Surge glaciali: le inondazioni dei giganti di ghiaccio

Migliaia di ghiacciai si trovano nei pressi di insediamenti umani, e negli ultimi decenni, dozzine di ondate (surge glaciali) hanno provocato morti e feriti. Una delle peggiori di queste surge glaciali è avvenuta nel 2002, nelle montagne del Caucaso, nel Sud della Russia, dove il ghiacciaio Kolka ha inondato una valle uccidendo 140 persone. Ma qual è l’origine di questo fenomeno, e perché sta diventando sempre più frequente?

I ghiacciai tendono sempre a muoversi verso valle a causa della forza di gravità. La velocità di questo movimento dipende da vari fattori: in generale il ghiacciaio si può pensare come un fluido fortemente viscoso, ossia come dei veri e propri fiumi di ghiaccio. Il loro moto è dovuto soprattutto alla pressione esercitata dalla massa di ghiaccio, che tende a deformarlo ed a farlo muovere. Inoltre avviene uno scivolamento basale, ossia uno strato di acqua alla base del ghiacciaio tende a ridurre l’attrito tra il ghiaccio e la superficie, facilitandone lo spostamento. Ne segue che i bordi e le porzioni più elevate del ghiacciaio subiscono meno pressione e sono quindi più rigidi: è per questo che in queste regioni possiamo trovare più facilmente crepacci e seracchi.

I ghiacciai si muovono in genere di pochi centimetri o metri o al giorno. Ma in alcuni casi questa velocità può aumentare di 10 o 100 volte, portando il ghiacciaio a muoversi anche di 100 metri al giorno e determinando quello che viene chiamato surge glaciale, ossia un’ondata improvvisa di ghiaccio. Per esempio, il ghiacciaio di Kutiah, in Pakistan, nel 1953 è avanzato di circa 12 kilometri in 3 mesi.

Studiando i ghiacciai dal Tibet alle isole Svalbard in Norvegia, i ricercatori stanno iniziando a capire per quale ragione alcuni ghiacciai oscillano tra momenti di stagnazione a momenti di ondate improvvise e, soprattutto, stanno iniziando a capire come è possibile predire le surge glaciali. Finora, si riteneva che tali fenomeni dipendessero da fattori interni al ghiacciaio, come la forma e lo spessore, mentre adesso si sta iniziando a capire che il ruolo principale nel fenomeno è probabilmente di fattori esterni, ed in particolare all’acqua dalle precipitazione e dalla fusione dei ghiacci. Quest’acqua può infatti infiltrarsi nel ghiacciaio, per esempio attraverso i crepacci, fino ad arrivare alla sua base, aumentando lo scivolamento basale.

Non si pensa che sia l’unico fattore a determinare i surge, ma il suo ruolo è sicuramente importante, soprattutto in un clima che si sta scaldando. I surge glaciali sono infatti sempre più frequenti, e questo è probabilmente dovuto proprio al maggior scioglimento di ghiaccio che dalla superficie del ghiacciaio percola verso la sua base.

Il ghiacciaio di Aru, in Tibet, a giugno e settembre 2016, prima e dopo due grossi scivolamenti basali.

Nel 1980, il glaciologo Garry Clarke, dell’università della British Columbia (Vancouver, Canada), ha osservato il ghiacciaio di Trapridge, nello Yukon, in quanto riteneva che stava aumentando la propria pendenza ed i crepacci stavano aumentando, segni di potenziale instabilità. Tuttavia, quel surge glaciale non si è mai verificato. Nel 2004, Schuler e colleghi hanno avuto maggior fortuna nelle isole Svalbard: hanno iniziato a monitorare la calotta glaciale di Austfonna, un enorme ghiacciaio di 560 metri di spessore che si estende su 8500 chilometri quadrati. I loro obiettivi scientifici erano altri, ma nel 2007 osservarono un insolito aumento di crepacci, ed installarono perciò la strumentazione necessaria per analizzare i movimenti del ghiacciaio.

Qui un nostro approfondimento sul riscaldamento globale.

Nel 2015, Schuler e colleghi hanno riportato le seguenti osservazioni: ogni anno Austfonna accelera ad inizio luglio e rallenta a fine agosto. Le velocità maggiori sono correlate al numero di giorni in cui la temperatura è superiore agli 0°C, ossia a quella di congelamento dell’acqua. Ma la cosa più interessante, è che dopo il rallentamento del movimento in agosto, la velocità che si raggiungeva era sempre superiore a quella osservata prima di luglio. Ogni estate la velocità aumentava rispetto all’estate precedente, ed i crepacci si approfondivano e si estendevano. Nell’autunno del 2012, in particolare, il ghiaccio ha subito un’enorme surge glaciale, immergendo nel mare di Barents circa 4.2 kilometri cubi di ghiaccio.

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Schuler e colleghi hanno allora supposto che l’avvio di questo surge fosse legato proprio all’accumulo di acqua alla base del ghiacciaio, alla quale arrivava tramite i crepacci, estate dopo estate. Quest’acqua, ghiacciandosi, rilascia del calore (il calore latente di fusione). riscaldando il ghiaccio circostante. Il ghiaccio riscaldato si muove allora molto più rapidamente del ghiaccio “freddo”, ossia di quello che non è stato riscaldato da questo processo. Inoltre, l’accumulo al di sotto dell’Austfonna porta ad un aumento della pressione basale e quindi quasi ad un sollevamento del ghiacciaio dal suo letto.

L’aumento della pressione dovuta all’aumento di ghiaccio “caldo” ha portato alla rottura della lingua di ghiaccio “freddo” che ancorava il ghiacciaio al terreno, determinando l’innesco del surge glaciale vero e proprio.

Ciò che rende particolarmente importante la scoperta dello studio di Austfonna, è la sua dipendenza dal cambiamento climatico. I surge saranno infatti sempre più frequenti in un clima che si sta riscaldando, e che determina quindi un maggiore scioglimento dei ghiacci e quindi una maggiore quantità di acqua nella base dei ghiacciai.