Come abbiamo scritto nell’articolo del mese di dicembre, le operazioni che la nostra ricerca scientifica e quella di molti altri paesi compiono nei mari australi e nell’immenso territorio ghiacciato dell’Antartide sono vere e proprie pietre miliari del cammino di conoscenza che l’umanità deve compiere per comprendere appieno il proprio ruolo sul pianeta e per agire in sua difesa attraverso la comprensione di tutti i fattori in gioco e non soltanto quelli miopi legati alla sete di sfruttamento o di accaparramento di materiali rari e determinanti per il futuro tecnologico. Futuro che, se non si capiscono tutte le interazioni in atto a livello planetario, potrebbe essere un sostanziale fuoco di paglia e il pianeta presenterà il conto delle nostre offese volontarie e involontarie

Il lavoro di centinaia di scienziati di molte nazionalità che per molti appaiono forse come dei singolari ed eccentrici esploratori, costituisce in verità il fulcro della migliore capacità umana alle prese con le condizioni estreme di una parte della Terra assolutamente impenetrabile e difficile ma che potrebbe essere considerata una vera e propria palestra per quello che futuri sconvolgimenti terrestri potrebbero porre dinanzi all’umanità. La storia geologica del pianeta, infatti, ci racconta di sconvolgimenti tali che i nostri attuali danni all’ecosistema potrebbero apparire – pur nella loro gravità e incisività – come una sorta di solletico a un pachiderma.

Tra queste attività della scienza umana nel continente di ghiaccio, si situa la quarta campagna antartica del progetto Beyond EPICA - Oldest Ice, finanziata dalla Commissione Europea, che ha raggiunto un risultato storico per le scienze del clima. Un team internazionale di scienziate e scienziati è riuscito nell’impresa di estrarre carote di ghiaccio fino alla profondità di 2.800 metri, toccando la roccia sottostante la calotta antartica. Questi campioni di ghiaccio potrebbero rivelare, per la prima volta, dettagli fondamentali sulla storia del clima e dell’atmosfera terrestre, estendendo questa conoscenza oltre la soglia degli 800.000 anni e fornendo una registrazione continua del nostro clima tornando indietro nel tempo fino a 1,2 milioni di anni fa e probabilmente oltre.

Coordinato dall’Istituto di scienze polari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isp), il progetto punta a risolvere uno dei misteri più complessi delle scienze del clima. Il ghiaccio estratto conserva un archivio senza eguali sulla storia climatica della Terra, fornendo informazioni dirette sulle temperature atmosferiche e le concentrazioni di gas ad effetto serra nell’arco di 1,2 milioni di anni e probabilmente oltre. “Un momento storico per le scienze climatiche ed ambientali”, ha sottolineato di recente Carlo Barbante, professore all’Università Ca’ Foscari Venezia, associato senior presso l’Istituto di scienze polari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isp) e coordinatore del progetto.

Parliamo della registrazione continua più lunga del nostro clima passato – aggiunge – ottenuta attraverso una carota di ghiaccio, e può rivelare il legame tra ciclo del carbonio e temperatura del nostro pianeta. Un traguardo raggiunto grazie alla straordinaria collaborazione di diversi istituti di ricerca europei e al lavoro dedicato di scienziate, scienziati e del personale logistico sul campo che si è protratto nel corso degli ultimi dieci anni.

Il progetto beneficia della sinergia con il progetto ITN DEEPICE, finanziato dall’UE, che ha coinvolto tre dottorandi di ricerca durante la campagna iniziata a novembre 2024 e tuttora in corso.

Dalle analisi preliminari condotte sul sito, abbiamo forti indicazioni che i primi 2.480 metri di ghiaccio contengano una registrazione climatica che risale a 1,2 milioni di anni, nella quale in un solo metro di ghiaccio si trovano compresse informazioni su ben 13mila anni di storia climatica.

Afferma Julien Westhoff, responsabile scientifico sul campo e ricercatore postdoc presso l’Università di Copenaghen.

Il coordinatore sul campo, Frank Wilhelms, professore associato all’Università di Göttingen e all’Alfred-Wegener-Institut, ha precisato che

L’individuazione del punto migliore in cui effettuare il carotaggio ha richiesto diverse stagioni di lavoro, con l’applicazione di tecnologie avanzate di radio-eco-sondaggio e modellazione del flusso glaciale. È stato eccezionale trovare il record che copre il periodo da 800mila a 1,2 milioni di anni fa esattamente dove era stato previsto, nella fascia di profondità compresa tra 2.426 e 2.490 metri, estendendo il nostro precedente record del progetto EPICA risalente a vent’anni fa.

Al di sotto del ghiaccio che custodisce il record climatico di oltre 1,12 milioni di anni, gli ultimi 210 metri della carota di ghiaccio consistono in ghiaccio molto antico e fortemente deformato, probabilmente mescolato o ricongelato, di origine sconosciuta. Analisi avanzate potrebbero aiutare a testare precedenti teorie sul comportamento del ghiaccio ricongelato sotto la calotta antartica, rivelando la storia della glaciazione dell’Antartide orientale, uno degli obiettivi principali del progetto.

Un lavoro gigantesco quello del team europeo sul campo che ha compiuto un’impresa eccezionale: oltre 200 giorni di operazioni di perforazione e analisi delle carote di ghiaccio distribuiti su quattro stagioni di lavoro nell’ambiente ostile dell’altopiano centrale antartico, a un’altitudine di 3.200 metri sul livello del mare e con una temperatura media estiva di -35°C.

Un altro aspetto incredibile del lavoro in corso è che le carote di ghiaccio del progetto offriranno informazioni senza precedenti sulla Transizione del Medio-Pleistocene, un periodo compreso tra 900.000 e 1,2 milioni di anni fa, quando i cicli glaciali rallentarono da intervalli di 41.000 anni a 100.000 anni. Le ragioni di questo cambiamento rimangono uno dei misteri più complessi delle scienze climatiche, che questo progetto mira a risolvere.

Attualmente siamo nel sesto e penultimo anno di finanziamento europeo. Questo straordinario risultato ha permesso al progetto di rispettare il piano di lavoro concordato con la Commissione Europea.

Afferma Chiara Venier, tecnologa della ricerca presso il Cnr-Isp e project manager di Beyond EPICA.

Le preziose carote di ghiaccio estratte durante questa campagna saranno trasportate in Europa a bordo della nave rompighiaccio Laura Bassi, mantenendo la catena del freddo a -50°C, una sfida significativa per la logistica del progetto. Per raggiungere questo obiettivo, è stata sviluppata una strategia che ha coinvolto la progettazione di contenitori frigoriferi specializzati e una pianificazione precisa delle risorse aeree e navali del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA).

Afferma Gianluca Bianchi Fasani, ricercatore senior presso ENEA-UTA e responsabile della logistica ENEA per Beyond EPICA.

Una volta che queste carote di ghiaccio saranno arrivate in Europa, il progetto si concentrerà sull’analisi dei campioni per svelare la storia climatica e atmosferica della Terra negli ultimi 1,5 milioni di anni. Nelle sezioni più profonde della carota, potrebbero essere presenti anche ghiacci più antichi del periodo pre-Quaternario. La datazione delle rocce sottostanti sarà intrapresa per determinare quando questa regione dell’Antartide sia stata priva di ghiaccio per l’ultima volta.

Tra i molti aspetti delle ricerche in corso in Antartide un posto rilevante spetta anche ai risultati di uno studio internazionale coordinato dal Cnr-Isp e dall’Università Ca’ Foscari Venezia che ha dimostrato come al termine dell’ultima era glaciale, la Corrente circumpolare profonda è riuscita a risalire il margine nel Mare di Ross, favorendo il ritiro della calotta di ghiaccio.

Il lavoro, pubblicato su Science Advances, guidato dall’Istituto di scienze polari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isp) e dall’Università Ca’ Foscari Venezia, e svolto in collaborazione con istituzioni scientifiche di Italia, Regno Unito e Germania, quali l’Alfred Wegener Institute (Awi), l’Università di Plymouth, l’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (Ingv) e l’Università di Trieste. Getta le basi per prevedere le possibili reazioni dell’ecosistema antartico in risposta al riscaldamento globale.

L’antica piattaforma di ghiaccio nel Mare di Ross, la più estesa del pianeta, è minacciata infatti dal riscaldamento globale. Non da oggi, ma a partire da circa 18.000 anni fa, al termine dell’ultima era glaciale. Spiega Chiara Pambianco, dottoranda all’Università Ca’ Foscari Venezia e affiliata al Cnr-Isp:

Questa è la prima evidenza diretta che la Corrente circumpolare profonda — una corrente marina più calda rispetto alle acque tipiche dell’Antartide, e quindi in grado di fondere il ghiaccio — è riuscita a risalire fino alla base dell’antica piattaforma di ghiaccio galleggiante nel Mare di Ross, contribuendo alla sua rottura all’inizio del riscaldamento post-glaciale.

Il team di ricerca ha analizzato sedimenti marini prelevati dalla Joides Trough, un’area strategica situata a valle dell’antico punto di ancoraggio della calotta glaciale, nel settore occidentale del Mare di Ross. Combinando biomarcatori organici, microfossili e analisi sedimentologiche, gli scienziati sono riusciti a ricostruire 40.000 anni di interazioni tra oceano e ghiaccio, identificando l’ingresso della Corrente circumpolare profonda subito dopo il massimo glaciale, ossia il periodo di massima espansione dei ghiacci, circa 20.000 anni fa.

Tommaso Tesi, coautore del paper e ricercatore del Cnr-Isp:

Abbiamo scoperto che l’intrusione di acque calde in questa area è strettamente collegata a uno spostamento verso sud di venti occidentali ed orientali, che ha permesso alle masse d’acqua profonde di risalire verso la piattaforma continentale, indebolendo la base della piattaforma glaciale e favorendone il collasso. L’antica piattaforma era molto più estesa di quello che appare oggi, arrivando a coprire nel Mare di Ross circa 1000 km in più rispetto alla dimensione attuale. Con questo lavoro offriamo una visione nuova sui processi che hanno governato la perdita di ghiaccio nell’Antartide in passato. Processi che oggi stanno tornando attivi sotto la spinta del cambiamento climatico.

La piattaforma di ghiaccio nel Mare di Ross è un elemento cruciale per la stabilità delle calotte antartiche perché funge da collegamento tra il ghiaccio marino e quello continentale. “Questa piattaforma esercita un effetto di sostegno e stabilizzazione delle masse glaciali presenti nell’entroterra. L’intrusione della corrente circumpolare profonda può erodere la base della piattaforma, causandone il ritiro e provocando, di conseguenza, la destabilizzazione del ghiaccio continentale che essa sostiene”, concludono Chiara Pambianco e Tommaso Tesi.

Il sistema ghiaccio-oceano è quindi altamente interconnesso: variazioni nelle correnti oceaniche possono non solo contribuire alla fusione della piattaforma di ghiaccio di Ross, ma anche determinare la perdita di ghiaccio continentale, causando un potenziale innalzamento del livello del mare di oltre 60 metri. Comprendere le dinamiche che hanno causato in passato la riduzione di questa antica piattaforma è fondamentale per prevedere il comportamento futuro dell’Antartide in risposta al riscaldamento globale e, di conseguenza, per prevedere come potrebbe cambiare il livello del mare.

Ma la complessità del sistema antartico è talmente ampia da registrare fenomeni in qualche modo antitetici. Questo è quello che si è capito nella baia Terra Nova con la scoperta della formazione della weathering crust, o crosta di alterazione, un fattore che ha modificato le proprietà della superficie delle piattaforme glaciali Nansen e Hells Gate, aumentandone la capacità di riflettere i raggi solari. Un fenomeno, attivo soltanto in presenza di particolari condizioni meteorologiche e potenzialmente in grado di contrastare la fusione del ghiaccio, che è stato osservato da un gruppo di ricerca dell’Istituto di scienze polari del Cnr. I risultati sono stati pubblicati su Communications Earth & Environment.

Per la prima volta, sulle piattaforme glaciali della baia Terra Nova si è notato uno strato di ghiaccio noto come crosta di alterazione. “Abbiamo constatato che particolari condizioni meteorologiche, ovvero assenza di nuvole e vento e temperatura dell’aria prossima allo 0°C, determinano una maggiore penetrazione dei raggi solari nel ghiaccio, causando la formazione della crosta di alterazione”, come spiega Giacomo Traversa, ricercatore presso il Cnr-Isp e autore dello studio.

Questa superficie di ghiaccio bianco e poroso ha l’effetto di amplificare l’albedo, ovvero la capacità di riflessione dei raggi solari e, conseguentemente, di diminuire la radiazione solare assorbita all’interno delle piattaforme. Queste ultime sono enormi masse galleggianti che si estendono dalla calotta antartica al di sopra dell’oceano e che si caratterizzano per la presenza di ampie aree di ghiaccio blu.

In Antartide la crosta di alterazione era stata precedentemente individuata soltanto sui ghiacciai dell’area delle Dry Valleys, 300 km più a sud della baia Terra Nova. In questa zona, dove gli studiosi hanno analizzato le piattaforme Nansen e Hells Gate attraverso misurazioni spettroscopiche, immagini da drone e satellitari e dati da stazioni meteorologiche, è presente anche la stazione di ricerca italiana Mario Zucchelli, che ha rappresentato la base operativa di questo studio.

I ricercatori ipotizzano che la presenza della crosta di alterazione possa contrastare i processi di fusione e sublimazione del ghiaccio.

La crosta di alterazione ha riguardato la quasi totalità delle piattaforme di ghiaccio della baia Terra Nova, mentre soltanto una piccola parte viene interessata dal darkening, un processo - per certi versi opposto - di scurimento della superficie dei ghiacciai causato dal deposito di polvere e detriti e dallo sviluppo di alghe, che comporta anche la formazione di laghi o specchi d’acqua supraglaciali.

Conclude Biagio Di Mauro, ricercatore del Cnr-Isp e autore dello studio.

Visto il legame forte tra meteo, clima e sviluppo della crosta di alterazione, il contesto del cambiamento climatico globale e, più nello specifico, delle condizioni meteorologiche in Antartide, potrebbe determinare un aumento della weathering crust. Questo aspetto, visti i potenziali effetti di contrasto alla fusione dei ghiacci, sarà oggetto di prossimi studi.

Molti dunque i misteri e le cose che l’Antartide cela e che stiamo man mano cercando di decrittare. Un vero e proprio scrigno di conoscenze che soltanto la ricerca integrata e l’approfondimento multidisciplinare possono aiutare a rivelare e con questo dare molte più risposte all’umanità e alla comprensione del sistema terrestre del quale siano ospiti e fruitori!