La perdita di ghiaccio marino in Antartide non sta modificando soltanto il paesaggio polare e gli ecosistemi che dipendono da esso. Il fenomeno sta trasformando anche le caratteristiche di una massa d’acqua fondamentale per il funzionamento degli oceani, rendendola più salata, più densa e capace di spingersi a profondità maggiori. Un cambiamento rapido, le cui conseguenze potrebbero estendersi ben oltre l’emisfero australe, influenzando la distribuzione del calore, il ciclo del carbonio e alcuni dei principali meccanismi che regolano il clima terrestre.
A documentarlo è uno studio internazionale pubblicato sulla rivista Nature Climate Change, coordinato da Bishakhdatta Gayen, dell’Università di Melbourne e dell’Indian Institute of Science, e da Kaushik Mishra, dello stesso istituto indiano, con la partecipazione di Alberto Naveira Garabato, dell’Università di Southampton. La ricerca presenta osservazioni dirette di una brusca inversione delle tendenze di salinità e densità dell’Acqua Intermedia Antartica, conosciuta con la sigla AAIW, dall’inglese Antarctic Intermediate Water.
Una trasformazione in meno di 10 anni
L’Acqua Intermedia Antartica si forma nell’Oceano Australe e si distribuisce su vaste aree degli oceani Atlantico, Indiano e Pacifico. È una componente importante della circolazione oceanica globale: contribuisce a trasportare ossigeno verso gli strati intermedi, redistribuisce il calore e partecipa al trasferimento e all’immagazzinamento del carbonio nelle profondità marine. Le sue caratteristiche dipendono anche dall’equilibrio tra acqua salata e acqua dolce. Per lungo tempo, lo scioglimento stagionale del ghiaccio marino antartico ha contribuito a mantenere relativamente bassa la salinità di questa massa d’acqua, ma qualcosa è cambiato.
Analizzando le osservazioni raccolte tra il 1995 e il 2024, i ricercatori hanno individuato due fasi distinte. Tra il 1995 e il 2015, la fusione estiva del ghiaccio marino contribuiva ad alimentare l’oceano con acqua dolce, preservando le caratteristiche relativamente poco saline dell’AAIW. Dal 2016 al 2024, invece, la contrazione del ghiaccio disponibile per lo scioglimento stagionale ha ridotto questo apporto, accompagnandosi a un rapido aumento della salinità e della densità e a uno spostamento della massa d’acqua verso profondità maggiori.
Per ricostruire l’evoluzione del fenomeno, il gruppo di ricerca ha utilizzato i dati del programma internazionale Argo, una rete di circa quattromila galleggianti robotici che raccolgono misurazioni delle proprietà fisiche degli oceani, integrandoli con osservazioni satellitari e dati atmosferici. L’elemento più significativo è la velocità della trasformazione. “L’ultima volta che l’Acqua Intermedia Antartica ha cambiato comportamento è stato alla fine dell’ultimo periodo interglaciale, circa 130mila anni fa, quando in Antartide c’era pochissimo ghiaccio“, ha spiegato Gayen. “Quella transizione richiese migliaia di anni, non 2 decenni“. Il confronto con il passato suggerisce quindi che il sistema stia attraversando una fase di cambiamento insolitamente rapida. Resta da capire se la nuova tendenza si consoliderà e quali effetti produrrà nel lungo periodo.
Il ghiaccio marino come regolatore dell’acqua dolce
Il meccanismo alla base del fenomeno è legato al ruolo del ghiaccio marino nel bilancio dell’acqua dolce dell’Oceano Australe. Quando il ghiaccio si forma, esclude gran parte del sale, mentre durante la fusione restituisce all’oceano acqua relativamente dolce. La quantità di ghiaccio disponibile per lo scioglimento stagionale contribuisce quindi a determinare la salinità degli strati superficiali e, attraverso i processi di mescolamento e circolazione, le proprietà delle masse d’acqua sottostanti.
Secondo le stime riportate nello studio, prima del 2016 lo scioglimento estivo antartico forniva un volume d’acqua dolce equivalente a circa 3 volte la portata annua del Rio delle Amazzoni, indicata in circa 6.600 km cubi. Dopo il 2016, con la riduzione del ghiaccio marino fino a livelli minimi record, questo apporto sarebbe sceso a un volume equivalente a circa 2 volte quello del grande fiume sudamericano.
La differenza è rilevante: una minore disponibilità di acqua dolce modifica l’equilibrio tra sale e acqua nell’oceano, favorendo l’aumento della salinità. L’acqua più salata è generalmente più densa, a parità di temperatura, e può quindi contribuire a modificare la distribuzione verticale delle masse oceaniche. “La regione antartica è il motore dell’acqua dolce degli oceani di tutto il mondo“, ha osservato Gayen, sottolineando che le variazioni nei processi di fusione del ghiaccio possono influenzare la circolazione marina anche a migliaia di chilometri di distanza.
Più calore nelle profondità e nuovi interrogativi sul livello del mare
Le possibili conseguenze riguardano innanzitutto la capacità degli oceani di assorbire e distribuire il calore. Gli oceani hanno assorbito oltre il 90% del calore in eccesso accumulato nel sistema climatico a causa delle attività umane e rappresentano uno dei principali fattori che rallentano il riscaldamento dell’atmosfera. Se le caratteristiche dell’Acqua Intermedia Antartica continuassero a cambiare, anche il trasferimento del calore tra gli strati oceanici potrebbe subire modifiche significative.
Secondo Mishra, l’indebolimento delle caratteristiche precedenti di questa massa d’acqua potrebbe favorire il trasporto di una maggiore quantità di calore verso gli strati profondi. Se confermata, questa dinamica avrebbe implicazioni importanti per le proiezioni climatiche. I modelli utilizzati per stimare l’evoluzione degli oceani potrebbero infatti non rappresentare pienamente alcuni processi di redistribuzione del calore, con possibili ripercussioni sulle previsioni delle temperature oceaniche e terrestri e sull’innalzamento regionale del livello del mare.
Quest’ultimo è influenzato da diversi fattori, tra cui l’espansione termica dell’acqua quando si riscalda e l’apporto di acqua proveniente dalla fusione dei ghiacci continentali. Le modifiche nella circolazione oceanica possono incidere sulla distribuzione del calore e, di conseguenza, contribuire a differenze regionali nell’evoluzione del livello marino. Gli autori invitano tuttavia alla cautela: gli effetti futuri e la loro entità devono ancora essere quantificati. Non è quindi possibile concludere che il cambiamento osservato determinerà necessariamente un aumento più rapido del livello del mare in tutte le regioni.
Un possibile impatto anche sul ciclo del carbonio
Un altro aspetto riguarda la capacità dell’oceano di assorbire e immagazzinare anidride carbonica. Le acque superficiali assorbono CO₂ dall’atmosfera; una parte del carbonio può poi essere trasferita verso profondità maggiori attraverso la circolazione e altri processi fisici e biologici, rimanendo lontana dall’atmosfera per decenni o secoli. Se la trasformazione dell’AAIW modificasse il movimento delle acque tra superficie e profondità, potrebbe cambiare anche la quantità di carbonio immagazzinata negli oceani e la durata di tale immagazzinamento. Il segnale, però, non è ancora sufficiente per stabilire con certezza la direzione e l’entità di questi effetti. La circolazione del carbonio dipende da numerosi processi interconnessi, e saranno necessarie ulteriori osservazioni per comprendere come la trasformazione dell’Acqua Intermedia Antartica possa influenzarli.
Le possibili ripercussioni sulla circolazione atlantica
La ricerca richiama l’attenzione anche sulla circolazione globale di ribaltamento, il vasto sistema di correnti che collega le acque superficiali e profonde dei diversi bacini oceanici. L’Acqua Intermedia Antartica fa parte del ramo superiore di questo sistema e, spostandosi verso nord, attraversa regioni degli oceani Atlantico, Indiano e Pacifico. Secondo Naveira Garabato, se il cambiamento dovesse persistere per anni o decenni, potrebbe influenzare anche la circolazione meridionale di ribaltamento dell’Atlantico, nota come AMOC. Si tratta di un sistema di correnti fondamentale per la redistribuzione del calore nell’Atlantico e per le condizioni climatiche del Nord Atlantico.
Le eventuali ripercussioni non si limiterebbero agli oceani. Cambiamenti nella distribuzione del calore e nella circolazione marina potrebbero influenzare anche la circolazione atmosferica, le condizioni meteorologiche e le traiettorie delle perturbazioni nell’emisfero australe. Si tratta, al momento, di possibili conseguenze future, non di effetti già dimostrati dalle osservazioni. Per stabilire se e in quale misura il cambiamento dell’AAIW possa modificare l’AMOC e altri sistemi climatici saranno necessari ulteriori studi.