Un nuovo studio ha confermato che l’assottigliamento delle calotte glaciali determina l’esfiltrazione, ovvero lo scarico delle acque sotterranee dalla falda acquifera sotto le calotte glaciali, ma a differenza di quanto studiato precedentemente con calcoli sulle lunghe scale temporali, il metodo sviluppato utilizzando le misurazioni satellitari dell’Antartide degli ultimi due decenni, ha permesso di calcolare che la velocità di scarico è quasi doppia di quanto finora stimato, con feedback potenzialmente più rischiosi.
Sarebbe fino al doppio la quantità di acqua subglaciale precedentemente stimata che defluisce negli oceani per l’assottigliamento delle calotte polari, aumentando potenzialmente lo scioglimento dei ghiacciai, l’innalzamento del livello del mare e gli impatti ecosistemici.
La stima è contenuta nell’articolo “Contemporary ice sheet thinning drives subglacial groundwater exfiltration with potential feedbacks on glacier flow” pubblicato su Science Advances il 18 agosto 2023 da 2 ricercatori della School of Earth and Atmospheric Sciences del Georgia Institute of Technology, in collaborazione con altri 3 colleghi, della Dartmouth College (NH), della Colorado School of Mines e del U.S. Geological Survey, Geology, Geophysics, and Geochemistry Science Center (CO).
Le osservazioni indicano che le falde acquifere sedimentarie cariche di acque sotterranee sono estese al di sotto di ampie porzioni delle calotte glaciali della Groenlandia e dell’Antartide, ed è noto che una riduzione del carico meccanico delle falde acquifere porta all’esfiltrazione delle acque sotterranee, ovvero allo scarico delle acque sotterranee dalla falda acquifera sotto le calotte glaciali.
L’illustrazione spiega come si verifica l’esfiltrazione o l’infiltrazione delle acque sotterranee a causa dello scarico o del caricamento delle calotte glaciali sul semispazio di sedimenti subglaciali saturi. All’interfaccia ghiaccio-sedimenti, z = 0 e z aumentano scendendo nel sedimento (Fonte: ScienceAdvances).
Sebbene esistano metodi preesistenti per comprendere il flusso subglaciale, queste tecniche comportano calcoli che richiedono tempo, mentre ora i ricercatori hanno sviluppato una semplice equazione che può prevedere la velocità dell’esfiltrazione, utilizzando le misurazioni satellitari dell’Antartide degli ultimi due decenni.
“In gergo matematico, si direbbe che abbiamo una soluzione in forma chiusa – ha dichiarato Alexander Robel, Professore assistente alla School of Earth and Atmospheric Sciences e principale autore dell’articolo – In precedenza, si sarebbe eseguito un modello idromeccanico che avrebbe dovuto essere applicato in ogni punto dell’Antartide, e poi portato avanti per un lungo periodo di tempo, mentre l’intera nostra previsione può essere eseguita in una frazione di secondo su un computer portatile con un’equazione. Questa è, a nostra conoscenza, la prima teoria matematicamente semplice che descrive l’esfiltrazione e l’infiltrazione sotto le calotte glaciali“.
Le calotte glaciali agiscono come una coperta, appoggiandosi sulla terra calda e intrappolando il calore sul fondo, lontano dall’atmosfera fredda dell’Antartide, per cui il punto più caldo della calotta glaciale antartica si trova sul fondo della calotta, non sulla superficie. Quando una calotta di ghiaccio si assottiglia, l’acqua sotterranea più calda può essere esfiltrata più facilmente e questo gradiente di calore può accelerare lo scioglimento della calotta di ghiaccio.
Utilizzando le osservazioni contemporanee dell’altimetria satellitare, i ricercatori prevedono che i tassi di esfiltrazione potrebbero raggiungere decine o centinaia di millimetri all’anno sotto le parti che si assottigliano più rapidamente della calotta glaciale antartica. In alcune parti dell’Antartide occidentale, i tassi di esfiltrazione previsti farebbero sì che il tasso totale di scarico dell’acqua subglaciale sia quasi il doppio di quello attualmente previsto dal solo scioglimento basale subglaciale. Un tale aumento dello scarico di acqua subglaciale potrebbe influenzare la velocità con cui il ghiaccio si scioglie alla base, mentre l’afflusso di acqua calda e ricca di sostanze nutritive potrebbe influenzare le comunità biologiche marine.
Un recente Studio, condotto da scienziati dell’Università di Copenhagen, ha avvertito che l’introduzione negli oceani di acqua dolce più calda, per lo scioglimento dei ghiacciai, diluendo l’acqua salata più pesante e più fredda, comporterebbe attorno alla metà del secolo il collasso della circolazione di ribaltamento meridionale dell’Atlantico (AMOC) di cui fa parte la Corrente del Golfo, con conseguenze importanti come il maggiore riscaldamento delle regioni tropicali e l’aumento delle tempeste nella regione del Nord Atlantico.
“Quando l’atmosfera si riscalda, ci vogliono decine di migliaia di anni affinché il segnale si diffonda attraverso una calotta glaciale delle dimensioni e dello spessore di quella antartica – ha spiegato Robel – Ma questo processo di esfiltrazione è una risposta all’assottigliamento già in corso della calotta glaciale, ed è una risposta immediata proprio adesso”.
I ricercatori sperano che le previsioni rese possibili dalla teoria sulla velocità dell’esfiltrazione possano essere incorporate nei modelli delle calotte glaciali che gli scienziati utilizzano per prevedere i futuri cambiamenti delle calotte glaciali e l’innalzamento del livello del mare.