Enormi buchi nella borsa del ghiaccio invernale dell'Antartico sono spuntati sporadicamente dagli anni '70, ma il motivo della loro formazione è stato in gran parte misterioso.
Gli scienziati, con l'aiuto di robot galleggianti e sigilli dotati di tecnologia, potrebbero ora avere la risposta: le cosiddette polinie (in russo per "acque libere") sembrano essere il risultato di tempeste e sale, secondo una nuova ricerca.
Ultimamente le polinesie hanno attirato molta attenzione perché due grandissime sono state aperte nel mare di Weddell nel 2016 e nel 2017; in quest'ultimo caso, le acque aperte si estendevano per 115.097 miglia quadrate (298.100 chilometri quadrati), secondo un articolo pubblicato ad aprile sulla rivista Geophysical Research Letters.
Ora, lo sguardo più completo di sempre sulle condizioni degli oceani durante la formazione della polinesia rivela che questi tratti di mare aperto crescono a causa delle variazioni climatiche di breve durata e del tempo particolarmente brutto. Le polinesie rilasciano anche molto calore nell'oceano profondo nell'atmosfera, con conseguenze che gli scienziati stanno ancora elaborando.
"Potrebbe modificare le condizioni meteorologiche in Antartide", ha detto a Live Science il leader dello studio Ethan Campbell, uno studente di dottorato in oceanografia all'Università di Washington. "Forse più lontano."
Osservando l'oceano aperto
I ricercatori hanno già sospettato che le tempeste abbiano avuto un ruolo nella creazione di polinesie negli ultimi anni. Un articolo pubblicato ad aprile dagli scienziati dell'atmosfera nel Journal of Geophysical Research: Atmospheres ha indicato una tempesta particolarmente violenta con velocità del vento fino a 72 miglia all'ora (117 chilometri all'ora) nel 2017.
Ma anche se le tempeste invernali del 2016 e del 2017 sono state estreme, i mari tempestosi sono la norma nell'inverno antartico, ha detto Campbell.
"Se fossero solo tempeste, vedremmo sempre le polinesie, ma non lo facciamo", ha detto. Invece, le grandi polinesie sono relativamente rare. Ce n'erano tre enormi nel 1974, 1975 e 1976, ma nulla di significativo fino al 2016.
Campbell e il suo team hanno attinto i dati da due galleggianti robotici di dimensioni umane che sono stati schierati nel mare di Weddell dal progetto di osservazione e modellizzazione del carbonio e del clima dell'Oceano Meridionale finanziato dalla National Science Foundation (SOCCOM). I galleggianti si spostano nelle correnti a circa un miglio sotto la superficie dell'oceano, ha detto Campbell, raccogliendo dati sulla temperatura dell'acqua, sulla salinità e sul contenuto di carbonio.
A scopo di confronto, i ricercatori hanno anche utilizzato osservazioni per tutto l'anno da parte di navi da ricerca antartiche e persino sigilli scientifici - pinnipedi selvatici dotati di piccoli strumenti per raccogliere dati sull'oceano mentre gli animali effettuano i loro soliti viaggi.
Mari tempestosi
Messe insieme, queste osservazioni hanno spiegato la storia completa delle polinesie 2016 e 2017. Il primo ingrediente, disse Campbell, faceva parte di un modello climatico chiamato Southern Annular Mode, la versione polare di El Niño. Cambell ha affermato che una variazione climatica regolare che può portare i venti più lontani dalla costa antartica, nel qual caso diventano più deboli o più vicini alla costa, diventando più forti. Quando la variabilità sposta i venti più vicini e più forti, crea una maggiore quantità di acqua calda e salata dalle profondità del Mare di Weddell alla superficie dell'oceano più fredda e fresca.
Questo modello climatico e il successivo rialzo hanno reso la superficie oceanica insolitamente salina nel 2016, ha detto Campbell, il che, a sua volta, ha facilitato la miscelazione verticale dell'acqua dell'oceano. In genere, le differenze di salinità tengono separati gli strati oceanici, così come l'olio meno denso galleggia sull'acqua e si rifiuta di mescolarsi. Ma poiché la superficie dell'oceano era insolitamente salata, c'era meno differenza tra la superficie e le acque più profonde.
"L'oceano era insolitamente salato in superficie e questo ha reso la barriera alla miscelazione molto più debole", ha detto Campbell.
Ora tutto l'oceano necessario era un po 'di agitazione. E gli inverni del 2016 e del 2017 hanno fornito il cucchiaio. Le grandi tempeste hanno creato vento e onde che hanno mescolato l'acqua verticalmente, portando acqua calda dal fondo dell'oceano che ha sciolto il ghiaccio marino.
Gli effetti delle polinesie che si sono formate sono ancora in qualche modo misteriosi. I ricercatori hanno scoperto che l'interno dell'oceano sotto di loro si è raffreddato di 0,36 gradi Fahrenheit (0,2 gradi Celsius). Quel calore rilasciato potrebbe cambiare i modelli meteorologici locali e persino spostare i venti a livello globale, ha detto Campbell.
Più preoccupante, ha detto, è che l'acqua dell'oceano profondo esposta all'atmosfera durante una polynya è potenzialmente ricca di carbonio. Le acque profonde dell'Antartico sono i cimiteri della vita marina, che rilasciano carbonio mentre decadono. Se quel carbonio entra nell'atmosfera attraverso le polinesie, queste aperture in acque libere potrebbero contribuire leggermente al cambiamento climatico, ha detto Campbell.
L'eventualità che le polinesie lo facciano è ancora in sospeso, ha detto Campbell, ma il nuovo studio dovrebbe aiutare gli scienziati a stabilire ulteriori dettagli sul mutevole clima dell'Antartide. Gli attuali modelli dell'Antartico sembrano prevedere più polinie di quanto effettivamente esistano, ha detto Campbell. Ora, i modellisti climatici avranno più dati per migliorare tali previsioni, creando una migliore Antartide virtuale per comprendere i cambiamenti climatici.
La ricerca è apparsa il 10 giugno sulla rivista Nature.
