Lo scioglimento dei ghiacciai...non uno ma tre problemi!

Si parla ormai quotidianamente di riscaldamento globale, delle cause e delle conseguenze. Ma ne esiste una particolarmente critica e cioè lo scioglimento dei ghiacciai. Infatti, lo scioglimento è non solo conseguenza, ma anche causa di riscaldamento! Inoltre, allo scioglimento dei ghiacciai sono associati non uno ma tre diversi problemi per il nostro pianeta.

Artide, Antartide, e Ghiacciai montani sono le principali riserve di ghiaccio sul nostro pianeta, tutte e tre in grave sofferenza per effetto del riscaldamento globale, ma in misura diversa a motivo delle caratteristiche peculiari di ciascuna di esse.

Il ghiaccio sul nostro pianeta

Il ghiaccio sul nostro pianeta è presente sotto forma di banchisa e di ghiacciai continentali

• la banchisa (chiamata “sea ice” in inglese) si forma in seguito al congelamento dell’acqua marina (ma non è un ghiaccio salato in quanto durante il processo di congelamento, il sale presente rimane in soluzione separandosi dal ghiaccio) ed è uno strato di ghiaccio galleggiante.
• i ghiacciai continentali si suddividono in ghiacciai delle calotte polari (chiamati “ice sheet” in inglese), i quali si formano sulla terraferma delle calotte polari, e ghiacciai montani che si formano nelle catene montuose.

Mentre la banchisa si forma in seguito al congelamento dell’acqua marina, i ghiacciai continentali si formano in seguito alle precipitazioni nevose che si sono accumulate nel corso di milioni di anni e che, a motivo del loro peso, si compattano fino a produrre uno strato di ghiaccio.

Ma quali peculiarità rendono la velocità di scioglimento della banchisa maggiore di quella dei ghiacciai continentali?

Cosa rende la velocità di scioglimento della banchisa maggiore di quella dei ghiacciai continentali?

L’Antartide (o Antartico) è un continente vero e proprio (il quarto in ordine di estensione) localizzato sulla calotta polare meridionale e circondato da oceani. Il suo ghiaccio è prevalentemente sotto forma di ghiaccio continentale, ma in porzione minore è presente anche sotto forma di banchisa. Con una superficie di circa 14 milioni di km², vi si trovano circa 23 milioni di gigatonnellate (o Gt) di ghiaccio (23 milioni di miliardi di tonnellate) che rappresentano il 70% di tutta l’acqua dolce del pianeta.

L'Artide (o Artico) è localizzato sulla calotta polare settentrionale. A differenza dell’Antartide, è costituito da acque; le acque del Mar Glaciale Artico, circondate da terre, le più settentrionali dei continenti Asia (Siberia settentrionale), America (Alaska e Yukon) ed Europa (Groenlandia e Islanda).

In Artide il ghiaccio è presente sia sotto forma di banchisa, che galleggia sul Mar Glaciale Artico, sia sotto forma di ghiaccio continentale sulle terreferme appena elencate, delle quali la Groenlandia è la più estesa. Il volume di ghiaccio della banchisa artica varia stagionalmente tra i 28.000 km³ dell’inverno e gli 11.500 km³ dell’estate artica.

Tuttavia, a partire dalla data di inizio delle misurazioni (iniziate nel 1979, con PIOMAS: “Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System”) il volume di ghiaccio è risultato di anno in anno sempre minore con un valore medio sceso da 20.000 a 14.300 km³ nel 2022 ed un valore minimo estivo sceso da 11.500 a 5.000 km³, con una perdita media di 260 Gt all’anno. La Groenlandia, che fa parte dell'Artico, contiene circa 3.6 milioni di Gt (circa il 10% di tutta l’acqua dolce del pianeta).

I ghiacciai continentali, esclusi quelli in Antartide e Artide, sono circa 215.000 con una massa totale di 145.000 Gt.

La più sensibile alle variazioni di temperatura è proprio la banchisa, in quanto risente sia dell’aumento di temperatura dell’aria che la scioglie da sopra sia dell’aumento di temperatura del mare che la scioglie da sotto.

Ciò che invece non aggiunge un solo litro di acqua in mare è lo scioglimento della banchisa artica!

Per comprendere meglio, si immagini un bicchiere pieno di acqua congelata o di acqua e cubetti di ghiaccio che vi galleggiano dentro. Quando il ghiaccio si scioglie del tutto il livello di acqua nel bicchiere rimane invariato. In modo analogo, lo scioglimento stagionale sia quello dovuto al riscaldamento globale della banchisa, che ricordiamo è ghiaccio galleggiante, non aggiunge acqua al mare.

Lo scioglimento del ghiaccio è un triplice problema

Lo scioglimento del ghiaccio ha conseguenze su ben tre diversi fronti, uno diretto consistente nell'innalzamento del livello dei mari, e due indiretti legati alla diminuzione di salinità degli oceani e dell'albedo terrestre.

Primo problema: l’innalzamento del livello dei mari

L’acqua prodotta dallo scioglimento dei ghiacci continentali si riversa in mare e ne aumenta di conseguenza il livello. Per misurare l’innalzamento di livello corrispondente ad una data quantità di ghiaccio sciolto è stata definita una grandezza chiamata in inglese SLE (“sea level equivalent”; cioè l’innalzamento del livello del mare equivalente allo scioglimento di una certa quantità di ghiaccio).

In prima approssimazione, questa grandezza si ottiene semplicemente dividendo il volume totale di acqua prodotta dal ghiaccio sciolto per la superficie del mare (360.700.000 km^2).

È difficile prevedere quanto tempo serva per lo scioglimento totale di tutto il ghiaccio. Tuttavia, si può calcolarne l'effetto totale

Nello specifico, l’Antartide contribuirebbe per 63 m, la Groenlandia insieme all’Islanda per 10 m, e i ghiacciai montani per 40 cm. Per gli amanti dei numeri, in tabella riportiamo quantità di ghiaccio, velocità di scioglimento, ed SLE annuale e totali.

Tabella: sintesi delle riserve di ghiaccio, velocità di scioglimento e corrispondenti SLE (Dati da https://climate.nasa.gov/)

* Valore medio nel periodo 1979-2022

Esistono diversi simulatori che mostrano in modo immediato cosa comporterebbe l’innalzamento dei mari in termini di allagamento. Tra i diversi siti segnaliamo “Flood map".

Secondo problema: diminuzione della salinità

L’enorme quantità di acqua dolce che si riversa nell’oceano ha come primo effetto una diminuzione della salinità dell’acqua oceanica, soprattutto in superficie. Questa diminuzione della salinità ha un primo impatto sull’ecosistema marino che si trova a vivere in un ambiente sempre meno favorevole. Ad esempio, la variazione di salinità limita la produzione di fitoplancton alterando in modo significativo la catena alimentare.

Un altro impatto della diminuzione di salinità su scala globale è sulla circolazione termo-alina, cioè sulla circolazione globale oceanica che dipende dalla densità dell’acqua. Questa dipende dalla temperatura (termo-) e dalla salinità (alina).

Le acque del mar glaciale artico, pesanti per la bassa temperatura e l’elevata salinità (dovuta alla formazione della banchisa e quindi alla separazione del sale dal ghiaccio nel processo di congelamento) sprofondano e si spostano in profondità verso le regioni oceaniche meridionali per poi risalire lungo un tragitto superficiale verso le regioni settentrionali.

Le acque di risalita che si spostano verso nord sono ricche di sostanze minerali e quindi di nutrienti ma trasportano anche grandi quantità di calore (quello delle regioni tropicali). Un'alterazione di questa circolazione, dovuto alla riduzione di salinità, ha un profondo impatto non solo sull'ecosistema marino ma anche sul clima. Si pensi che il clima mite dell’Europa esiste grazie al calore trasportato dalla corrente del Golfo verso l’oceano Atlantico settentrionale.

Terzo problema: diminuzione dell'albedo terrestre

Di tutta l’energia solare che raggiunge la Terra (circa 340 W/m²), circa i 2/3 vengono assorbiti, così permettendo alla Terra di mantenere una temperatura media costante di 15 ⁰C, mentre 1/3 viene riflesso, sia dall'atmosfera sia dalla superficie, e rimandato nello spazio.

La frazione di energia riflessa viene chiamata albedo. Il valore medio dell’albedo terrestre è quindi circa 0.3, ma varia grandemente a seconda delle caratteristiche (in particolare il colore) della superficie. L’oceano ha un albedo di 0.06 (quindi assorbe il 94% dell’energia incidente), le fitte foreste tropicali hanno albedo 0.14, la banchisa polare e i ghiacciai continentali hanno invece albedo di circa 0.84, quindi riflettono moltissimo.

Poiché i ghiacciai si stanno sciogliendo, la diminuzione della loro superficie riflettente sta facendo diminuire l'albedo media terrestre. Pertanto, la Terra riflette sempre meno e assorbe sempre più energia solare, con conseguente riscaldamento dell'atmosfera.

I satelliti CERES che dal 1997 stanno appunto monitorando il valore dell’albedo terrestre mostrano che da un valore costante fino al 2010 circa, successivamente il valore ha iniziato a diminuire, con diminuzioni particolarmente significative a livello locale, come nelle regioni artiche.

Considerato l'elevato ritmo di scioglimento, è prevedibile nel vicino futuro una diminuzione sempre maggiore dell’albedo, con un corrispondente aumento dell’energia assorbita e della temperatura globale.

Infatti, lo scioglimento dei ghiacciai innesca un circolo vizioso, cioè un meccanismo di rinforzo (o feedback positivo come si direbbe in inglese).

Infatti, lo scioglimento dei ghiacciai è dovuto al riscaldamento globale. Tuttavia, la diminuzione di albedo da esso prodotto (per innalzamento del livello e della superficie totale del mare e per la diminuzione della superficie riflettente dei ghiacci), produce un ulteriore riscaldamento e quindi uno scioglimento ancora più rapido!