The Great Divide: Un'introduzione alla Terra’s congelati giganti

L'Antartide detiene circa il 60% del pianeta’ l'acqua dolce nelle sue vaste calotte di ghiaccio, rendendolo il fattore dominante nella comprensione del livello globale del mare. Il continente è diviso dalle montagne transantartiche in due sistemi criosferici fondamentalmente distinti: la East Antarctic Ice Sheet (EAIS) e la West Antarctic Ice Sheet (WAIS).

Il ghiacciaio dell'Antartico Orientale è un enorme e alto livello di protezione del ghiaccio terrestre che si appoggia principalmente sul letto sopra il livello del mare. Al contrario, il ghiacciaio dell'Antartico occidentale è classificato come un ghiacciaio marino, con la sua base affondata ben al di sotto del livello del mare.

Extent geografico e volume di ghiaccio

L'interno della Vast: Antartico orientale

Il suo livello di ampiezza è di circa 14 milioni di chilometri quadrati, l'EAIS è la più grande massa di ghiaccio sulla Terra. La media è di oltre 2,2 chilometri di spessore, con i massimi spessori superiori a 4,8 chilometri a Dome Argus (Dome A). Questo immensa volume è approssimativamente equivalente a 26,5 milioni di chilometri cubi di ghiaccio.

Il bacino marino: Antartide occidentale

Il WAIS è significativamente più piccolo, copre circa 2,2 milioni di chilometri quadrati con un volume di ghiaccio di circa 3,4 milioni di chilometri cubi. Si trova all'interno delle ambasciate del Mar Ross e del Mar Weddell, delimitate dalle montagne transantartiche e dalla penisola antartica.

Il Pignone sotto: un racconto di due topografie

La stabilità di un foglio di ghiaccio è fondamentalmente controllata dalla forma e dall'elevazione del terreno sotto di esso. La differenza nella topografia subglaciale tra l'Antartide orientale e l'Antartide occidentale è stark e spiega gran parte dei loro comportamenti contrastanti.

Anche se il ghiaccio è spesso, la roccia sotto gran parte dell'interno è vicino o sopra il livello del mare. Questa roccia ad alta resistenza agisce come un freno naturale, fornendo attrito che rallenta il flusso di ghiaccio e rende il foglio meccanicamente stabile. Anche se il clima si riscalda in modo significativo, una grande parte del EAIS’ il ghiaccio interno non può facilmente crollare perché è fisicamente terra sul livello del mare.

In Antartide occidentale, la topografia è invertita. La roccia non è solo sotto il livello del mare, ma anche approfondisce l'interno. Questa pendenza retrograda è un fattore destabilizzante critico. Quando l'acqua calda dell'oceano erosisce gli scaffali del ghiaccio e provoca la linea di terra (il punto in cui il foglio di ghiaccio solleva dal fondo e inizia a galleggiare) per ritirarsi, si sposta all'indietro e verso il basso verso l'acqua più profonda.

Stabilità e Meccanismi del Cambiamento

Instabilità del foglio di ghiaccio marino nell'Antartide occidentale

La WAIS è attualmente la massa di ghiaccio più rapida e in rapida evoluzione del continente, la sua stabilità è minacciata principalmente dall'intrusione della calda acqua circumpolare (CDW) sulla mensola continentale. Questa acqua, che è a diversi gradi sopra il punto di congelamento del ghiaccio in-situ, scorre nelle cavità subice-shelf e fonde gli scaffali del ghiaccio dal basso.

Il ghiacciaio Thwaites Glacier, spesso chiamato il “Doomsday Glacier” dai media, serve come primo esempio di questa instabilità. L'International Thwaites Glacier Collaboration (ITGC) ha documentato che il ghiacciaio è sia diradamento che di accelerazione.

La perdita dell'intero WAIS non è una questione di se, ma di quando e quanto velocemente, nel contesto del riscaldamento globale sostenuto. Mentre un collasso completo è improbabile nel XXI secolo, la modellazione recente suggerisce che il tasso di perdita di ghiaccio potrebbe spingere i contributi di livello del mare dall'Antartide ben oltre 1 metro da 2100 sotto scenari ad alta emissione, con il WAIS che fornisce il leone’s share.

La stabilità percepita dell'Antartide Orientale

Per decenni, l'EAIS è stato considerato il “stable” icesheet—un gigante freddo e inerte in gran parte indisponibile ai cambiamenti climatici rapidi. Mentre questo vale per l'interno vasto e ad alta quota, la ricerca recente ha sfidato la percezione della stabilità completa ai margini.

Il ghiacciaio Totten, il più grande ghiacciaio dell'Antartide Orientale, drena una regione del bacino subglaciale Aurora che si trova sotto il livello del mare. Le osservazioni satellitari hanno rivelato che il ghiacciaio Totten sta perdendo la massa e che lo scaffale del ghiaccio sta vivendo un significativo fusione basale guidato da acqua calda oceanica che accede alla cavità.

Atmosferica vs. Oceanic Drivers

In Antartide occidentale, il driver primario è oceanico: il trasporto di CDW caldo sullo scaffale è modulato da venti, che sono essi stessi influenzati dalla modalità anulare meridionale (SAM) e la deplezione stratosferica dell'ozono. In Antartide orientale, la questione dominante è come il foglio di ghiaccio reagisce alle variazioni di equilibratura di massa.

Contributo al Rise Globale del Mare

Osservare il bilancio di massa di questi fogli di ghiaccio è una priorità elevata per la comunità di scienze del clima, affidandosi pesantemente a missioni satellitari come NASA’s GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) e ICESat-2, così come ESA’s CryoSat-2 e il programma Copernicus Sentinel.

  • West Antarctic Ice Sheet: Il WAIS è attualmente il più grande contributo al livello del mare a salire dall'Antartide. Sta perdendo circa 150 a 200 miliardi di tonnellate di ghiaccio all'anno. Questa perdita non è uniformemente distribuita ma è concentrata nell'Embayment del Mare di Amundsen, sede dei ghiacciai Thwaites e Pine Island.
  • East Antarctic Ice Sheet: L'EAIS è attualmente vicino ad un contributo neutro al livello del mare, anche se il margine di incertezza è ampio. Alcune regioni, in particolare nelle coste Wilkes Land e Victoria Land, stanno perdendo la massa, mentre l'interno sta potenzialmente guadagnando massa a causa di una maggiore nevicata.
  • Antarctic Peninsula:[] Sebbene spesso raggruppata con WAIS in discussioni semplificate, la penisola antartica si è riscaldata drammaticamente nel XX secolo, e ha contribuito a una notevole perdita di ghiaccio attraverso l'accelerazione del ghiacciaio dopo i collassi delle piattaforme di ghiaccio, anche se il suo volume totale è piccolo rispetto alle principali calotte di ghiaccio.

Il rapporto di valutazione IPCC’s Sesto (AR6) assegna una fiducia molto elevata alla dichiarazione che il WAIS continuerà a perdere massa nei prossimi decenni. Il contributo totale del livello del mare dall'Antartide del 2100 è previsto tra 0,1 e 0,5 metri sotto uno scenario a bassa emissione, e potenzialmente superiore a 1 metro in uno scenario ad alta emissione, prevalentemente guidato da dinamiche WAIS.

Implicazioni per la politica del clima e l'adattamento costiero

La stabilità del ghiacciaio antartico è essenziale per un efficace adattamento climatico. La fusione relativamente lenta e prevedibile di un ghiacciaio terrestre (come l'interno dell'EAIS) può essere modellata in modo lineare in risposta agli aumenti della temperatura. Tuttavia, l'instabilità del ghiacciaio marino (MISI) e i potenziali processi di instabilità della roccia marina (MICI) introducono il comportamento non lineare, soglia-ven.

Un crollo del WAIS nel corso di diversi secoli è una possibilità realistica, anche sotto il riscaldamento moderato. Per le comunità costiere, questo richiede un cambiamento di paradigma nella pianificazione per la resilienza e l'adattamento, allontanandosi dalle valutazioni di rischio di inondazione statica verso una pianificazione dinamica e basata su scenari che rappresenta la possibilità di un aumento del livello del mare brusco.

Durante l'epoca Pliocene, circa 3-5 milioni di anni fa, i livelli di CO2 atmosferici erano simili a oggi’s (circa 400-450 ppm), e le temperature globali erano di 2-4 gradi Celsius più alte. Le prove geologiche suggeriscono fortemente che il WAIS fosse significativamente più piccolo o completamente assente durante questo periodo, contribuendo a diversi metri al livello del mare.

Conclusione: Due fogli di ghiaccio, un futuro condiviso

L'EAIS è un enorme serbatoio di ghiaccio ad alta resistenza che è in gran parte isolato da rapido cambiamento oceanico-driven, anche se i suoi profondi bacini subglaciali hanno una vulnerabilità latente. Il WAIS è un foglio di ghiaccio marino molto più piccolo ma instabile direttamente esposto al riscaldamento degli oceani e suscettibile alla rapida, irreversibile

Il monitoraggio delle attuali attività da parte di istituzioni come il National Snow and Ice Data Center e la ricerca condotta dal British Antarctic Survey continuano a perfezionare la nostra comprensione di questi sistemi.