Flussi di ghiaccio e ghiacciai outlet: le autostrade delle calotte polari
Le grandi calotte polari della Groenlandia e dell'Antartide non perdono ghiaccio uniformemente su tutta la loro superficie: lo scaricano principalmente attraverso canali preferenziali ad alta velocità chiamati flussi di ghiaccio (ice streams) e ghiacciai outlet. Questi corridoi di ghiaccio in rapido movimento — che scorrono da dieci a cento volte più velocemente del ghiaccio circostante — convogliano enormi quantità di ghiaccio dall'interno delle calotte verso le coste, dove il ghiaccio si rompe in iceberg o si fonde nell'acqua marina. Comprendere come funzionano questi sistemi è fondamentale per prevedere quanto velocemente potranno aumentare il loro contributo all'innalzamento del mare nei prossimi decenni.
La distinzione tra flusso di ghiaccio e ghiacciaio outlet è principalmente morfologica. I flussi di ghiaccio si trovano all'interno delle calotte, spesso in zone dove la topografia del letto non crea un canale fisico evidente: scorrono veloci grazie a meccanismi di lubrificazione basale su letti di sedimenti saturi d'acqua. I ghiacciai outlet sono ghiacciai che scorrono verso il mare attraverso canali topografici definiti, spesso fiordi profondi scavati dall'erosione glaciale di epoche precedenti.
Come si forma un flusso di ghiaccio
La velocità eccezionale dei flussi di ghiaccio richiede una spiegazione fisica: perché il ghiaccio in certi corridoi scorre molto più velocemente di quello adiacente? La risposta sta nell'interfaccia tra il ghiaccio e il letto. Un flusso di ghiaccio che scorra su un letto di argilla o sabbia saturi d'acqua sperimenta una resistenza basale molto inferiore rispetto al ghiaccio che scorre su roccia dura: il sedimento morbido si deforma sotto il peso del ghiaccio e funge da lubrificante.
L'acqua basale è il fattore critico. L'acqua liquida all'interfaccia ghiaccio-letto si forma grazie al calore geotermico che sale dal mantello terrestre (in media circa 65 milliwatt per metro quadrato, con picchi locali molto più alti), al calore per frizione prodotto dallo scorrimento stesso, e alla pressione del ghiaccio sovrastante che abbassa il punto di fusione. Una volta che l'acqua si accumula all'interfaccia, il feedback positivo si innesca: il ghiaccio scorre più velocemente, produce più calore per frizione, genera più acqua, scorre ancora più velocemente.
Il Ghiacciaio Jakobshavn e i ghiacciai outlet groenlandesi
Il Sermeq Kujalleq, noto in letteratura anglosassone come Jakobshavn Isbrae e situato sulla costa occidentale della Groenlandia vicino alla città di Ilulissat, è il ghiacciaio outlet più veloce del mondo e uno dei principali contributori groenlandesi all'innalzamento del mare. Nel periodo 2000-2010 la sua velocità è raddoppiata da circa 20 a oltre 40 metri al giorno, con accelerazioni associate a un drammatico assottigliamento e ritiro del fronte galleggiante (la lingua che si estende sul mare).
L'accelerazione del Jakobshavn è stata associata a un riscaldamento delle acque oceaniche del fiordo di Disko, che erodevano la base del fronte galleggiante, riducendo il contrafforte idrostatico che frenava il flusso di ghiaccio a monte. Questo meccanismo — il ritiro indotto dal calore oceanico — è ora riconosciuto come uno dei più importanti per la perdita di massa dei ghiacciai outlet groenlandesi.
Il Kangerdlugssuaq e l'Helheim Glacier, sulla costa orientale della Groenlandia, hanno subito ritiri altrettanto drammatici nel decennio 2000-2010, perdendo diversi chilometri di fronte galleggiante nel giro di pochi anni. La risposta del ghiaccio a monte all'arretramento del fronte è stata un'accelerazione del flusso che si è propagata verso monte per decine di chilometri — un fenomeno noto come onda cinematica inversa.
I flussi di ghiaccio dell'Antartide Occidentale
L'Antartide Occidentale ospita alcuni dei flussi di ghiaccio più dinamici e potenzialmente instabili del pianeta. Il Sistema di Flussi di Ghiaccio di Pine Island include cinque flussi principali — Pine Island, Thwaites, Smith, Pope e Kohler — che scorrono verso la baia di Amundsen nel Mare di Ross. Questa regione è diventata la più monitorata dell'Antartide perché i suoi ghiacciai poggiano su un letto che si approfondisce verso l'interno, una configurazione che può innescare l'instabilità della lastra glaciale marina.
Il Ghiacciaio Thwaites è spesso chiamato il Ghiacciaio dell'Apocalisse dai media, una definizione scientificamente imprecisa ma che cattura l'entità del rischio. Con un fronte largo oltre 120 chilometri e un volume che, se perso, contribuirebbe a circa 65 centimetri di innalzamento del mare, il Thwaites è monitorato da una campagna internazionale specifica — l'International Thwaites Glacier Collaboration — che impiega strumenti su ghiaccio, in mare e da satellite.
Flussi di ghiaccio e calving
Quando un ghiacciaio outlet raggiunge il mare, il ghiaccio può galleggiare formando una lingua o una piattaforma di ghiaccio (ice shelf). Queste strutture galleggianti frenano il flusso di ghiaccio che arriva da monte: rimuovere la piattaforma accelera il ghiaccio a monte. Il collasso delle piattaforme di ghiaccio Larsen B in Antartide (2002) e Larsen A (1995) ha provocato accelerazioni degli ghiacciai tributari che erano stati frenati per secoli. Il Larsen B, che si era mantenuto stabile per oltre 10.000 anni, si è disintegrato in meno di un mese nell'estate antartica del 2002.
Il calving — il distacco di iceberg dal fronte di un ghiacciaio outlet — è un processo difficile da modellare e prevedere con precisione. Dipende dalla geometria del fronte, dalle condizioni oceaniche, dallo stato di tensione interna del ghiaccio e dalle variazioni stagionali delle temperature. I mega-iceberg che si staccano periodicamente dalla Antartide — come il A68, distaccatosi nel 2017 dalla piattaforma Larsen C con una superficie di circa 5.800 chilometri quadrati — fanno notizia, ma il contributo all'innalzamento del mare avviene principalmente attraverso la fusione degli iceberg nell'oceano, non attraverso il distacco in sé.
Monitoraggio satellitare della velocità del ghiaccio
La velocità dei flussi di ghiaccio viene misurata oggi principalmente con tecniche di interferometria SAR (Synthetic Aperture Radar), che sfruttano le differenze di fase tra immagini radar satellitari acquisite in date diverse. Le missioni Sentinel-1 dell'ESA forniscono copertura regolare dell'Antartide e della Groenlandia con una frequenza di pochi giorni, permettendo di rilevare accelerazioni o decelerazioni dei ghiacciai outlet in tempo quasi reale.
Questi dati alimentano banche dati pubbliche come GoLIVE (Global Land Ice Velocity Extraction) e MEASURES (MEaSUREs, Making Earth System Data Records for Use in Research Environments) che mettono a disposizione di tutti i ricercatori le serie temporali di velocità di migliaia di ghiacciai.
Esplora i ghiacciai outlet e i flussi di ghiaccio delle calotte polari e dei grandi icefield sulla mappa per capire la distribuzione geografica di questi sistemi critici per il livello del mare globale.