di ghiaccio, il che consente anche di stimare la quantità di ghiaccio che si scioglie e scompare dalla base della piattaforma di ghiaccio.
I risultati della ricerca indicano che la quantità di ghiaccio fornita dalla terraferma all'intera piattaforma di ghiaccio antartica in un anno è stata di circa 2.049 miliardi di tonnellate, mentre la neve accumulata sulla superficie della piattaforma ammontava a circa 444 miliardi di tonnellate. Al contrario, il ghiaccio perso con il distacco degli iceberg dalle piattaforme ammontava a circa 1.321 miliardi di tonnellate, mentre il ghiaccio perso a causa dello scioglimento alla base della piattaforma, influenzato dalle acque marine calde, ammontava a circa 1.454 miliardi di tonnellate. In definitiva, l'intero sistema di piattaforma di ghiaccio antartica ha subito una perdita di massa annua di circa 282 miliardi di tonnellate. Tra queste perdite, lo scioglimento alla base della piattaforma ha rappresentato in media il 52%, ma ha mostrato significative variazioni regionali, che vanno da un minimo del 10% a un massimo del 90%.
L'analisi che ha suddiviso le acque antartiche in quattro zone in base alla longitudine ha rivelato che nelle piccole piattaforme di ghiaccio come la piattaforma di Pine Island e la piattaforma di Croz nella regione dell'Antartide occidentale, lo scioglimento della base della piattaforma di ghiaccio ha rappresentato in media il 74%. Al contrario, altre regioni si sono generalmente attestate intorno al 40%. In particolare, la piattaforma di ghiaccio Filchner-Ronne (che si estende tra l'Antartide settentrionale e quella sudoccidentale) e la piattaforma di ghiaccio Ross (Antartide meridionale), che insieme producono circa un terzo di tutti gli iceberg antartici, hanno mostrato una percentuale molto bassa di scioglimento della base della piattaforma di ghiaccio, pari ad appena il 17%.
Le 10 piattaforme di ghiaccio più grandi, che coprono il 91% della superficie della piattaforma di ghiaccio antartica, rappresentano solo circa la metà del volume totale di fusione del fondo della piattaforma di ghiaccio antartica. La metà rimanente si verifica su piccole piattaforme di ghiaccio che coprono solo il 9% della superficie totale. Questo fenomeno si verifica perché le piccole piattaforme di ghiaccio sono concentrate nelle acque relativamente più calde del Mare Antartico Occidentale. Pertanto, l'approccio utilizzato in studi precedenti – la semplice estrapolazione dei dati centrati sulle grandi piattaforme di ghiaccio in proporzione all'area – ha probabilmente sovrastimato significativamente il volume totale di fusione del fondo della piattaforma di ghiaccio antartica.
Esaminando il volume di fusione del fondo della piattaforma di ghiaccio per unità di superficie, la media antartica era di circa 0.81 metri all'anno. Tuttavia, le variazioni regionali erano sostanziali, da 0.07 metri a un massimo di 15.96 metri. Le piccole piattaforme di ghiaccio nell'Antartide occidentale mostravano tassi di fusione molto elevati, mentre le grandi piattaforme di ghiaccio in altre regioni mostravano tassi relativamente bassi. Queste differenze derivano dalla complessa interazione tra la topografia al di sotto delle piattaforme di ghiaccio e la struttura della temperatura dell'acqua di mare. Lo scioglimento è particolarmente intenso al di sotto delle piattaforme di ghiaccio in prossimità della terraferma, mentre il congelamento dell'acqua di mare aumenta con la distanza dalla terraferma. Questi risultati confermano che lo scioglimento del sottoghiaccio nelle piattaforme di ghiaccio antartiche varia significativamente a seconda delle condizioni locali e dell'ambiente marino e che ha un impatto cruciale sull'innalzamento del livello del mare a livello globale e sul sistema climatico.
