ruscelli di ghiaccio e laghi sotto il foglio di ghiaccio della Groenlandia

La lastra di ghiaccio della Groenlandia non è un corpo statico di ghiaccio ma piuttosto un corpo dinamico di ghiaccio denso, scorrevole e deformante. La neve depositata sulle parti centrali della lastra di ghiaccio viene gradualmente compressa al ghiaccio che scorre lentamente verso il margine di ghiaccio. Al margine di ghiaccio, il ghiaccio viene rimosso sciogliendosi o sciogliendosi in .

Ice Sheet della Groenlandia. © Mads Phil - Visita la Groenlandia

Neve densa sul ghiaccio

La nuova neve depositata sul foglio di ghiaccio della Groenlandia ha una densità compresa tra 50 e 70 kg/metro cubo, che è solo il 5-5% della densità dell'acqua (che è di 1.000 kg/metro cubo). Nella parte centrale del foglio di ghiaccio la temperatura non sale mai al di sopra del congelamento in modo che la neve non si sciolga mai. Invece, diventa sepolta sotto nuovi strati di neve, con il peso della nuova neve che comprime gli strati sottostanti, aumentando la sua densità.

Una volta che la densità della neve raggiunge gli 830 kg/metro cubo, che è profonda circa 80 metri, tutti i passaggi d'aria tra i cristalli vengono sigillati in modo che l'unica aria che esiste sia in bolle intrappolate. Poiché la profondità aumenta ulteriormente la densità del ghiaccio e a 917 kg/metro cubo le bolle d'aria sono compresse. A questo punto il ghiaccio è diventato ghiaccio ghiacciaio. A questo punto il ghiaccio non può più essere compresso.

Foratura del nucleo di ghiaccio, in profondità nella lamiera

La trivellazione del nocciolo di ghiaccio in Groenlandia è iniziata nel 1955 e da allora sono state recuperate numerose carote di ghiaccio corte e profonde. Un recente progetto, l'Eemian Ice Drilling (NEEM) della Groenlandia del Nord, è stato un progetto internazionale di nucleo di ghiaccio che mirava a recuperare un record indisturbato del periodo interglaciale 115.000-130.000 anni fa.

Gli scienziati hanno scoperto dal nucleo di ghiaccio che il periodo era più caldo di quanto si pensasse in precedenza. Infatti, gli scienziati hanno scoperto che il clima in Groenlandia era di circa 8 gradi più caldo di oggi durante l'ultimo periodo interglaciale. I dati provengono da nuclei di ghiaccio forato più di 2,5 chilometri nel foglio di ghiaccio, ogni strato registrando annuale caduta neve.

Come gli anelli dell'albero gli scienziati potrebbero determinare l'età. Nei laboratori, i ricercatori hanno esaminato l'isotopo pesante di ossigeno O¹⁸nel nucleo di ghiaccio per determinare la temperatura nelle nuvole quando la neve cadde, e quindi il clima in passato. Le bolle d'aria intrappolate sono state anche esaminate con i campioni dell'atmosfera antica fornendo conoscenza della composizione dell'aria.

Ricreare i climi passati

Dai dati del nucleo di ghiaccio, gli scienziati hanno potuto ricreare le temperature annuali quasi 130.000 anni fa nel tempo. I dati hanno indicato che durante questo periodo caldo c'era intenso fusione superficiale che può essere visto nel nucleo di ghiaccio come strati di acqua di fusione recongelata.

Infatti, si è scoperto che l'acqua di fusione dalla superficie è penetrata nella neve sottostante, dove ancora una volta si è congelata nel ghiaccio. Da studi climatici passati, gli scienziati sanno che questa fusione superficiale è avvenuta molto raramente negli ultimi 5.000 anni.

Gli scienziati hanno anche scoperto che la ghiacciaia è studiosa di fronte all'aumento delle temperature con i dati che indicano che il volume della ghiacciaia non si era ridotto di oltre il 25% durante i 6.000 anni più caldi del periodo.

Flussi di ghiaccio che fluiscono sotto la lastra di ghiaccio

L'attuale progetto del nucleo di ghiaccio in Groenlandia, l'East Greenland Ice Core Project (ERIP), che durerà fino al 2020, sta cercando di capire il comportamento dei flussi di ghiaccio che si trovano attraverso la piattaforma di ghiaccio della Groenlandia. I flussi di ghiaccio scaricano nell'oceano e rappresentano la metà della perdita di massa dalla calotta di ghiaccio della Groenlandia.

Nella parte nord-orientale della Groenlandia, il più grande ruscello di ghiaccio inizia proprio alla divisione centrale del ghiaccio e taglia attraverso la lastra di ghiaccio in forma a cuneo per alimentare l'oceano attraverso tre grandi corsi d'acqua di ghiaccio. L'inizio del ruscello di ghiaccio sulla divisione del ghiaccio si ritiene essere causato dalla forte fusione alla base con i corsi d'acqua di ghiaccio che raggiungono velocità fino a 100 metri/anno, 200 chilometri dalla divisione del ghiaccio (ma ancora 500 chilometri dalla costa).

Nei prossimi anni il progetto trapanerà un nucleo di ghiaccio attraverso i 2.550 metri di ghiaccio raggiungendo la roccia per raggiungere gli obiettivi di comprendere le dinamiche del flusso di ghiaccio in un flusso di ghiaccio e comprendere i processi idrici.

Sforzi multinazionali sul ghiaccio

Il progetto coinvolgerà scienziati provenienti da circa 6 nazioni con agenzie di finanziamento nazionali provenienti da Danimarca, Germania, Giappone, Norvegia e Stati Uniti che si sono già impegnati a sostenere EGRIP sia finanziariamente che logisticamente, esempi di cui includono la Fondazione Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti che presta un aereo LC-130 attrezzato e condivide i costi dei voli e Germania prestiti di un aereo DC3 e veicoli. Andando avanti anche la Svizzera, Francia, Cina e Italia hanno annunciato la loro partecipazione al progetto.

DNA conservato nel ghiaccio

Prima che gli scienziati forassero i nuclei di ghiaccio nel foglio di ghiaccio della Groenlandia, gli unici fossili trovati provenivano da aree prive di ghiaccio che descrivevano i periodi climatici caldi passati. Tuttavia, con l'avvento se la perforazione profonda del nucleo di ghiaccio in Groenlandia, i ricercatori stanno ora venendo attraverso resti molecolari congelati di specie passate, o DNA di fossile, che può essere datato indietro centinaia di migliaia di anni.

Analizzando il DNA proveniente dagli organismi preistorici, gli scienziati possono ottenere informazioni sugli ecosistemi trovati nei periodi caldi precedenti in Groenlandia. Ciò è possibile a causa delle calorie di ghiaccio della Groenlandia che congelano le temperature fredde sul DNA: normalmente, il DNA decade e frammenti, tuttavia, negli ambienti congelati, il tasso di decomposizione rallenta e se il DNA è coperto da particelle del suolo o è in secco o freddo, o permafrost, allora il tasso di decomposizione diminuisce ancora di più quando le particelle del suolo hanno un effetto protettivo.

Laghi subglaciali

Oltre ai corsi di ghiaccio, gli scienziati hanno anche scoperto due laghi subglaciali a 800 metri sotto la ghiacciaia della Groenlandia, ogni lago misura circa 8-10 chilometri quadrati. I risultati ottenuti dagli scienziati dello Scott Polar Research Institute dell'Università di Cambridge hanno usato misurazioni radar aeree per rivelare i laghi sotto la ghiacciaia. Lo scienziato capo Steven Palmer ha dichiarato che i risultati mostrano che i laghi subglaciali esistono in Groenlandia, e che essi costituiscono una parte importante del sistema idraulico della ghiacciaia.

I ricercatori hanno scoperto che i laghi appena scoperti sono probabilmente alimentati dalla fusione di acqua superficiale che drena attraverso le fessure nel ghiaccio. Infatti, un lago di superficie situato nelle vicinanze può anche ricostituire i laghi sub-glacial durante le estati calde. Ciò significa che i laghi fanno parte di un sistema aperto e sono collegati alla superficie, che è diverso dai laghi antartici che sono spesso ecosistemi isolati, come le temperature superficiali rimangono al di sotto del congelamento durante tutto l'anno.

In precedenza, gli scienziati ritenevano che la superficie dei ghiacci più ripida della Groenlandia significasse che qualsiasi acqua sotto il ghiaccio veniva spremuta al margine e che, poiché il ghiaccio in Groenlandia era più sottile dell'Antartide, tutti i laghi che si formavano si sarebbero rapidamente congelati perché il ghiaccio antartico più spesso può agire come una coperta isolante che impedisce il congelamento dell'acqua intrappolata sotto la superficie.

By Halorache (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Quello che il ghiaccio dice di noi sulle stelle

Poiché la vita sulla Terra dipende dall'acqua liquida e lo studio del ghiaccio può dirci circa i climi passati, lo studio del ghiaccio su altri pianeti e le lune ci dirà circa i climi passati e l'evoluzione di queste parti del Sistema Solare. Fortunatamente, gli scienziati non devono viaggiare verso pianeti lontani per capire la loro storia. Possono viaggiare in Groenlandia, o Antartide, come la Terra e pianeti e lune nel Sistema Solare tutti provengono dalla stessa nube di polvere e gas, e così gli scienziati possono fare stime dei climi probabili su altri pianeti nel nostro sistema.