Il ruolo della variabilità oceanica nello scioglimento dei banchi di ghiaccio
Il Mare di Weddell costeggia la piattaforma di ghiaccio Filchner-Ronne ed è una regione in cui si formano grandi quantità di ghiaccio marino. Il processo di formazione del ghiaccio marino produce acqua del banco con una salinità elevata che guida la circolazione sotto alla Filchner-Ronne, il più grande banco di ghiaccio per volume in Antartide. Oltre ad avere il potenziale per modulare significativamente il livello del mare, la Filchner-Ronne svolge un ruolo importante nella formazione delle acque di fondo, che rappresentano la massa d’acqua più densa, fredda e onnipresente degli oceani del mondo. Pertanto, i processi fisici nell’interfaccia tra ghiaccio e oceano della Filchner-Ronne esercitano un effetto diretto sulla circolazione e sulla ventilazione oceanica generale nell’oceano profondo. Qual è dunque il fattore trainante della variabilità nello scioglimento sotto alla Filchner-Ronne? Si tratta di un interrogativo fondamentale per la modellizzazione delle cavità dei banchi di ghiaccio e la capacità di prevederne una probabile evoluzione. Il progetto DOVuFRIS dell’UE ha analizzato i dati raccolti negli ultimi anni per individuare modelli delle variazioni del tasso di scioglimento e per determinarne i processi fisici alla base di essi. «I modelli su cui ci concentriamo sono la durata, la frequenza e l’eventuale ripetizione periodica delle diverse caratteristiche», aggiunge Irena Vaňková, borsista del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie e ricercatrice principale del progetto. «Da ciò siamo in grado di sapere, ad esempio, se le variazioni siano periodiche e indotte dalle onde oppure aperiodiche e dovute ai vortici. La forza degli eventi può aiutarci a chiarire la natura delle proprietà oceaniche sotto al banco di ghiaccio».
I vortici e il loro ruolo nello scioglimento del banco di ghiaccio
I vortici oceanici sono fenomeni su scala relativamente piccola creati da instabilità nell’oceano e contribuiscono a mescolare le proprietà oceaniche, quali la temperatura. Possiedono le loro dinamiche proprie e possono trasportare il calore lontano dalla loro fonte prima di dissiparsi. Un modello oceanico grossolano può non avere la risoluzione del reticolo per la rappresentazione di vortici: anche se possiede un modo per mescolare acque oceaniche diverse, il risultato, quale la misura spaziale in cui si verifica la miscelazione, può essere diverso dalla realtà. «È importante sapere dove avviene esattamente la miscelazione al di sotto di un banco di ghiaccio e se il calore è trasportato, attraverso i vortici, fino alla parte posteriore della cavità dove il ghiaccio è più spesso e sensibile allo scioglimento. Avere un modello per la risoluzione dei vortici al di sotto delle cavità dei banchi di ghiaccio, come quella della piattaforma Filchner-Ronne, è fondamentale», afferma Vaňková, che ha condotto il progetto presso lo United Kingdom Research and Innovation assieme a Keith Nicholls.
Modellare una base variabile del banco di ghiaccio
Il progetto ha identificato un congelamento intermittente (aperiodico) in diversi luoghi della Filchner-Ronne, che può essere collegato al movimento dell’acqua sotto al banco di ghiaccio dovuto a un’instabilità e che porta l’acqua a spostarsi da grandi profondità a profondità ancora maggiori. Quando l’acqua si alza, il suo punto di scioglimento aumenta, dando luogo a un congelamento parziale. Le scoperte dei ricercatori stanno conducendo a una comprensione notevolmente migliore dei fattori trainanti di questo processo vitale: «Le nostre osservazioni hanno svelato il livello di variabilità della base del banco di ghiaccio e abbiamo identificato numerosi processi che ne sono alla radice: si tratta senza dubbio di un buon avanzamento. Continueremo a lavorare con i modellatori dell’oceano sui modi per integrare al meglio queste scoperte e decidere quali sono i processi cruciali da rappresentare». L’obiettivo finale di Vaňková consiste nel migliorare la capacità di simulare l’effetto globale delle interazioni tra i banchi di ghiaccio e gli oceani. Il progetto DOVuFRIS ha pubblicato due articoli scientifici e molti altri sono stati inviati o sono in fase di preparazione. Il progetto ha inoltre presentato le proprie scoperte a conferenze, riunioni e seminari, tra cui la conferenza dell’Unione dei geofisici americani a dicembre 2020. «Per prevedere il futuro dei banchi di ghiaccio abbiamo prima bisogno di comprenderne lo stato attuale e il nostro progetto consiste proprio in questo. La nostra nuova tecnica ci consente di osservare e controllare la variabilità nelle cavità dei banchi di ghiaccio con risoluzioni temporali senza precedenti e ciò ci aiuterà a capirne, in ultimo, la sensibilità al cambiamento», spiega Vaňková.
Parole chiave
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