Il ghiaccio marino dell’Artico si presenta come un puzzle in costante movimento composto da singoli blocchi, anziché come un’unica lastra continua. Questi frammenti possono misurare da alcuni metri fino a diversi km di larghezza. I venti spingono queste immense zattere attraverso l’oceano, facendole allontanare e disperdere gradualmente. Gli scienziati sanno da tempo che il vento rappresenta la forza principale dietro a questi spostamenti, eppure la calotta polare manifesta comportamenti divergenti da quanto suggerirebbero i modelli atmosferici tradizionali. La velocità con cui le masse gelate viaggiano varia in modi del tutto inaspettati, e la loro diffusione avviene molto più lentamente rispetto a quanto previsto dalle simulazioni basate unicamente sulle correnti d’aria. Questo enigma ha per anni spinto i ricercatori a cercare risposte in dinamiche complesse come i mulinelli oceanici o le fratture strutturali interne.
La soluzione in un semplice modello fisico
Un nuovo studio condotto dall’Università della California a Riverside e pubblicato sulla rivista Physical Review Letters ha offerto una spiegazione unificata a queste discrepanze. La risposta risiede nel fatto che i blocchi di ghiaccio si scontrano costantemente tra loro, comportandosi in modo simile ai granelli di sabbia che scivolano all’interno di un silo. La ricerca è stata guidata da Bryan Shaddy, ex studente universitario e ora alla University of Southern California, in collaborazione con lo scienziato dei materiali Alex Greaney e il professore associato di ingegneria meccanica Bhargav Rallabandi. Il team ha costruito una simulazione al computer che tiene conto della resistenza dell’oceano e degli urti continui tra i blocchi galleggianti spinti da venti turbolenti. Rallabandi ha spiegato il fenomeno dichiarando: “Se si mettono insieme molti banchi di ghiaccio nello stesso posto con un po’ di vento, questi si scontrano tra loro e trasferiscono energia ai vicini. Abbiamo dimostrato che questo è l’unico ingrediente necessario per spiegare queste osservazioni“.
Prevedere il futuro del ghiaccio verso il mare aperto
Per testare la validità dell’idea, gli esperti hanno confrontato le previsioni del loro modello con le misurazioni effettuate nello Stretto di Fram, un passaggio cruciale situato tra la Groenlandia e l’arcipelago norvegese delle Svalbard, attraverso il quale il ghiaccio viaggia verso Sud in direzione dell’Oceano Atlantico. Utilizzando i dati locali sul vento e le condizioni della calotta, e aggiungendo un singolo parametro extra, il modello ha riprodotto con precisione 3 osservazioni che prima risultavano misteriose: la rapidità di espansione, la distribuzione delle velocità dei frammenti e la variazione del movimento su scale temporali che vanno da poche ore a diversi giorni. Nelle zone ad alta concentrazione, le piattaforme galleggianti urtano i loro vicini molto più frequentemente di quanto cambi il vento. Ogni impatto dissipa parte dell’energia fornita dalle correnti e riduce la distanza che un frammento può percorrere liberamente prima di incontrare un altro ostacolo.
Applicazioni ben oltre il clima polare
Questa intuizione fisica risulta fondamentale per comprendere come il riscaldamento globale altererà le dinamiche future. La quantità di oceano coperta e le dimensioni dei singoli frammenti influenzano la frequenza delle collisioni, determinando la rapidità con cui il manto si disperde. Il nuovo quadro teorico aiuterà a capire se il cambiamento delle condizioni permetterà ai frammenti di raggiungere più facilmente acque calde, dove si scioglierebbero rapidamente. I modelli climatici globali non possono tracciare individualmente l’enorme numero di piccoli blocchi, ma questa descrizione del loro comportamento collettivo fornisce uno strumento inestimabile, che potrà essere supportato da future osservazioni dallo Spazio. Il valore dello studio risiede nel dimostrare come un processo basilare possa spiegare dinamiche complesse, con applicazioni che si estendono alle valanghe, alle frane e persino agli inchiostri per la stampa 3D. A tal proposito, Rallabandi ha concluso: “Il modello non è limitato al ghiaccio. Ha solo bisogno di una fonte di forza irregolare e che le cose che si muovono subiscano collisioni“.
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