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La calotta glaciale come record dei climi passatimodifica
La calotta glaciale, costituita da strati di neve compressa da più di 100.000 anni, contiene nel suo ghiaccio il record più prezioso dei climi passati. Negli ultimi decenni, gli scienziati hanno perforato carote di ghiaccio fino a 4 chilometri (2,5 miglia) di profondità. Gli scienziati hanno, utilizzando quelle carote di ghiaccio, ottenuto informazioni su (proxy per) temperatura, volume dell’oceano, precipitazione, chimica e composizione del gas della bassa atmosfera, eruzioni vulcaniche, variabilità solare, produttività della superficie del mare, estensione del deserto e incendi boschivi. Questa varietà di proxy climatici è maggiore che in qualsiasi altro registratore naturale del clima, come anelli di alberi o strati di sedimenti.
Il foglio di ghiaccio che si sciogliemodifica
Molti scienziati che studiano l’ablazione del ghiaccio in Groenlandia ritengono che un aumento della temperatura di due o tre gradi Celsius comporterebbe uno scioglimento completo del ghiaccio della Groenlandia e lascerebbe la Groenlandia completamente sommersa dall’acqua. Posizionata nell’Artico, la calotta glaciale della Groenlandia è particolarmente vulnerabile ai cambiamenti climatici. Si ritiene che il clima artico si stia riscaldando rapidamente e si prevedono cambiamenti di restringimento artico molto più grandi. La calotta glaciale della Groenlandia ha registrato una fusione record negli ultimi anni da quando sono state conservate registrazioni dettagliate ed è probabile che contribuisca sostanzialmente all’innalzamento del livello del mare e a possibili cambiamenti nella circolazione oceanica in futuro. Si è sostenuto che l’area del foglio che sperimenta la fusione è aumentata di circa il 16% tra il 1979 (quando sono iniziate le misurazioni) e il 2002 (dati più recenti). L’area di fusione nel 2002 ha battuto tutti i record precedenti. Il numero di terremoti glaciali sul ghiacciaio Helheim e sui ghiacciai della Groenlandia nord-occidentale è aumentato notevolmente tra il 1993 e il 2005. Nel 2006, le variazioni mensili stimate nella massa della calotta glaciale della Groenlandia suggeriscono che si sta sciogliendo ad una velocità di circa 239 chilometri cubi (57 cu mi) all’anno. Uno studio più recente, basato su dati rielaborati e migliorati tra il 2003 e il 2008, riporta una tendenza media di 195 chilometri cubi (47 cu mi) all’anno. Queste misurazioni provenivano dal satellite GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) dell’agenzia spaziale statunitense, lanciato nel 2002, come riportato dalla BBC. Utilizzando i dati di due satelliti di osservazione del suolo, ICESAT e ASTER, uno studio pubblicato su Geophysical Research Letters (settembre 2008) mostra che quasi il 75% della perdita di ghiaccio della Groenlandia può essere ricondotta a piccoli ghiacciai costieri.
Se l’intero 2.850.000 km3 (684.000 cu mi) di ghiaccio dovesse sciogliersi, il livello del mare globale aumenterebbe di 7,2 m (24 ft). Recentemente, sono cresciuti i timori che i continui cambiamenti climatici faranno attraversare alla calotta glaciale della Groenlandia una soglia in cui lo scioglimento a lungo termine della calotta glaciale è inevitabile. I modelli climatici prevedono che il riscaldamento locale in Groenlandia sarà compreso tra 3 °C (5 °F) e 9 °C (16 °F) durante questo secolo. I modelli di lastre di ghiaccio prevedono che un tale riscaldamento inizierebbe lo scioglimento a lungo termine della calotta glaciale, portando a uno scioglimento completo della calotta glaciale (nel corso dei secoli), con un conseguente aumento del livello del mare globale di circa 7 metri (23 ft). Un tale aumento inonderebbe quasi tutte le principali città costiere del mondo. Quanto velocemente si verificherebbe la fusione alla fine è una questione di discussione. Secondo il rapporto IPCC 2001, tale riscaldamento sarebbe, se mantenuto da salire ulteriormente dopo il 21 ° secolo, provocare 1 a 5 metri di innalzamento del livello del mare nel corso del prossimo millennio a causa della calotta glaciale della Groenlandia di fusione. Alcuni scienziati hanno avvertito che questi tassi di fusione sono eccessivamente ottimistici in quanto assumono una progressione lineare, piuttosto che irregolare. James E. Hansen ha sostenuto che più feedback positivi potrebbero portare alla disintegrazione della calotta di ghiaccio non lineare molto più velocemente di quanto affermato dall’IPCC. Secondo un articolo del 2007, ” non troviamo alcuna prova di ritardi millenari tra forzatura e risposta della calotta glaciale nei dati paleoclimatici. Un tempo di risposta della calotta di ghiaccio di secoli sembra probabile, e non possiamo escludere grandi cambiamenti su scale temporali decennali una volta che la fusione superficiale su larga scala è in corso.”
La zona di fusione, dove il calore estivo trasforma neve e ghiaccio in fanghi e stagni di fusione di acqua di fusione, si sta espandendo ad un ritmo accelerato negli ultimi anni. Quando l’acqua di fusione filtra attraverso fessure nel foglio, accelera lo scioglimento e, in alcune aree, permette al ghiaccio di scivolare più facilmente sopra la roccia sottostante, accelerando il suo movimento verso il mare. Oltre a contribuire all’innalzamento globale del livello del mare, il processo aggiunge acqua dolce all’oceano, che può disturbare la circolazione oceanica e quindi il clima regionale. Nel luglio 2012, questa zona di fusione si è estesa al 97% della copertura di ghiaccio. Le carote di ghiaccio mostrano che eventi come questo si verificano circa ogni 150 anni in media. L’ultima volta che una fusione di questo grande successo è stato in 1889. Questo particolare fuso può essere parte del comportamento ciclico; tuttavia, Lora Koenig, un glaciologo Goddard ha suggerito che”…se continuiamo a osservare eventi di fusione come questo nei prossimi anni, sarà preoccupante.”Il riscaldamento globale sta aumentando la crescita di alghe sulla calotta glaciale. Questo scurisce il ghiaccio facendolo assorbire più luce solare e potenzialmente aumentando il tasso di fusione.
L’acqua di fusione intorno alla Groenlandia può trasportare sostanze nutritive sia in fase disciolta che in fase di particolato nell’oceano. Le misurazioni della quantità di ferro nell’acqua di fusione della calotta glaciale della Groenlandia mostrano che un esteso scioglimento della calotta glaciale potrebbe aggiungere una quantità di questo micronutriente all’Oceano Atlantico equivalente a quella aggiunta dalla polvere dispersa nell’aria. Tuttavia gran parte delle particelle e del ferro derivati dai ghiacciai intorno alla Groenlandia possono essere intrappolati all’interno degli estesi fiordi che circondano l’isola e, a differenza dell’oceano meridionale HNLC dove il ferro è un esteso micronutriente limitante, la produzione biologica nel Nord Atlantico è soggetta solo a periodi di limitazione del ferro molto spazialmente e temporalmente limitati. Tuttavia, l’elevata produttività si osserva nelle immediate vicinanze dei principali ghiacciai marini che terminano intorno alla Groenlandia e questo è attribuito agli input di acqua di fusione che guidano l’upwelling dell’acqua di mare ricca di macronutrienti.
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Fino al 2007, tasso di diminuzione dell’altezza della calotta di ghiaccio in cm all’anno.
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Modellazione dei risultati dell’innalzamento del livello del mare in diversi scenari di riscaldamento.
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Immagine satellitare di stagni di fusione scuri.
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Albedo cambiare in Groenlandia
l’Osservazione e la ricerca dal 2010Edit
In uno studio del 2013 pubblicato su Nature, 133 ricercatori hanno analizzato un nucleo di ghiaccio della Groenlandia dall’interglaciale eemiano. Hanno concluso che durante questo periodo geologico, circa 130.000-115.000 anni fa, il GIS (calotta glaciale della Groenlandia) era 8 gradi C più caldo di oggi. Ciò ha comportato una diminuzione dello spessore della calotta glaciale della Groenlandia nord-occidentale di 400 ± 250 metri, raggiungendo altezze superficiali 122.000 anni fa di 130 ± 300 metri inferiori a quelle attuali.
I ricercatori hanno considerato che le nuvole potrebbero migliorare lo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia. Uno studio pubblicato su Nature nel 2013 ha rilevato che le nuvole otticamente sottili con liquidi hanno esteso questa zona di fusione estrema di luglio 2012, mentre uno studio di Nature Communications nel 2016 suggerisce che le nuvole in generale migliorano il deflusso dell’acqua di fusione della calotta glaciale della Groenlandia di oltre il 30% a causa della diminuzione del refreezing dell’acqua di
Uno studio del 2015 condotto dagli scienziati climatici Michael Mann di Penn State e Stefan Rahmstorf del Potsdam Institute for Climate Impact Research suggerisce che il blob freddo osservato nel Nord Atlantico durante anni di record di temperatura è un segno che la circolazione di ribaltamento meridionale dell’Oceano Atlantico (AMOC) potrebbe indebolirsi. Hanno pubblicato i loro risultati e hanno concluso che la circolazione AMOC mostra un rallentamento eccezionale nel secolo scorso e che la fusione della Groenlandia è un possibile contributore.
Uno studio pubblicato nel 2016, da ricercatori della University of South Florida, Canada e Paesi Bassi, ha utilizzato i dati satellitari GRACE per stimare il flusso d’acqua dolce dalla Groenlandia. Hanno concluso che il deflusso di acqua dolce sta accelerando e potrebbe eventualmente causare un’interruzione di AMOC in futuro, che interesserebbe l’Europa e il Nord America.
Gli Stati Uniti costruirono una base segreta a propulsione nucleare, chiamata Camp Century, nella calotta glaciale della Groenlandia. Nel 2016, un gruppo di scienziati ha valutato l’impatto ambientale e ha stimato che, a causa dei cambiamenti climatici nei prossimi decenni, l’acqua di fusione potrebbe rilasciare i rifiuti nucleari, 20.000 litri di rifiuti chimici e 24 milioni di litri di acque reflue non trattate nell’ambiente. Tuttavia, finora né gli Stati Uniti né la Danimarca si sono assunti la responsabilità della pulizia.
Uno studio internazionale del 2018 ha rilevato che l’effetto fertilizzante dell’acqua di fusione intorno alla Groenlandia è altamente sensibile alla profondità della linea di messa a terra del ghiacciaio a cui viene rilasciato. Il ritiro dei grandi ghiacciai marini che terminano la Groenlandia nell’entroterra diminuirà l’effetto fertilizzante dell’acqua di fusione, anche con ulteriori grandi aumenti del volume di scarico di acqua dolce.
Il 13 agosto 2020, Communications Earth and Environment, una rivista di ricerca Nature, ha pubblicato uno studio su “Perdita dinamica di ghiaccio dalla calotta glaciale della Groenlandia guidata da un prolungato ritiro dei ghiacciai”. La situazione è stata descritta come essere passato il “punto di non ritorno” e attribuito a due fattori, “aumento deflusso superficiale di acqua di fusione e ablazione dei ghiacciai uscita marine terminazione tramite parto e fusione sottomarina, chiamato scarico di ghiaccio.”
Il 20 agosto 2020, gli scienziati hanno riferito che la calotta glaciale della Groenlandia ha perso una quantità record di 532 miliardi di tonnellate di ghiaccio durante il 2019, superando il vecchio record di 464 miliardi di tonnellate nel 2012 e tornando ad alti tassi di fusione, e fornire spiegazioni per la ridotta perdita di ghiaccio nel 2017 e 2018.
Il 31 agosto 2020, gli scienziati hanno riferito che le perdite di ghiaccio osservate in Groenlandia e Antartide seguono gli scenari peggiori delle proiezioni di aumento del livello del mare del rapporto di valutazione dell’IPCC.
Processo di fusione dal 2000Edit
- Tra il 2000 e il 2001: il ghiacciaio Petermann della Groenlandia settentrionale ha perso 85 chilometri quadrati (33 miglia quadrate) di ghiaccio galleggiante.
- Tra il 2001 e il 2005: Sermeq Kujalleq si sciolse, perdendo 93 chilometri quadrati (36 miglia quadrate) e ha aumentato la consapevolezza in tutto il mondo della risposta glaciale ai cambiamenti climatici globali.
- Luglio 2008: I ricercatori che monitoravano le immagini satellitari quotidiane hanno scoperto che un pezzo di Petermann di 28 chilometri quadrati (11 miglia quadrate) si è staccato.
- Agosto 2010: Una lastra di ghiaccio di 260 chilometri quadrati si è staccata dal ghiacciaio Petermann. I ricercatori del Servizio Ice canadese hanno individuato il parto dalle immagini satellitari della NASA scattate il 5 agosto. Le immagini hanno mostrato che Petermann ha perso circa un quarto della sua piattaforma di ghiaccio galleggiante lunga 70 km (43 miglia).
- Luglio 2012: Un’altra grande calotta di ghiaccio due volte l’area di Manhattan, circa 120 chilometri quadrati (46 miglia quadrate), si è staccata dal ghiacciaio Petermann nel nord della Groenlandia.
- Nel 2015, il ghiacciaio Jakobshavn ha generato un iceberg di circa 1.400 piedi (1.400 m) di spessore con un’area di circa 5 miglia quadrate (13 km2).
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Le misurazioni satellitari della copertura di ghiaccio della Groenlandia dal 1979 al 2009 rivelano una tendenza all’aumento dello scioglimento.
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I dati satellitari MODIS e QuikSCAT della NASA del 2007 sono stati confrontati per confermare la precisione di diverse osservazioni di fusione.
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Questa animazione narrata mostra il cambiamento accumulato nell’elevazione della calotta glaciale della Groenlandia tra il 2003 e il 2012.
Due meccanismi sono stati utilizzati per spiegare il cambiamento di velocità di Ghiaccio della Groenlandia Fogli outlet ghiacciai. Il primo è l’effetto meltwater potenziato, che si basa su una fusione superficiale aggiuntiva, incanalata attraverso moulins che raggiungono la base del ghiacciaio e riducono l’attrito attraverso una maggiore pressione basale dell’acqua. (Non tutta l’acqua di fusione viene trattenuta nella calotta glaciale e alcuni moulins drenano nell’oceano, con velocità variabile.) Questa idea è stata osservata per essere la causa di una breve accelerazione stagionale fino al 20% su Sermeq Kujalleq nel 1998 e 1999 a Swiss Camp.(L’accelerazione è durata tra due e tre mesi ed è stata inferiore al 10% nel 1996 e nel 1997, per esempio. Hanno offerto una conclusione che “l’accoppiamento tra fusione superficiale e flusso di lastre di ghiaccio fornisce un meccanismo per risposte rapide, su larga scala e dinamiche delle lastre di ghiaccio al riscaldamento climatico”. L’esame del recente drenaggio rapido del lago sopraglaciale ha documentato cambiamenti di velocità a breve termine dovuti a tali eventi, ma hanno avuto poco significato per il flusso annuale dei grandi ghiacciai in uscita.
Il secondo meccanismo è uno squilibrio di forza sul fronte del parto dovuto al diradamento che causa una sostanziale risposta non lineare. In questo caso uno squilibrio di forze al fronte parto propaga up-ghiacciaio. Il diradamento fa sì che il ghiacciaio sia più galleggiante, riducendo le forze di attrito, mentre il ghiacciaio diventa più a galla sul fronte del parto. L’attrito ridotto dovuto la maggior galleggiabilità tiene conto un aumento nella velocità. Questo è simile a lasciare fuori il freno di emergenza un po’. La forza resistiva ridotta sul fronte del parto viene quindi propagata sul ghiacciaio attraverso l’estensione longitudinale a causa della riduzione della forza di backforce. Per le sezioni di flusso di ghiaccio di grandi ghiacciai in uscita (anche in Antartide) c’è sempre acqua alla base del ghiacciaio che aiuta a lubrificare il flusso.
Se l’effetto meltwater migliorato è la chiave, poiché l’acqua di fusione è un input stagionale, la velocità avrebbe un segnale stagionale e tutti i ghiacciai sperimenterebbero questo effetto. Se l’effetto di squilibrio della forza è la chiave, allora la velocità si propagherà su-ghiacciaio, non ci sarà ciclo stagionale, e l’accelerazione sarà focalizzata sul parto ghiacciai.Ghiacciaio Helheim, Groenlandia orientale aveva un terminale stabile dal 1970–2000. Nel 2001-2005 il ghiacciaio si ritirò 7 km (4.3 miglia) e accelerato da 20 a 33 m o 70 a 110 ft / giorno, mentre diradamento fino a 130 metri (430 ft) nella regione terminus. Ghiacciaio Kangerdlugssuaq, Groenlandia orientale ha avuto una storia terminale stabile dal 1960 al 2002. La velocità del ghiacciaio era di 13 m o 43 ft/giorno negli anni 1990. Nel 2004-2005 ha accelerato a 36 m o 120 ft / giorno e si è assottigliata fino a 100 m (300 ft) nella parte inferiore del ghiacciaio. Sul Sermeq Kujalleq l’accelerazione è iniziata sul fronte del parto e si è estesa fino al ghiacciaio 20 km (12 miglia) nel 1997 e fino a 55 km (34 miglia) nell’entroterra entro il 2003. Su Helheim il diradamento e la velocità propagato up-ghiacciaio dal fronte parto. In ogni caso i principali ghiacciai di sbocco hanno accelerato di almeno il 50%, molto più grande dell’impatto notato a causa dell’aumento dell’acqua di fusione estiva. Su ogni ghiacciaio l’accelerazione non è stata limitata all’estate, persistendo durante l’inverno quando l’acqua di fusione superficiale è assente.
Un esame di 32 ghiacciai in uscita nel sud-est della Groenlandia indica che l’accelerazione è significativa solo per i ghiacciai in uscita terminanti in mare—ghiacciai che partoriscono nell’oceano. Uno studio del 2008 ha osservato che il diradamento della calotta di ghiaccio è più pronunciato per l’uscita di terminazione marina glaciers.As come risultato di quanto sopra, tutti hanno concluso che l’unica sequenza plausibile di eventi è che ha aumentato l’assottigliamento delle regioni terminali, dei ghiacciai di uscita terminanti in mare, ha liberato le lingue dei ghiacciai e successivamente ha permesso l’accelerazione, il ritiro e l’ulteriore assottigliamento.
Le temperature più calde nella regione hanno portato un aumento delle precipitazioni in Groenlandia e parte della massa persa è stata compensata dall’aumento delle nevicate. Tuttavia, ci sono solo un piccolo numero di stazioni meteorologiche sull’isola, e sebbene i dati satellitari possano esaminare l’intera isola, sono disponibili solo dai primi anni 1990, rendendo difficile lo studio delle tendenze. È stato osservato che ci sono più precipitazioni dove è più caldo, fino a 1,5 metri all’anno sul fianco sud-est, e meno precipitazioni o nessuna sul 25-80 per cento (a seconda del periodo dell’anno) dell’isola che è più fresco.
Tasso di cambiamentomodifica
Diversi fattori determinano il tasso netto di crescita o declino. Questi sono
- Accumulazione e tassi di fusione della neve nelle parti centrali
- Fusione di neve superficiale e ghiaccio che poi sfocia in moulins, cade e scorre a roccia, lubrifica la base dei ghiacciai, e influenza la velocità del moto glaciale. Questo flusso è implicato nell’accelerare la velocità dei ghiacciai e quindi il tasso di parto glaciale.
- Scioglimento dei ghiacci lungo i margini del foglio (deflusso) e idrologia basale,
- Iceberg che partorisce in mare dai ghiacciai in uscita anche lungo i bordi del foglio
Spiegazione del movimento glaciale accelerato verso la costa e del parto di iceberg non riesce a considerare un altro fattore causale: aumento del peso della calotta glaciale centrale. Come la calotta di ghiaccio centrale si addensa, che ha per almeno sette decenni, il suo peso maggiore provoca più forza orizzontale verso l’esterno al substrato roccioso. Questo a sua volta sembra aver aumentato il parto glaciale sulle coste Prove visive per un aumento dello spessore della lastra di ghiaccio dell’altopiano centrale esistono nei numerosi aerei che hanno effettuato atterraggi forzati sulla calotta dal 1940. Sono atterrati in superficie e in seguito sono scomparsi sotto il ghiaccio. Un esempio notevole è l’aereo da caccia Lockheed P-38F Lightning della seconda guerra Mondiale Glacier Girl che è stato riesumato da 268 piedi di ghiaccio nel 1992 e ripristinato in condizioni di volo dopo essere stato sepolto per oltre 50 anni. Fu recuperato dai membri della Groenlandia Expedition Society dopo anni di ricerche e scavi, infine trasportato in Kentucky e riportato in condizioni di volo.
Il Terzo rapporto di valutazione dell’IPCC (2001) ha stimato l’accumulo a 520 ± 26 gigatonnellate di ghiaccio all’anno, il deflusso e la fusione del fondo a 297±32 Gt/anno e 32±3 Gt/anno, rispettivamente, e la produzione di iceberg a 235±33 Gt/anno. A conti fatti, l’IPCC stima -44 ± 53 Gt / anno, il che significa che la calotta glaciale potrebbe attualmente sciogliersi. I dati dal 1996 al 2005 mostrano che la calotta glaciale si sta assottigliando ancora più velocemente di quanto ipotizzato dall’IPCC. Secondo lo studio, nel 1996 la Groenlandia stava perdendo circa 96 km3 o 23,0 cu mi all’anno in volume dalla sua calotta glaciale. Nel 2005, questo era aumentato a circa 220 km3 o 52,8 cu mi all’anno a causa del rapido assottigliamento vicino alle sue coste, mentre nel 2006 è stato stimato a 239 km3 (57,3 cu mi) all’anno. È stato stimato che nell’anno 2007 lo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia era più alto che mai, 592 km3 (142,0 cu mi). Anche le nevicate sono state insolitamente basse, il che ha portato a -65 km3 negativi senza precedenti (-15.6 cu mi) Bilancio di massa superficiale. Se il parto di un iceberg è avvenuto in media, la Groenlandia ha perso 294 Gt della sua massa durante il 2007 (un km3 di ghiaccio pesa circa 0,9 Gt).
Il quarto rapporto di valutazione dell’IPCC (2007) ha osservato che è difficile misurare con precisione il bilancio di massa, ma la maggior parte dei risultati indica un’accelerazione della perdita di massa dalla Groenlandia durante gli 1990 fino al 2005. La valutazione dei dati e delle tecniche suggerisce un bilancio di massa per la calotta glaciale della Groenlandia compreso tra una crescita di 25 Gt/anno e una perdita di 60 Gt/anno per il 1961-2003, una perdita di 50-100 Gt/anno per il 1993-2003 e una perdita a tassi ancora più elevati tra il 2003 e il 2005.
L’analisi dei dati di gravità dai satelliti GRACE indica che la calotta glaciale della Groenlandia ha perso circa 2900 Gt (0,1% della sua massa totale) tra marzo 2002 e settembre 2012. Il tasso medio di perdita di massa per 2008-2012 era 367 Gt / anno.
Uno studio pubblicato nel 2020 si stima che, combinando 26 singole stime di bilancio di massa derivati, tenendo traccia delle modifiche in Greenland ice sheet volume, la velocità e la gravità come una parte della calotta di Ghiaccio di Massa Saldo Esercizio di confronto, che la calotta di Ghiaccio della Groenlandia ha perso un totale di 3,902 gigatons (Gt) di ghiaccio tra il 1992 e il 2018. Il tasso di perdita di ghiaccio è aumentato nel tempo da 26 ± 27 Gt/anno tra il 1992 e il 1997 a 244 ± 28 Gt/anno tra il 2012 e il 2017 con un picco di perdita di massa di 275 ± 28 Gt/anno durante il periodo 2007 e 2012.
Un documento sul record di temperatura della Groenlandia mostra che l’anno più caldo mai registrato è stato il 1941, mentre i decenni più caldi sono stati gli anni 1930 e 1940. I dati utilizzati provenivano da stazioni sulle coste sud e ovest, la maggior parte delle quali non funzionavano continuamente per l’intero periodo di studio.
Mentre le temperature artiche sono generalmente aumentate, c’è qualche discussione riguardante le temperature sulla Groenlandia. Prima di tutto, le temperature artiche sono molto variabili, rendendo difficile discernere tendenze chiare a livello locale. Inoltre, fino a poco tempo fa, un’area nell’Atlantico settentrionale, compresa la Groenlandia meridionale, era una delle uniche aree al mondo che mostravano raffreddamento piuttosto che riscaldamento negli ultimi decenni, ma questo raffreddamento è stato sostituito da un forte riscaldamento nel periodo 1979-2005.