Enormi buchi nel ghiaccio invernale antartico sono spuntati sporadicamente dagli 1970, ma la ragione della loro formazione è stata in gran parte misteriosa.
Gli scienziati, con l’aiuto di robot galleggianti e sigilli dotati di tecnologia, potrebbero ora avere la risposta: i cosiddetti polynyas (in russo “acqua aperta”) sembrano essere il risultato di tempeste e sale, secondo nuove ricerche.
I Polynya hanno ricevuto molta attenzione ultimamente perché due molto grandi hanno aperto nel mare di Weddell nel 2016 e nel 2017; in quest’ultimo evento, le acque aperte si estendevano su 115.097 miglia quadrate (298.100 chilometri quadrati), secondo un articolo pubblicato ad aprile sulla rivista Geophysical Research Letters.
Ora, lo sguardo più completo sulle condizioni oceaniche durante la formazione polynya rivela che questi tratti di acque aperte crescono a causa di variazioni climatiche di breve durata e di condizioni meteorologiche particolarmente avverse. I polynya rilasciano anche un sacco di calore oceanico profondo nell’atmosfera, con conseguenze che gli scienziati stanno ancora lavorando.
“Potrebbe modificare i modelli meteorologici intorno all’Antartide”, ha detto a Live Science il leader dello studio Ethan Campbell, uno studente di dottorato in oceanografia presso l’Università di Washington. “Forse più lontano.”
Osservando l’oceano aperto
I ricercatori sospettavano già che le tempeste avessero un ruolo nella creazione di polynyas negli ultimi anni. Un articolo pubblicato ad aprile da scienziati atmosferici nel Journal of Geophysical Research: Atmospheres ha indicato una tempesta particolarmente violenta con velocità del vento fino a 72 miglia all’ora (117 chilometri all’ora) nel 2017.
Ma anche se le tempeste invernali di 2016 e 2017 erano estreme, i mari tempestosi sono la norma nell’inverno antartico, ha detto Campbell.
“Se fossero solo tempeste, vedremmo polynyas tutto il tempo, ma non lo facciamo”, ha detto. Invece, le grandi polynya sono relativamente rare. Ce n’erano tre enormi nel 1974, 1975 e 1976, ma nulla di significativo fino al 2016.
Campbell e il suo team hanno tratto dati da due galleggianti robotici di dimensioni umane che sono stati dispiegati nel Mare di Weddell dal progetto SOCCOM (Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling Project) finanziato dalla National Science Foundation. I galleggianti vanno alla deriva nelle correnti a circa un miglio sotto la superficie dell’oceano, ha detto Campbell, raccogliendo dati sulla temperatura dell’acqua, la salinità e il contenuto di carbonio.
A scopo di confronto, i ricercatori hanno anche utilizzato osservazioni tutto l’anno da navi di ricerca antartiche e persino foche scientifiche-pinnipedi selvatici dotati di piccoli strumenti per raccogliere dati oceanici mentre gli animali conducevano i loro soliti viaggi.
Stormy seas
Messe insieme, queste osservazioni hanno spiegato la storia completa delle polynyas 2016 e 2017. Il primo ingrediente, ha detto Campbell, faceva parte di un modello climatico chiamato Modalità anulare meridionale, la versione polare di El Niño. Cambell ha detto che una variazione climatica regolare che può portare venti sia più lontano dalla costa antartica, nel qual caso diventano più deboli, o più vicino alla costa, diventando più forte. Quando la variabilità sposta i venti più vicini e più forti, crea più upwelling di acqua calda e salata dal profondo del mare di Weddell alla superficie oceanica più fredda e fresca.
Questo modello climatico e il successivo upwelling hanno reso la superficie oceanica insolitamente salina nel 2016, ha detto Campbell, che, a sua volta, ha reso più facile la miscelazione verticale dell’acqua oceanica. In genere, le differenze di salinità mantengono separati gli strati oceanici, proprio come l’olio meno denso galleggia sopra l’acqua e si rifiuta di mescolare. Ma poiché la superficie dell’oceano era insolitamente salata, c’era meno differenza tra la superficie e le acque più profonde.
“L’oceano era insolitamente salato in superficie, e questo ha reso la barriera alla miscelazione molto più debole”, ha detto Campbell.
Ora tutto l’oceano aveva bisogno di un po ‘ di agitazione. E gli inverni del 2016 e del 2017 hanno fornito il cucchiaio. Le grandi tempeste creavano vento e onde che mescolavano l’acqua verticalmente, facendo emergere acqua calda dal fondo dell’oceano che scioglieva il ghiaccio marino.
Gli effetti delle polynya che si sono formate sono ancora un po ‘ misteriosi. I ricercatori hanno scoperto che l’interno dell’oceano sotto di loro si è raffreddato di 0,36 gradi Fahrenheit (0,2 gradi Celsius). Quel calore rilasciato potrebbe cambiare i modelli meteorologici locali e persino spostare i venti a livello globale, ha detto Campbell.
Più preoccupante, ha detto, è che l’acqua profonda dell’oceano esposta all’atmosfera durante una polinya è potenzialmente ricca di carbonio. Le acque profonde dell’Antartide sono i cimiteri per la vita marina, che rilasciano carbonio mentre decadono. Se quel carbonio entra nell’atmosfera tramite polynyas, queste aperture in acque libere potrebbero contribuire leggermente ai cambiamenti climatici, ha detto Campbell.
Se i polynya lo fanno è ancora in aria, ha detto Campbell, ma il nuovo studio dovrebbe aiutare gli scienziati a definire maggiori dettagli sul cambiamento climatico dell’Antartide. Gli attuali modelli dell’Antartico sembrano prevedere più polynya di quanto esistano effettivamente, ha detto Campbell. Ora, i modellatori climatici avranno più dati per migliorare tali previsioni, creando un’Antartide virtuale migliore per comprendere i cambiamenti climatici.
La ricerca è apparsa il 10 giugno sulla rivista Nature.
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Originariamente pubblicato su Live Science.
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