Seguire il flusso: nuove tecniche per comprendere come il «tessuto» delle croste ghiacciate influenza il movimento dei ghiacciai
Conoscere le proprietà materiali dei ghiacciai è essenziale per effettuare una modellizzazione precisa del flusso con cui si muovono le croste ghiacciate presenti in Groenlandia e in Antartide. Per raggiungere questo obiettivo, una soluzione è rappresentata dall’esame dell’allineamento generale dei cristalli di ghiaccio. Tale disposizione, nota come «tessuto», viene generata dalle pressioni cumulative a cui il ghiaccio è stato sottoposto nel corso dei millenni. Insieme alla temperatura che lo caratterizza, il tessuto del ghiaccio esercita una forte influenza sulla sua viscosità nei ghiacciai. A differenza della temperatura, però, l’effetto di questo tipo di allineamento sulla viscosità del ghiaccio dipende dalla direzione e non viene solitamente integrato nei modelli di flusso del ghiaccio. Di conseguenza, è presente una lacuna nella comprensione del suo impatto complessivo sull’evoluzione delle croste ghiacciate e sulle previsioni di innalzamento del livello del mare. Ciò è particolarmente vero per quanto concerne le correnti di ghiaccio, ovvero corridoi a flusso rapido che trasportano il ghiaccio verso gli oceani. Grazie all’impiego di dati raccolti dal British Antarctic Survey sul flusso di ghiaccio di Rutford, nell’Antartide occidentale, il progetto BRISRES, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha sviluppato nuovi metodi per svelare la variazione spaziale nel tessuto e nella viscosità del ghiaccio. «Raffrontando questi dati con le osservazioni satellitari della velocità con cui si spostano le superfici ghiacciate, abbiamo valutato il modo in cui il tessuto microstrutturale influenza il comportamento su larga scala del flusso del ghiaccio», afferma Tom Jordan, un ricercatore precedentemente attivo presso l’Università di Bristol, l’organizzazione che ha ospitato il progetto. Il borsista Marie Skłodowska-Curie ha messo in evidenza il fatto che il tessuto del ghiaccio ne comporta un ammorbidimento dovuto ai tagli e alle compressioni che si verificano nelle correnti di ghiaccio, migliorandone così il flusso.
Introdurre nuovi metodi
Le informazioni in merito al tessuto del ghiaccio provengono solitamente da campioni carotati prelevati dalle parti interne delle croste ghiacciate, caratterizzate da un flusso lento. Studiando l’allineamento dei cristalli, i ricercatori possono rivelare informazioni riguardanti il flusso del ghiaccio sia passato che presente. Un altro approccio è quello di impiegare tecniche geofisiche, come la radioglaciologia (radio-echo sounding, o radar), che sfrutta la polarizzazione, ovvero la direzione vibrazionale delle onde radio. Questa tecnica è in grado di misurare la variazione verticale e laterale nel tessuto del ghiaccio, un elemento fondamentale per comprendere l’impatto complessivo sulle dinamiche glaciali. «I dati radar sono attraenti perché possono essere raccolti sul campo o utilizzando aeromobili in modo rapido, il che consente una mappatura su scala continentale», spiega Jordan. «Ciononostante, i metodi precedenti hanno a volte dato origine a dati ambigui e non hanno integrato le misurazioni nei modelli di flusso del ghiaccio». BRISRES ha sviluppato un nuovo metodo per estrarre le informazioni sul tessuto del ghiaccio dai dati radar polarizzati che si basa sull’interferometria, un metodo in cui si utilizza il periodo d’onda per effettuare misurazioni precise dell’allineamento dei cristalli. Successivamente, è stato elaborato un flusso di lavoro per incorporare queste misurazioni del tessuto nei modelli di flusso del ghiaccio, specificando la dipendenza dalla direzione della viscosità. «Un gruppo che lavora sul campo per studiare una crosta ghiacciata è ora in grado di stimare rapidamente il modo in cui la viscosità del ghiaccio viene influenzata dal tessuto sottostante», osserva Jordan. I metodi sono stati sviluppati in regioni a flusso di ghiaccio lento della Groenlandia, dove è stato possibile metterli a confronto con dati relativi a carote di ghiaccio e applicarli quindi a regioni antartiche a flusso rapido. «Grande sorpresa ha destato la complessità che distingueva il tessuto del ghiaccio osservato nel flusso di ghiaccio di Rutford, per cui sussistevano rapide rotazioni del tessuto all’interno della colonna di ghiaccio: l’allineamento era infatti molto diverso negli strati in profondità rispetto a quelli vicini alla superficie. Ciò suggerisce che un modello verticale semplificato non può rappresentare le proprietà materiali del ghiaccio rilevanti», dichiara Jordan.
Verso modelli di flusso del ghiaccio migliori
Limitando la viscosità del ghiaccio, le tecniche di BRISRES consentono modelli di flusso del ghiaccio più accurati. Inoltre, una migliore comprensione delle regioni dinamicamente critiche delle croste ghiacciate, come le correnti di ghiaccio, aiuterà i ricercatori ad approfondire la stabilità di queste calotte, apportando in definitiva vantaggi per le strategie volte a mitigare l’innalzamento del livello del mare. Le metodologie di BRISRES sono già state adottate da varie squadre di glaciologi, come i ricercatori attualmente impegnati nello studio del ghiacciaio Thwaites, uno dei più instabili dell’Antartide occidentale.
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