FRA MENO DI MEZZO SECOLO (7)

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…..Sono convinto che entro cinquant’anni enormi forze della Terra precipiteranno senza nessun ordine come fu all’inizio e come si mantiene l’apparente disordine della Terra, ‘apparente’ mi ripeto perché con il Tempo sino al momento di questo breve Frammento e diario che spero, se qualcuno sopravvissuto, un domani successivo a questa Apocalisse… raccoglierà. Il fine si è mantenuto entro il perfezionamento dell’evoluzione, e non come a tutt’oggi del mio diario, il contrario e l’opposto…

(M.P. Shiel, La Nube Purpurea)

  

Da quando i satelliti hanno iniziato a monitorare l’Artico nel 1979, l’area media coperta dal ghiaccio marino si è ridotta di almeno il 40%. Lo spessore medio del ghiaccio è diminuito di oltre la metà nello stesso periodo di tempo.

Questi rapidi cambiamenti hanno lasciato agli scienziati del clima una domanda urgente:

quando scomparirà il ghiaccio marino artico?

Il ritmo del cambiamento è più marcato a settembre, la fine dell’estate nell’Artico. Ogni anno, il ghiaccio marino artico attraversa un ciclo stagionale, crescendo nell’area e nello spessore attraverso i mesi invernali più freddi prima di ridursi di nuovo quando le temperature aumentano in primavera ed estate.

Il punto alla fine dell’estate quando il ghiaccio marino raggiunge il livello più basso dell’anno è noto come  ‘minimo estivo del ghiaccio marino’. Quest’anno, il minimo del ghiaccio marino è il secondo più basso livello mai registrato, battuto solo dal livello del ghiaccio marino visto nel 2012.

Di nuovo con il Boreal…

La spedizione di ricerca polare più grande del mondo è attualmente in corso nell’Artico. La spedizione di un anno, nota come Osservatorio multidisciplinare alla deriva per lo studio del clima artico (MOSAiC), coinvolge 300 ricercatori di 19 paesi. Da una nave intrappolata nel ghiaccio marino, gli scienziati stanno prendendo misure che potrebbero aiutare a trasformare i modelli climatici. La scrittrice scientifica di Carbon Brief, Daisy Dunne, si è unita alla spedizione per le sue prime sei settimane nell’autunno del 2019. Questo è il secondo di quattro articoli incentrati sulla spedizione MOSAiC.

'L’estate davvero calda nell’Artico ha davvero avuto il suo impatto sul ghiaccio’, afferma il Prof Markus Rex, scienziato atmosferico dell’Alfred Wegener Institute (AWI ). Rex è il capo di MOSAiC, una delle più grandi spedizioni di ricerca nell’Artico mai tentate. (Carbon Brief si è recentemente unito alla spedizione annuale per le sue prime sei settimane in mare.)

Rex ha trascorso i mesi precedenti la spedizione seguendo da vicino le previsioni meteorologiche dell’Artico. L’Artico è stato colpito da temperature superiori alla media a maggio e luglio 2019, che probabilmente hanno peggiorato il ritmo dello scioglimento del ghiaccio marino estivo, dice.

L’estensione del ghiaccio marino artico nel settembre 1979 (blu scuro) e settembre 2019 (blu chiaro). Settembre è in genere il mese in cui l’Artico vede il suo ‘minimo estivo di ghiaccio marino’. Fonte dei dati: National Snow and Ice Data Center. Mappa di Tom Prater per Carbon Brief. Il minimo di ghiaccio marino di quest’anno si inserisce in un quadro di recenti rapidi cambiamenti. Negli ultimi 13 anni sono stati registrati i 13 picchi di minimi di ghiaccio marino estivo.

Con meno ghiaccio marino sopravvissuto da un anno all’altro, anche l’età media del ghiaccio è diminuita. Negli anni 80, la maggior parte del ghiaccio marino trovato nell’Artico era ‘ghiaccio pluriennale’, ghiaccio sopravvissuto ad almeno una stagione di fusione. Tuttavia, nell’ultimo decennio, il pacchetto di ghiaccio si è trasformato in ‘ghiaccio del primo anno’, che è in genere più sottile e più incline allo scioglimento in estate.

I satelliti iniziarono a monitorare il ghiaccio marino artico intorno agli anni 80. A quel tempo, il polo era principalmente coperto da ‘ghiaccio pluriennale’, ghiaccio più vecchio di un anno. Questo ghiaccio è più spesso e più stabile del ghiaccio giovane.

Ogni anno, il ghiaccio marino cresce nei freddi mesi invernali prima di ridursi nuovamente in estate. Questo crea il modello di flusso e riflusso visto nella visualizzazione.

La rapida flessione del ghiaccio marino sul record satellitare rilevato ha superato anche le più pessimistiche delle proiezioni fatte dai modelli climatici , gli strumenti matematici che gli scienziati usano per fare proiezioni sul futuro della Terra.

Uno dei principali obiettivi scientifici della spedizione MOSAiC è quello di ottenere un quadro più chiaro di come le influenze naturali e causate dall’uomo stanno apportando una rapida perdita di ghiaccio marino. La speranza è quella di ottenere approfondimenti che, nel tempo, potrebbero migliorare i modelli utilizzati per fare proiezioni sul ghiaccio marino artico.

‘Non ci sono stati molti miglioramenti nel modo in cui i nostri modelli hanno rappresentato il declino del ghiaccio marino negli ultimi due decenni’, afferma Matthew Shupe , co-leader di MOSAiC e un ricercatore artico dell’Università del Colorado, Boulder e Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica (NOAA). ‘Quindi il nostro obiettivo di livello superiore è migliorare i modelli’.

Il miglioramento dei modelli climatici potrebbe aiutare a rispondere alle domande sul futuro declino del ghiaccio. Una di queste che rimane senza risposta è quando, se non del tutto, l’Artico potrebbe vedere la sua prima estate senza ghiacci.

Gli scienziati hanno vari modi per definire cosa significhi realmente ‘libero dai ghiacci’, ma la definizione più comune si riferisce a un punto in cui la copertura del ghiaccio marino artico alla fine dell’estate scende al di sotto di un milione di chilometri quadrati. A questo punto, i ricercatori si aspettano che l’Oceano Artico centrale sia completamente privo di ghiaccio, con resti di ghiaccio marino che persistono lungo le coste settentrionali del Canada, dell’Alaska e della Groenlandia.

Il punto in cui la copertura del ghiaccio marino si avvicina allo zero in estate avrà gravi conseguenze, ma, in un certo senso, potrebbe essere visto come una misura simbolica, afferma la dott.ssa Marika Holland, una scienziata senior del ghiaccio marino presso la University Corporation for Atmospher Research (UCAR), che utilizzerà i dati MOSAiC per fare proiezioni sul futuro dell’Artico, afferma:

Raggiungere un’estate artica senza ghiaccio è solo un ulteriore punto esclamativo, sottolineando che questo sta già accadendo, ed è drammatico senza precedenti! Ma dal mio punto di vista, i cambiamenti sono già drammatici e senza precedenti - e non possiamo perderli di vista.

La forte flessione del ghiaccio marino osservata negli ultimi decenni è strettamente legata ai cambiamenti climatici. L’Artico è una delle regioni con il riscaldamento più rapido sulla Terra. Le temperature globali medie sono aumentate di circa 1°C dall’inizio dell’èra industriale, ma l’Artico ha visto circa il doppio di questo riscaldamento. In alcune parti dell’Artico, l’aumento della temperatura è quattro volte superiore alla media globale.

Una ricerca pubblicata nel 2016 ha calcolato che per ogni tonnellata di CO2 emessa nell’atmosfera, la copertura del ghiaccio marino estivo nell’Artico si riduce di tre metri quadrati. (Una tonnellata di CO2 è circa la quantità emessa da qualcuno che viaggia in un biglietto di andata e ritorno da Londra a New York .)

Il fenomeno dell’Artico che si surriscalda a una velocità maggiore che il resto del globo è noto come  ‘amplificazione dell'Artico’. Le ragioni per cui si sta verificando l’amplificazione dell’Artico sono complesse, ma la ricerca suggerisce che i fenomeni è strettamente correlati alle interazioni tra atmosfera, ghiaccio marino e oceano.

Un esempio di tale interazione si verifica quando il ghiaccio marino si scioglie. Il cambiamento climatico porta più calore nell’atmosfera e nell’oceano Artico, facendo sciogliere più rapidamente il ghiaccio marino. Il ghiaccio marino è bianco brillante e, quindi, riflette la maggior parte della luce solare in arrivo. Quando il ghiaccio scompare, scopre l’oceano oscuro, che assorbe una proporzione maggiore di luce solare. Ciò significa che la riduzione della copertura del ghiaccio fa sì che l’Artico si riscaldi più rapidamente, il che a sua volta fa scomparire più ghiaccio marino.

Questa interazione è nota come ‘feedback sull’albedo di ghiaccio’ - o ‘effetto albedo’. (‘Albedo’ è un termine usato per descrivere la riflettività di una superficie.) È uno dei più noti circuiti di retroazione che influiscono sul tasso di scioglimento del ghiaccio marino artico - ma ce ne sono molti altri, spiega il dott. Michel Tsamados, un ricercatore di ghiaccio marino dell’University College di Londra che partecipa alla spedizione MOSAiC. ‘Alcuni di loro sono positivi e alcuni sono negativi’, dice.

I feedback positivi sono processi che si rafforzano da soli, come la scomparsa del ghiaccio marino che porta a un maggiore riscaldamento e, quindi, a una maggiore fusione del ghiaccio. I feedback negativi, tuttavia, sono processi che portano alla regolazione di un cambiamento nel sistema.

Ad esempio, negli ultimi anni, gli scienziati hanno osservato un aumento della velocità con cui il ghiaccio marino cresce in inverno. Questo in parte perché ‘il ghiaccio più sottile può crescere molto più velocemente del ghiaccio più spesso’, afferma Tsamados. ‘Questo è un feedback negativo - una sorta di resilienza nel sistema’.

Tuttavia, l’aumento della crescita del ghiaccio marino osservato in inverno non è sufficiente per contrastare il rapido aumento dello scioglimento osservato nei mesi estivi, aggiunge.

‘Stiamo emettendo così tanta CO2 che l’Artico non riesce a reagire. In questo momento, i feedback positivi stanno vincendo contro i feedback negativi - e questo significa che il ghiaccio marino sta andando a fondo’.

Districare l’influenza dei feedback positivi e negativi sul ghiaccio marino artico è uno degli obiettivi principali della spedizione MOSAiC . Per fare questo, i ricercatori stanno studiando ogni aspetto del sistema climatico artico.

La spedizione è incentrata sul Polarstern, una nave da ricerca tedesca che si è deliberatamente congelata nel ghiaccio marino per un anno intero. Intorno alla nave c’è un vasto campo di ghiaccio, con strumenti che misurano i cambiamenti del ghiaccio marino, nonché dell’atmosfera, dell’oceano e dell’ecosistema.

 Il dott. Matthew Shupe ripara un cavo a ‘Met City’, una fazione del campo di ghiaccio di MOSAiC. ‘Se vuoi capire il ghiaccio marino, devi capire l’oceano e l’atmosfera. Devi considerarlo come un pacchetto completo’, afferma il dott. Jeremy Wilkinson, un fisico di ghiaccio marino del British Antarctic Survey che partecipa a MOSAiC.

Questo perché molti dei circuiti di feedback che influenzano il ghiaccio marino comportano cambiamenti nell’oceano e nell’atmosfera.

Ad esempio, gli scienziati MOSAiC che studiano il feedback sull’albedo di ghiaccio non dovranno solo registrare i cambiamenti nell’area e lo spessore del ghiaccio, ma anche la quantità di luce solare che penetra nel ghiaccio e la quantità di calore assorbita dall’oceano sotto il ghiaccio marino. Per fare ciò, hanno installato strumenti che misurano le variazioni dello spessore del ghiaccio vicino a quelle che misurano le variazioni della temperatura dell’oceano e della luce solare in arrivo.

‘Abbiamo spettrometri che misurano la luce visibile. Abbiamo alcuni di loro che guardano verso l’alto verso il cielo e alcuni che guardano verso il basso verso la superficie del ghiaccio - e dalla rifrazione otteniamo l’albedo’, afferma il dott. Marcel Nicolaus, uno scienziato di ghiaccio marino di MOSAiC leader della crociera su Polarstern durante la prima tappa della spedizione.

‘Rifrazione’ è un termine usato per descrivere la flessione della luce che si verifica mentre passa dall’aria al ghiaccio. Quando la luce colpisce la superficie, parte di essa verrà rifratta o assorbita, mentre parte di essa verrà riflessa nello spazio. Il calcolo della porzione di luce che è stata rifratta, quindi, fornisce un quadro della riflettività complessiva del ghiaccio, altrimenti noto come albedo.

Capire le interazioni tra i cambiamenti della luce solare, il ghiaccio marino e l’atmosfera sarà la chiave per rispondere alle domande sul futuro del ghiaccio marino artico, dice Shupe. ‘Il modo in cui rispondiamo alle domande sul futuro dell’Artico è con i nostri modelli - e dobbiamo avere modelli che rappresentino in modo affidabile i processi essenziali e il modo in cui interagiscono’.

Un altro modo in cui gli scienziati MOSAiC sperano di ottenere un quadro migliore della fusione del ghiaccio marino è studiare i processi su piccola scala che si svolgono nell’Artico. Ad esempio, i ricercatori delle squadre atmosferiche e del ghiaccio marino stanno usando strumenti specializzati per misurare la quantità di calore che fuoriesce da piccole fessure nel ghiaccio marino, mentre il team dell’ecosistema ha implementato una telecamera subacquea per registrare la crescita di alghe nel ventre di il ghiaccio marino.

Ottenere dati su tali processi su piccola scala potrebbe anche essere la chiave per migliorare i modelli climatici utilizzati per fare proiezioni sui futuri livelli di ghiaccio marino, afferma il dott. Thomas Rackow, un modellatore climatico dell’AWI che partecipa a MOSAiC. ‘L’idea con MOSAiC è quella di comprendere meglio i processi su piccola scala che spesso devono essere’ parametrizzati ‘nei modelli climatici’, afferma.

Alcuni processi che incidono sul ghiaccio marino si svolgono su scale più piccole di quelle che i modelli climatici possono catturare nelle loro simulazioni. Gli scienziati devono invece semplificare l’effetto che tali processi hanno sul ghiaccio marino usando equazioni matematiche per rappresentarli. Questo è noto come  ‘parametrizzazione’.

‘Gli stagni di fusione’ sono un esempio di un processo su piccola scala che non è ben rappresentato nei modelli climatici, afferma Tsamados. Durante i mesi estivi, le temperature dell’aria calda possono far sciogliere il ghiaccio marino dall’alto, portando alla formazione di profonde pozze d’acqua - conosciute come laghetti di fusione - sulla superficie del ghiaccio. 

Questi stagni esercitano una pressione sul ghiaccio, aumentando le possibilità di collasso. Cambiano anche la riflettività del ghiaccio - o ‘albedo’ - facendolo assorbire più o meno calore. Nonostante questi impatti, alcuni modelli climatici non includono gli stagni di fusione nelle loro simulazioni, oppure ipotizzano che tutti gli stagni di fusione sembrino e si comportino allo stesso modo.

Una ragione per cui i modelli climatici non simulano bene i processi su piccola scala è perché sono disponibili  pochi dati sul campo che descrivono in dettaglio il modo in cui funzionano questi processi. O che i dati disponibili durino solo poche settimane - la solita quantità di tempo per uno studio sul campo artico, dice Shupe. Trascorrendo un anno intero alla deriva nel ghiaccio marino, il team MOSAiC mira a raccogliere dati più completi, che potrebbero, nel tempo, essere utilizzati per colmare le lacune nei modelli climatici, aggiunge.

Migliorare la capacità dei modelli climatici di simulare la regione artica sarà un passo fondamentale nel fissare meglio la data in cui l’Artico vedrà la sua prima estate senza ghiaccio, dice Rackow. ‘C’è ancora una vasta gamma e dipende dal modello che stai guardando. Ma, fondamentalmente, ciò che tutti i modelli mostrano è che, ad un certo punto, il ghiaccio marino estivo andrà perso’.

La data in cui l’Artico avrà la sua prima estate senza ghiaccio si è rivelata difficile da prevedere. Diversi modelli climatici si presentano con una vasta gamma di date possibili, che vanno dal 2005 a dopo il 2100. La maggior parte dei modelli climatici, tuttavia, suggerisce che è probabile che accada intorno alla metà del secolo.

Anche se migliorare i modelli climatici potrebbe essere la chiave per elaborare una stima più raffinata, ci sono diversi fattori che complicano ulteriormente le cose.

Il primo è che la velocità con cui gli esseri umani producono emissioni di gas serra nei prossimi decenni avrà un ruolo importante nel determinare la velocità con cui scompare il ghiaccio marino artico.

Uno studio pubblicato nel 2016 ha scoperto che, se gli umani facessero minimi sforzi per ridurre le emissioni globali, l’Artico potrebbe vedere la sua prima estate senza ghiaccio già nel 2032. (Questa scoperta presuppone che il mondo segua uno scenario di emissioni molto elevate noto come ‘RCP8.5’)

Tuttavia, limitare il riscaldamento globale a 1,5°C – l’obiettivo della temperatura di aspirazione fissato dai paesi ai sensi dell’accordo di Parigi - potrebbe ridurre notevolmente le possibilità che l’Artico diventi libero dai ghiacci in estate.

La scomparsa del ghiaccio marino in estate consentirebbe alle navi di trovare una nuova rotta più veloce tra l’Atlantico e l’Oceano Pacifico. Uno studio pubblicato nel 2016 ha scoperto che le rotte attraverso l’Artico potrebbero diventare disponibili per le navi commerciali e non in acque libere entro la metà del secolo.

‘Penso che l’Artico avrà un aspetto molto diverso [in quel momento] e sfrutterà molte più attività e risorse. Probabilmente quanto qualcuno desidera e vuole sta approdando’,

…dice Rackow.

L’apertura di nuove rotte di navigazione potrebbe comportare maggiori minacce per la fauna selvatica unica dell’Artico. Uno studio pubblicato nel 2018 ha scoperto che l’espansione della navigazione commerciale rappresenta una minaccia significativa per una vasta gamma di mammiferi marini artici, tra cui narvali, balene a testa a testa, beluga e orsi polari.

Gli animali nell’Artico rischiano di affrontare ulteriori minacce quando il ghiaccio marino scompare, afferma la dott.ssa Allison Fong, coordinatrice del gruppo di ricerca sugli ecosistemi per MOSAiC dell’AWI. Dice a Carbon Brief:

Senza la persistenza del ghiaccio marino per tutta l’estate, potrebbero esserci implicazioni molto forti per il biota [fauna selvatica] che utilizza il ghiaccio come habitat. Il ghiaccio è anche un ambiente che trasporta organismi da altre parti dell’Artico verso l’Artico centrale, quindi questo potrebbe avere implicazioni globali con conseguenze a catena.

Questi cambiamenti potrebbero avere un impatto su ogni livello dell’ecosistema artico, afferma Fong, dalle alghe vegetali che crescono sul lato inferiore del ghiaccio marino all’orso polare, il principale predatore della regione.

Uno studio pubblicato nel 2018 ha scoperto che il declino del ghiaccio marino potrebbe rendere più difficile la ricerca di cibo per gli orsi polari. La preda preferita degli orsi polari è la foca dagli anelli, che gli orsi cacciano dalla superficie del ghiaccio. Lo studio ha rintracciato un gruppo di orsi femmine che vivono nel Mare di Beaufort nel 2014-16 e ha scoperto che, in media, gli orsi stavano viaggiando ulteriormente per trovare cibo rispetto agli anni precedenti - e spendendo più energia nel processo.

Sebbene non sia stato ancora stabilito un chiaro legame, è possibile che la ragione per cui gli orsi stanno viaggiando su lunghe distanze è perché il declino del ghiaccio marino li sta lasciando con meno luoghi abituale per cacciare le foche.

‘La preoccupazione è che quando il ghiaccio si romperà all’inizio dell’anno, gli orsi saranno colpiti in tre modi: avranno meno successo nel catturare le foche perché in precedenza sono stati spostati dal loro habitat primario di foraggiamento; stanno ingrassando meno di quanto avrebbero fatto storicamente; e poi si muovono anche a grandi distanze. Se questa tendenza dovesse continuare, ci aspetteremmo continui cali nel successo riproduttivo’.

(Prosegue...)