Le dinamiche climatiche tropicali contribuiscono a determinare l’entità delle nevicate annuali in Antartide, uno dei luoghi più freddi, ventosi e aridi della Terra. Una nuova ricerca dell’Università dello Utah dimostra che le condizioni tropicali e gli oceani influenzano anche le enormi calotte glaciali del continente. Analizzando carote di ghiaccio prelevate dalla calotta glaciale dell’Antartide occidentale (WAIS) e dati meteorologici del XX secolo, un team interdisciplinare di scienziati ha dimostrato che ciò che accade ai tropici – in particolare negli oceani Pacifico e Indiano – incide sulla quantità di neve che cade nell’Antartide occidentale.
I fenomeni climatici tropicali, come El Niño e l’Oscillazione Madden-Julian (MJO), generano perturbazioni atmosferiche note come onde di Rossby, che si propagano verso sud in direzione dell’Antartide. Queste onde modificano i regimi dei venti e le traiettorie delle tempeste, influenzando la quantità di umidità che raggiunge la calotta glaciale, afferma Ella Hunter, dottoranda in scienze dell’atmosfera.
Il suo studio, pubblicato di recente, ha documentato la variabilità dell’accumulo nevoso sulla calotta glaciale nel corso del XX secolo. “L’aspetto più significativo emerso è l’influenza dei tropici sulle nevicate in Antartide. Le onde di Rossby possono incidere su temperatura, venti e precipitazioni a livello globale“, ha dichiarato Hunter, prima autrice dell’articolo pubblicato su Journal of Geophysical Research: Atmospheres. “La convezione tropicale, o il riscaldamento ai tropici dovuto alle temperature della superficie marina, può generare tempeste in grado di propagare queste onde di Rossby”, che prendono il nome dal meteorologo Carl-Gustaf Rossby. “Si tratta di onde estremamente efficaci nel trasportare calore e umidità verso la calotta glaciale antartica“, ha aggiunto Hunter.
Una valida alternativa alle stazioni meteorologiche
Questi risultati si basano sull’analisi, condotta dal team di ricerca, di 25 carote di ghiaccio; alcune di esse sono state prelevate da Summer Rupper, docente di geografia presso la School of Environment, Society & Sustainability dell’Università dello Utah e coautrice dello studio. “L’aspetto unico di questo studio risiede nell’utilizzo congiunto di tutte queste carote di ghiaccio per esaminare più da vicino i fattori alla base della variabilità, e non solo le tendenze generali. Spesso ci si concentra sui trend, ma la variabilità è fondamentale per la stabilità della calotta glaciale“, ha affermato Rupper, esperta di criosfera terrestre, ovvero le aree ricoperte da acqua ghiacciata, come ghiacciai, banchisa e calotte glaciali. Il ghiaccio antico conserva una testimonianza del clima e della composizione atmosferica del passato; queste regioni ghiacciate fungono da indicatori chiave dei cambiamenti climatici in atto.
Molto più piccola della sua controparte orientale, la calotta glaciale dell’Antartide occidentale (WAIS) si estende su una superficie di 2 milioni di chilometri quadrati, con uno spessore medio del ghiaccio di 1.040 metri. Se dovesse sciogliersi completamente, l’acqua rilasciata provocherebbe un innalzamento del livello globale del mare di oltre 4,6 metri.
Il team dell’Università dello Utah ha analizzato carote di ghiaccio provenienti dall’Antartide occidentale – che documentano l’accumulo di neve tra il 1900 e il 1999 – integrandole con serie storiche di dati climatici, al fine di comprendere l’evoluzione nel tempo del bilancio di massa superficiale (SMB) della calotta. L’SMB rappresenta il guadagno o la perdita netta di ghiaccio in superficie, determinati principalmente dalle precipitazioni nevose e dalla ridistribuzione della neve operata dal vento.
Rupper ha estratto personalmente alcune delle carote utilizzate nello studio – ciascuna con un diametro di 5 centimetri – durante spedizioni in Antartide nel 2010 e nel 2011. I campioni sono stati tagliati in segmenti da un metro, divisi longitudinalmente a metà e successivamente sottoposti ad analisi approfondite nel corso degli anni. Rupper conserva i campioni in speciali celle frigorifere presso il campus dell’Università a Salt Lake City, insieme a carote provenienti dalla calotta glaciale della Groenlandia. Per il prelievo delle carote, il laboratorio di Rupper ha impiegato una trivella portatile capace di estrarre cilindri di ghiaccio dai primi 50 metri di profondità della calotta, rappresentativi della neve caduta nell’ultimo secolo o nei due secoli precedenti.
Si tratta di una profondità relativamente ridotta, ma tali carote sono essenziali per ricostruire i pattern meteorologici degli ultimi decenni; le stazioni meteorologiche convenzionali, infatti, non resistono alle condizioni estreme e isolate dell’Antartide. “È impossibile garantire la manutenzione delle stazioni meteorologiche: vengono semplicemente sepolte dalla neve o abbattute dal vento. Spesso ci si concentra sulle carote di ghiaccio profonde, ma quelle superficiali servono essenzialmente a colmare le lacune lasciate dalle stazioni meteorologiche“, ha affermato Rupper. “Senza di esse, non avremmo alcuna informazione sulle condizioni meteorologiche di quell’area. Le carote di ghiaccio non possono registrare gli stessi dati di una stazione meteo, ma offrono degli indicatori indiretti (proxy); l’aspetto interessante di questo studio è proprio la capacità di sfruttare tali indicatori”.
Due volti dell’Antartide occidentale
Una delle scoperte chiave dello studio è che l’Antartide occidentale non si comporta come un sistema unico e uniforme. I ricercatori hanno individuato due aree – una orientale e una occidentale – che reagiscono in modo diverso alle influenze climatiche. Le carote di ghiaccio hanno rivelato che la porzione orientale della WAIS riceveva il doppio della neve annua rispetto a quella occidentale: circa 350 millimetri di equivalente in acqua all’anno contro 175 millimetri. Cosa ancora più importante, lo studio ha documentato le variazioni annuali dell’accumulo nevoso, collegandole alle condizioni meteorologiche tropicali. Il team ha inoltre rilevato una tendenza all’aumento dell’accumulo nella parte orientale della calotta glaciale, a fronte di una diminuzione in quella occidentale.
Nel corso del XX secolo, il bilancio di massa superficiale nel settore orientale è aumentato a un ritmo di 0,224 millimetri di equivalente in acqua all’anno, mentre in quello occidentale è diminuito di 0,087 millimetri all’anno, ha affermato Hunter.
Le precipitazioni nevose sono risultate più abbondanti in alcune aree dell’Antartide occidentale associate ad alte pressioni; un fenomeno che inizialmente aveva lasciato perplesso il responsabile del gruppo di ricerca, Court Strong, docente di scienze dell’atmosfera, finché Hunter non ne ha individuato la spiegazione. “Ella ha svolto un prezioso lavoro di indagine analizzando diversi livelli dell’atmosfera“, ha dichiarato Strong. “Ha individuato una configurazione nei bassi strati che mostra come i sistemi perturbati diretti verso la regione vengano deviati verso l’entroterra proprio da quella dorsale di alta pressione. È questo meccanismo a determinare maggiori precipitazioni nevose in quella parte dell’Antartide occidentale”.