Un campanello d'allarme dall'Antartide

In questa illustrazione, l’acqua di mare scorre in profondità sotto la superficie in una fessura della piattaforma di ghiaccio in Antartide che si apre attivamente. Una nuova ricerca mostra che tali crepe possono aprirsi molto rapidamente e che il flusso dell’acqua di mare aiuta a controllare la velocità con cui la piattaforma di ghiaccio si rompe. Credito: Rob Soto

Nei ghiacciai della Groenlandia e dell’Antartide c’è abbastanza acqua ghiacciata che, se si sciogliessero, i mari del mondo si alzerebbero di parecchi metri. Ciò che accadrà a questi ghiacciai nei prossimi decenni è la più grande incognita riguardo all’innalzamento del livello del mare, in parte perché la fisica del distacco dei ghiacciai non è ancora del tutto compresa.

La domanda cruciale è come gli oceani più caldi possano causare la disintegrazione più rapida dei ghiacciai. Università di Washington I ricercatori hanno dimostrato la frattura su larga scala più veloce conosciuta lungo la piattaforma di ghiaccio antartica. Lo studio è stato recentemente pubblicato in Fornito dall'Università del Golfo ArabicoMostra che una fessura lunga 6,5 ​​miglia (10,5 chilometri) si è formata nel 2012 sul ghiacciaio di Pine Island – una piattaforma di ghiaccio in ritirata che trattiene la più grande calotta glaciale dell’Antartide occidentale – in circa 5 minuti e mezzo. Ciò significa che la fessura si è aperta a una velocità di circa 115 piedi (35 metri) al secondo, ovvero circa 80 miglia all’ora.

“Questo, a nostra conoscenza, è l'evento di apertura della spaccatura più veloce mai osservato”, ha detto l'autrice principale Stephanie Olinger, che ha svolto questo lavoro come parte della sua ricerca di dottorato presso l'Università del Wisconsin e l'Università di Harvard ed è ora ricercatrice post-dottorato presso l'Università di Stanford. . “Ciò dimostra che, in determinate condizioni, le piattaforme di ghiaccio possono rompersi. Ci dice che dobbiamo cercare questo tipo di comportamento in futuro e ci dice come possiamo descrivere queste fratture in modelli di calotte di ghiaccio su larga scala”. .”

L'importanza della formazione di crepe

Il crepaccio è una fessura che attraversa circa 300 metri di ghiaccio galleggiante di una tipica piattaforma di ghiaccio antartica. Queste crepe sono un precursore del distacco della piattaforma di ghiaccio, dove grandi pezzi di ghiaccio si staccano da un ghiacciaio e cadono in mare. Tali eventi si verificano spesso nel ghiacciaio di Pine Island, dove l’iceberg osservato nello studio si è separato da tempo dal continente.

Le immagini satellitari scattate l'8 maggio (a sinistra) e l'11 maggio (a destra), a tre giorni di distanza nel 2012, mostrano una nuova faglia che forma una “Y” che si dirama a sinistra della faglia precedente. Tre strumenti sismici (triangoli neri) hanno registrato le vibrazioni che sono state utilizzate per calcolare la velocità di propagazione della faglia fino a 80 mph. Credito: Olinger et al./AGU Anticipi

“Le piattaforme di ghiaccio esercitano un'influenza importante sulla stabilità del resto della calotta glaciale antartica. Se la piattaforma di ghiaccio si rompe, il ghiaccio dietro di essa accelera”, ha detto Ollinger. “Questo processo di fratturazione è fondamentalmente il modo in cui le piattaforme di ghiaccio antartiche lavoro.” Creare grandi iceberg.

In altre parti dell’Antartide, le faglie spesso si sviluppano nel corso di mesi o anni. Ma potrebbe accadere più rapidamente in un ambiente in rapida evoluzione come il ghiacciaio di Pine Island, dove i ricercatori ritengono che la calotta glaciale dell’Antartide occidentale si sia già formata. Una svolta è passata Quando crolla nell'oceano.

Sfide nel monitoraggio dei cambiamenti glaciali

Le immagini satellitari forniscono un feedback continuo. Ma i satelliti in orbita attorno alla Terra passano ogni punto della Terra solo ogni tre giorni. È difficile determinare cosa accada durante quei tre giorni, soprattutto considerando la vista pericolosa della fragile piattaforma di ghiaccio antartica.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno combinato strumenti per comprendere la formazione delle faglie. Hanno utilizzato i dati sismici registrati da strumenti posizionati sulla piattaforma di ghiaccio da altri ricercatori nel 2012 insieme alle osservazioni radar dei satelliti.

Il ghiaccio glaciale si comporta come un solido su tempi brevi, ma più come un liquido viscoso su tempi lunghi.

“La formazione di una crepa è più simile alla rottura di un vetro o più alla rottura di Silly Putty? Questa era la domanda”, ha detto Ollinger. “I nostri calcoli di questo evento mostrano che è molto simile alla rottura del vetro.”

Il ruolo dell’acqua di mare e la ricerca futura

Se il ghiaccio fosse stato un semplice materiale fragile, si sarebbe rotto più velocemente, ha detto Olinger. Ulteriori indagini hanno sottolineato il ruolo dell’acqua di mare. L'acqua di mare nei crepacci mantiene lo spazio aperto contro le forze interne del ghiacciaio. Poiché l’acqua di mare ha viscosità, tensione superficiale e massa, non può riempire istantaneamente un vuoto. Invece, la velocità con cui l'acqua di mare riempie la fessura di apertura contribuisce a rallentare la propagazione della fessura.

“Prima di poter migliorare le prestazioni dei modelli su larga scala delle calotte glaciali e delle previsioni del futuro innalzamento del livello del mare, dobbiamo avere una buona comprensione basata sulla fisica dei numerosi processi diversi che influenzano la stabilità della piattaforma glaciale”, ha affermato Olinger.

Riferimento: “L'accoppiamento oceanico limita la velocità di rottura per l'evento di propagazione delle crepe sulla piattaforma di ghiaccio più veloce” di Stephanie D. Olinger e Bradley B. Lipofsky e Maren A. Denol, 05 febbraio 2024, Fornito dall'Università del Golfo Arabico.
doi: 10.1029/2023AV001023

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation. I coautori sono Brad Lipofsky e Marine Degnole, entrambi docenti della UW in scienze della terra e dello spazio, che hanno iniziato a fornire consulenza mentre erano ad Harvard.