Che succede ai ghiacci di Groenlandia e Antartide se la temperatura media globale aumenta? Lo spiegano due nuovi studi pubblicati recentemente su Nature e su Geophysical Research Letters, che ci mettono in guardia dalle conseguenze della fusione dei ghiacci artici e antartici: innalzamento del livello del mare e indebolimento delle correnti oceaniche globali. Sarebbe bene tenerne di conto, soprattutto perché da un lato si parla di “punti di non ritorno” (superate certe temperature il ghiaccio non si riforma) e dall’altro abbiamo a che fare con sistemi fisici ancora poco conosciuti.

Per di più, è lo stesso IPCC che nel rapporto speciale su oceani e criosfera ricorda che, tra il 2006 al 2015:

• la massa di giaccio persa da Groenlandia e Antartide è di 430 miliardi di tonnellate all’anno
• il ritmo con cui il mare si è alzato è di 3,6 millimetri l’anno
• la temperatura del permafrost è aumentata di 0,3°C.

Tutti fenomeni da record per velocità ed entità. E ancora: negli scenari a bassa emissione ci si aspetta per fine secolo un aumento del livello marino di 43 centimetri, che arrivano a 84 nello scenario ad alte emissioni.

Ghiacci della Groenlandia e innalzamento del livello del mare

Nella regione metropolitana di Berlino, in vari istituti di ricerca a Potsdam, Dennis Höning e colleghi hanno individuato due soglie critiche di temperatura, sopra le quali ci sarebbe una perdita cospicua di ghiaccio dalla calotta della Groenlandia. Nello studio Multistability and Transient Response of the Greenland Ice Sheet to Anthropogenic CO2 Emissions uscito su Geophysical Research Letters si evidenzia infatti come una completa fusione del ghiaccio della penisola artica comporterebbe un innalzamento del mare fino a sette metri. La fusione del ghiaccio non sarebbe recuperabile, se non dopo migliaia di anni, anche se la CO₂ diminuisse, perché il comportamento della calotta risponde in modo non lineare alla concentrazione di anidride carbonica in atmosfera. È il classico esempio di “punto di non ritorno” (tipping point).

Andiamo nel dettaglio. Gli studiosi hanno usato un modello “a complessità intermedia” (per contenere i costi), che accoppia il comportamento della calotta con quello climatico (si chiama CLIMBER-X), per studiare a scale plurimillenarie atmosfera, oceano e superficie terrestre con una risoluzione orizzontale di 16 chilometri.

Höning e colleghi hanno trovato due soglie di temperatura a cui corrispondono due “scalini” nella quantità di ghiaccio fuso: 0,6°C – 0,9°C e 1,6°C – 2°C. Nel primo caso il livello del mare sale velocemente da 0,26 a 1,8 metri rispetto ai livelli preindustriali; nel secondo si passa da 2,4 a 7 metri. La prima soglia corrisponde a 320 parti per milione (ppm), la seconda a 400 ppm.
Nell’immagine, i punti B e D sono quelli corrispondenti alla fine dello scalino, come è evidente, e la linea blu è quella che descrive la riduzione del ghiaccio al variare della concentrazione di CO₂ (a sinistra) e della temperatura (a destra). Le linee gialla, violetto e rossa descrivono cosa succederebbe “tornando indietro”, cioè abbassando i livelli di anidride carbonica partendo rispettivamente dal punto B, dal punto D e da uno stato di completa fusione della calotta. Nella parte sottostante dell’immagine è rappresentata l’estensione del ghiaccio nei quattro punti indicati.

Osservando le linee colorate si constata facilmente come il fenomeno di fusione e ripristino del ghiaccio non sia lineare. Infatti, non è sufficiente abbassare la temperatura per poter ripristinare completamente la calotta. Nel caso di fusione completa, si dovrebbero riportare i livelli di CO₂ in atmosfera addirittura sotto le 300 ppm: più o meno come nel periodo della rivoluzione industriale.

Un altro aspetto importante – ottenuto facendo altri tipi di simulazioni usando questi quattro stati della calotta – è che la velocità di fusione aumenta più ci si avvicina agli “scalini”. Il primo scalino corrisponde a 1000 miliardi di tonnellate di carbonio di emissioni cumulative, il secondo a 2500. Oggi la concentrazione di diossido di carbonio sta già superando le 420 ppm e le emissioni cumulative sono quasi 2500 miliardi di tonnellate di CO₂: dovremo preoccuparci? Per ora non eccessivamente: il superamento momentaneo delle soglie (anche di secoli) non comporta necessariamente una perdita di ghiaccio sul lungo periodo, anche se ne accelera la fusione.
Per inciso, i ricercatori dicono che, restando sotto ai 1000 miliardi di tonnellate, che comunque stanno comportando un riscaldamento, l’anidride carbonica in atmosfera verrebbe nei secoli riassorbita lentamente dall’oceano e anche il ghiaccio già perso della Groenlandia si riformerebbe.

La fusione dei ghiacci continentali non ha come unica conseguenza quella dell’innalzamento del livello del mare con danni a infrastrutture e città costiere. L’apporto di nuova acqua fredda dolce nell’oceano andrebbe a intaccare la circolazione atlantica nota come AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation, cioè il “capovolgimento meridionale della circolazione atlantica”) che raffredderebbe di molto il Nord Atlantico (come succede nel catastrofico film L’alba del giorno dopo) e avrebbe impatti anche sulla foresta amazzonica. Qui un’animazione della cosiddetta Circolazione Termoalina o Grande Nastro Trasportatore, cioè la circolazione oceanica globale di cui AMOC fa parte.

Ghiacci antartici e indebolimento delle correnti oceaniche globali

Su questo tema si esprime lo studio Abyssal ocean overturning slowdown and warming driven by Antarctic meltwater uscito su Nature e condotto da Matthew England e colleghi, provenienti per la maggior parte da università ed enti di ricerca australiani, tra Sydney, Canberra e la capitale della Tasmania Hobart, e dal MIT. In questo caso a essere studiata è la circolazione oceanica profonda. Il principale risultato è che un ulteriore apporto di acqua di fusione dall’Antartide comporterebbe una contrazione dell’Acqua di fondo antartica (AABW), la più densa massa d’acqua dell’oceano. Questo modificherebbe la composizione dell’Acqua profonda circumpolare, cioè la più grande massa d’acqua dell’Oceano Meridionale – che si forma dalla miscela di altre masse d’acqua. In uno scenario ad alte emissioni per i prossimi trent’anni, il riscaldamento delle masse d’acqua profonde e la conseguente modifica del tasso di ventilazione dell'oceano abissale sono destinati ad accelerare.

Come si osserva nell'immagine, a risentire della fusione del ghiaccio antartico è tanto AABW quanto AMOC. La decrescita della portata è riportata in milioni di metri cubi al secondo (cioè “Sv”). In particolare, si vede come la componente relativa all’acqua di fusione sia predominante rispetto al ruolo del vento e prettamente termico. In particolare, la prima si indebolirebbe del 42%, la seconda del 19%. Si prevede in generale che entro il 2050 si verifichi un rallentamento della circolazione dell'oceano profondo (abyssal ocean overturning) di poco superiore al 40%.

Gli studiosi ricordano che non si conosce ancora molto sulla vulnerabilità antartica, ma tanto da individuare criticità per la biogeochimica oceanica e per il clima globale. Si tratta di modifiche alla distribuzione oceanica di calore, acqua dolce, ossigeno, carbonio e nutrienti, con impatti percepiti in tutti i mari della terra che potrebbero durare per secoli. È utile in ogni caso ricordare che, nell'ultimo rapporto sulle basi fisiche del cambiamento climatico, l'IPCC dice che un collasso di AMOC per fine secolo è abbastanza improbabile, anche se potrà indebolirsi dal 15% al 30% a seconda che l'aumento di temperatura di stabilizzi tra 1,5°C e 3°C.

Insomma, non è proprio il caso che la temperatura del globo continui a crescere, le motivazioni per convincersene sono più che abbondanti. Piuttosto, si cominci a parlare diffusamente di questi enormi temi (cosa che non si sta affatto facendo) indicando chiaramente che i responsabili sono i combustibili fossili e che vanno abbandonati quanto prima, come per l’altro ricorda il recentissimo Rapporto di sintesi dell’IPCC. A sparire dovrebbero essere gas, petrolio e carbone, non i ghiacci artici e antartici.