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L'  influenza del clima antartico sul pianeta terra

 
L'Oceano Meridionale o Antartico svolge un ruolo di primo piano nella regolazione del clima a scala globale; interagendo con la circolazione atmosferica e con le acque di scioglimento dei ghiacciai antartici, funge da motore della circolazione delle correnti oceaniche del pianeta.

L'Antartide è uno dei luoghi chiave degli equilibri ambientali della Terra.

Il clima dell'Antartide è freddo, secco e ventoso, con precipitazioni molto scarse. Il volume dei ghiacci è quindi dovuto non all'intensità o frequenza delle nevicate, ma piuttosto al persistere delle nevi negli anni, in assenza del fenomeno del disgelo. La temperatura tende a diminuire verso il centro del continente.

Perchè l'Antartide ha il clima più freddo e più secco della terra?

la regione antartica, come quella artica, riceve soltanto una piccola quantità di radiazione solare diretta, a causa della bassa incidenza con cui tale radiazione colpisce la terra alle latitudini polari. Il risultato della perdita di calore è un forte raffreddamento della superficie, sicché le temperature al suolo sono molto più basse di quelle dell’atmosfera.


L’effetto principale di questo freddo estremo, che è anche la principale caratteristica del clima, è che
l’acqua presente nel continente, è perennemente “imprigionata” sotto forma di ghiaccio.
Nell’atmosfera questo determina
un basso tasso di umidità e scarse precipitazioni, mentre nel suolo l’acqua è presente quasi esclusivamente nella sua fase solida e, solo per brevi periodi in estate, in forma liquida.

Il nostro pianeta è organizzato in due emisferi tra di loro alquanto differenti. La regione antartica è molto più fredda di quella artica, a causa della differente distribuzione tra terre emerse e mari che c’è fra l’emisfero australe e quello boreale.

Il bacino artico è un’area oceanica quasi completamente circoscritta da masse continentali in cui l’oceano si comporta come fonte di calore per le aree continentali circostanti.

All’opposto l’Antartide è un continente circondato dall’Oceano Meridionale.

La regione polare dell'emisfero settentrionale, il così detto Polo Nord, è un bacino oceanico circondato quasi interamente da masse continentali e ricoperto pressoché continuamente da ghiaccio marino, cioè da una sottile crosta di pochi metri di ghiaccio che deriva dal congelamento dell'acqua marina e che su di questa galleggia, separando l'oceano sottostante dal contatto con l'atmosfera. Ne deriva che, malgrado ci sia ghiaccio, siamo in un ambiente oceanico marino. La temperatura è meno profondamente acuta che non nell'emisfero opposto. I ghiacci marini dell'emisfero nord sono relativamente stabili, hanno una importante, ma non completa, oscillazione stagionale, perché sono in qualche misura protetti dai continenti che li circondano, quindi il vento e il moto ondoso non riescono a sgombrarli interamente durante la stagione estiva, per cui la copertura è permanente, infatti, si parla di ghiacci marini pluriennali perché sopravvivono al ciclo stagionale e si ispessiscono.

A sud abbiamo un continente circondato dall'oceano, percorso da una corrente oceanica continua che ruota da ovest verso est e così pure i venti. C'è una circolazione secondo i paralleli che costituisce una decisiva barriera termica che impedisce il contatto delle masse d'aria delle medie e basse latitudini equatoriali, quindi calde, con le regioni polari che vengono ad essere totalmente separate. Ciò ha portato ad un raffreddamento brutale di questa zona. La presenza di una struttura continentale ha permesso lo sviluppo di una calotta glaciale che non ha lo spessore di pochi metri, come i ghiacci marini del Polo Nord, ma arriva fino ad oltre quattro chilometri di ghiacci di origine atmosferica, cioè neve. In alcuni punti sfiora i cinque chilometri; lo spessore medio di questo piastrone di ghiaccio, che ha delle dimensioni superiori a quelle dell'Europa, è di oltre due chilometri. Questa massa di ghiaccio porta l'Antartide a diventare il continente con la quota media più elevata, quindi siamo già in un posto freddo e per di più il continente è molto alto, quindi ancora più freddo.

Questa antinomia tra i due emisferi determina delle differenze climatiche tra loro visibili in tutti i parametri climatici principali: dalle pressioni, alle temperature, alla circolazione atmosferica e così via. Quindi i due emisferi hanno condizioni climatiche diverse.
 

Come influisce l’Antartide sul resto del pianeta?

 L'Oceano Meridionale o Antartico svolge un ruolo di primo piano nella regolazione del clima a scala globale; interagendo con la circolazione atmosferica e con le acque di scioglimento dei ghiacciai antartici, funge da motore della circolazione delle correnti oceaniche del pianeta. Esso è costituito dalla regione oceanica che circonda l'Antartide, sino all'interfaccia con le acque subtropicali.

In inverno l’area di ghiaccio marino che circonda l’Antartide è più estesa del continente stesso.

 


 

LE CORRENTI MARINE

 

 

Ai livelli superficiali l'elemento più rilevante è la corrente circumpolare antartica, la più imponente dell'intero pianeta, diretta da ovest verso est, compresa fra il fronte antartico ed il fronte sub-antartico. E' guidata non solo dal regime dei potenti venti occidentali, ma anche dalla topografia del fondo marino. In vicinanza del continente antartico, il regime dei venti orientali innesca una corrente mediamente diretta verso ovest definita corrente polare.

Tra la corrente circumpolare e quella polare il sistema dei venti mantiene attivi i vortici ad andamento orario che caratterizzano le regioni dei mari di Ross e di Weddell.

 

Nell'Oceano Meridionale avviene un notevole scambio di energia fra le acque fredde antartiche e quelle settentrionali più calde. Si tratta di un processo che tende a compensare il surplus di energia prodotto nelle acque equatoriali e fondamentale per il mantenimento del sistemo climatico globale.

Lungo la corrente circumpolare si realizza, infatti, lo scambio di energia e del contenuto di sali che regola e condiziona il trasferimento delle sostanze chimiche e delle specie biologiche, consentendo all'ecosistema antartico di mantenere le sue peculiari caratteristiche.

La zona che meglio manifesta questi fenomeni è la convergenza antartica  dove l'acqua superficiale antartica molto fredda, ma di minore salinità, incontra l'acqua superficiale sub-antartica più calda e più salata. La zona polare frontale è definita in superficie dall'isoterma di 2° C ed in profondità da un minimo di salinità.

Il quadro sintetico della circolazione termoalina nell'Oceano Meridionale vede acqua profonda, calda e salata, che fluisce verso l'Antartide.
Questa massa d'acqua emerge in corrispondenza della divergenza antartica, si raffredda e si arricchisce in ossigeno per formare sia l'acqua superficiale sia l'acqua di fondo antartica.

La zona della convergenza è caratterizzata dal succedersi di sistemi ciclonici che causano tempeste con vento di grande intensità ed onde gigantesche tanto da essere nota nella letteratura come i 50 ruggenti ed i 60 urlanti.

Al centro del continente, l'atmosfera è stratificata e stabile ed i venti sono, in genere, deboli con velocità attorno ai 15 km/h durante tutto l'anno. L'aria fredda e più densa di quella delle zone circostanti tende a scendere dall'interno del continente dando origine ai ben noti venti catabatici, che raggiungono velocità molto elevate, anche superiori a 300 km/h.

La Convergenza Antartica, nota anche come Fronte Polare Antartico oppure Zona Frontale Polare, é la frontiera biologica che limita a nord l'oceano Australe. In realtà, le acque dell'Oceano antartico vanno un po' più a nord ma non è possibile definire i confini.
La convergenza Antartica è una fascia con larghezza che varia da 40 a 80 Km tra le latitudini 40° Sud e 60° Sud a circa 1600 Km dalle coste. Qui l'acqua che fluisce verso Nord, fredda, densa e vicina al punto di congelamento, sprofonda sotto l'acqua più temperata sub-antartica che si muove verso Sud. Le due masse d'acqua non si mescolano, dato che i venti occidentali le deviano in due correnti parallele. Una differenza di temperatura marca chiaramente il confine tra i due flussi: quando si supera questo limite verso Sud, quasi subito, la temperatura d’acqua cala di 2-3° C. Diverso è anche il grado di salinità delle due diverse masse d’acqua.
In pratica, sia a motivo delle correnti che della diversa densità dell’acqua (temperatura + salinità), le acque dell’oceano Antartico non si mescolano con quelle dell’oceano Indiano né con quelle dell’oceano Pacifico.
La Convergenza Antartica costituisce una barriera insormontabile per gran parte degli organismi marini di minori dimensioni (solo le balene riescono a superarla facilmente, il povero pinguino ha qualche difficoltà!).
E’ per questo che a Sud della Convergenza Antartica si è formato un sistema di vita vegetale ed animale del tutto particolare, infatti, gran parte degli esseri viventi dell'Antartide sono in parte endemici, cioè di questi luoghi, e non vivono in nessun altro posto del pianeta.

 

  LA CIRCOLAZIONE TERMOALINA

Per circolazione termoalina si intende la circolazione globale oceanica causata dalla variazione di densità delle masse d'acqua.
La densità è determinata dalla
temperatura (termo-) e dalla salinità (-alina) delle acque.Le correnti termoalina riguardano essenzialmente le acque oceaniche profonde. Alle alte latitudini l'acqua sprofonda sia per la bassa temperatura, sia per l'elevata salinità causata dalla formazione della banchisa.
Muovendosi verso l'
equatore l'acqua di fondo diminuisce la sua densità interagendo con le altre acque e tende a risalire, soprattutto negli "angoli" dei circuiti oceanici.
La risalita di acque profonde (upwelling) favorisce la produttività biologica in quanto provoca la risalita di nutrienti
minerali. Uno degli scopritori della circolazione termoalina, grazie ai suoi studi sui traccianti in mare, fu Wallace S. Broecker

I VENTI

 L’origine dei venti in Antartide e’ fortemente influenzata dalle masse fredde di ghiaccio alle alte quote. La perdita di calore per irraggiamento produce uno strato superficiale di aria molto fredda, che scorre in modo strettamente condizionato dalla superficie topografica del ghiaccio. Questi venti di caduta o catabatici, sono generalmente i più importanti e caratteristici dell’Antartide. Essi possono diventare particolarmente forti lungo il pendio ed ai piedi del pendio che dal plateau centrale porta alle zone costiere. Essi sono la causa delle condizioni quasi costanti di vento forte e tormente di neve (blizzard) registrate in molte stazioni costiere in Antartide. Nelle regioni più interne del continente , questi venti sono solitamente meno forti, ma spesso essi si dispongono dalla stessa direzione , dando origine alle caratteristiche configurazioni a duna della superficie nevosa (sastrugi).. Il flusso di aria uscente nei bassi strati, causato dei venti catabatici,  e’ bilanciato dalla massa d’aria entrante negli strati alti della troposfera, proveniente da regioni ancora più a nord, che trasporta  sufficiente calore da compensare in parte la perdita per irraggiamento ed a mantenere in equilibrio le basse temperature caratteristiche dell’Antartide. La circolazione in quota gioca un ruolo fondamentale, sia per quanto riguarda la quantità delle precipitazioni, che per la loro composizione chimico-fisica. Intorno ai margini costieri, l’influenza dei venti catabatici viene attenuata a causa dell’aumento dell’influenza dei cicloni che si muovono da ovest verso est.  Sia la Penisola Antartica, che si protende in seno a questa circolazione, che le altre regioni costiere sono particolarmente interessate da queste perturbazioni. In queste situazioni, anche dei venti deboli possono apportare quantità considerevoli di aria relativamente calda e umida dal mare e di conseguenza maggiori quantità di precipitazioni.

 

 

IL LAGO DI VOSTOK

 Un'immensa distesa di acqua dolce sotterranea. Un lago lungo 280 Km "dorme" profondamente - è proprio il caso di dirlo - a quasi 3600 metri sotto le nevi del Polo Sud e rischia un brusco risveglio.
Si chiama
Vostok: scoperto nel 1974, è stato studiato e misurato soltanto nel 1996 grazie a tecniche di indagine radar e all'analisi di dati sismici, che hanno rivelato le sue dimensioni e hanno permesso di riconoscerlo come il lago più esteso dei 70 scoperti finora nella regione orientale dell'Antartide, ma soprattutto come il depositario del cuore di ghiaccio più profondo del pianeta.

La stazione russa di Vostok, posta in prossimità del lago, che già in passato aveva detenuto il primato di aver registrato la temperatura più bassa mai misurata sulla Terra (-126.9 gradi Fahrenheit, che corrispondono a -52.7 gradi Celsius), ha ospitato il progetto statunitense, francese e russo che, tramite trivellazioni, ha raggiunto il ghiaccio sovrastante il lago, a una profondità di 3623 metri (a questo proposito, si veda la Home Page dello SCAR, Scientific Committee on Antartic Research).
Per evitare di inquinare l'ambiente lacustre, le operazioni sono state deliberatamente sospese a soli 120 metri dal lago, che rimane tutt'oggi
inesplorato. I ricercatori hanno stimato fino a 30 milioni di anni il periodo di isolamento del lago. Periodo che potrebbe finire, se saranno trovati i fondi per finanziare il progetto di cui si è discusso recentemente in un congresso a Cambridge in Inghilterra e anche in un precedente meeting a Washington, organizzato dalla National Science Foundation.