I più grandi misteri dell’Antartide: I segreti di un mondo ghiacciato

Cento anni fa questa settimana, in un bel pomeriggio d’estate, l’esploratore norvegese Roald Amundsen e quattro compagni di viaggio stanchi hanno immerso una bandiera luminosa in cima a un palo appuntito nel ghiaccio antartico, segnando la loro rivendicazione come i primi esseri umani a mettere piede in fondo al mondo. Il Polo Sud era loro.

“Quel momento sarà certamente ricordato da tutti noi che eravamo lì”, scrisse Amundsen nel suo racconto dell’arduo viaggio. Il 14 dicembre 1911, due mesi dopo essere partiti dalla costa del continente, gli uomini avevano raggiunto la loro meta – una pianura ghiacciata di bianco senza fine nel mezzo del continente più alto, più ventoso, più freddo, più secco e più solitario della Terra.

Un secolo dopo che Amundsen ha piantato la bandiera – battendo di un mese intero la spedizione condannata dell’inglese Robert Falcon Scott – un’esplosione di progresso tecnologico ha trasformato la portata della conoscenza umana dell’Antartide.

Satelliti attenti navigano sopra la testa; radar e laser hanno permesso agli scienziati di scrutare sotto il ghiaccio spesso. Eppure, nonostante la portata di questi nuovi strumenti, il continente tiene ancora stretti i suoi segreti. Molti misteri rimangono, e sono molto più intricati e ricchi di sfumature della natura selvaggia e inesplorata che Amundsen e Scott hanno affrontato.

Quello che sta emergendo dalla ricerca è che l’Antartide è un luogo molto più dinamico di quanto si potesse immaginare un secolo fa – e che ciò che vi accade può avere conseguenze drammatiche per milioni di persone in tutto il mondo.Ora, invece di tracciare nuove scoperte geografiche, gli scienziati stanno cercando di mappare il funzionamento interno delle strane forze in gioco in Antartide, dai meccanismi biologici che permettono a piccoli organismi di risvegliarsi apparentemente dalla morte, alle forze poco comprese che stanno rosicchiando il ghiaccio del continente – con sempre maggior vigore.

Regina del ghiaccio

L’Antartide ospita circa il 70% dell’acqua dolce del pianeta e il 90% del ghiaccio d’acqua dolce del pianeta. Due enormi lastre di ghiaccio, spesse quasi 3 miglia (4 chilometri) in alcuni punti, coprono circa il 99% della massa continentale. Comprese le sue isole e le annesse pianure galleggianti di ghiaccio, l’Antartide è approssimativamente 5,4 milioni di miglia quadrate (14 milioni di km quadrati), circa una volta e mezza la dimensione degli Stati Uniti.

Non sorprende che la maggior parte della ricerca antartica si concentri sul ghiaccio – cosa succede sotto, dentro e su di esso.

E fu sotto il ghiaccio che gli scienziati fecero una delle scoperte più interessanti dell’Antartide: un vasto regno di pendii rocciosi e laghi liquidi, nascosto sotto il ghiaccio per millenni.

Durante una spedizione cartografica del 1958, una squadra sovietica stava percorrendo dalla costa l’interno della metà orientale del continente, facendo esplodere esplosivi ogni cento miglia per misurare lo spessore del ghiaccio.

Nel mezzo della calotta antartica orientale, la squadra stava viaggiando attraverso il ghiaccio spesso 3 km, quando qualcosa di strano cominciò ad accadere, secondo Robin Bell, un geofisico e professore all’Osservatorio della Terra Lamont-Doherty della Columbia University.

Cosa c’è lì sotto?

“Hanno improvvisamente trovato questo ghiaccio molto sottile nel mezzo dello strato di ghiaccio, e hanno detto, ‘Ehi, ci sono montagne qui'”, ha detto Bell a OurAmazingPlanet.

Grandi montagne. La squadra si era imbattuta in quelle che furono poi soprannominate le Gamburtsev Mountains, una gamma di cime ripide che si innalzano fino a 9.000 piedi (3.000 metri) e si estendono per 750 miglia (1.200 km) attraverso l’interno del continente.

“È davvero difficile immaginare che ci siano montagne lì sotto. Non importa da che parte si gira – è abbastanza piatto”, ha detto Bell, che ha studiato la zona per anni. Eppure, ha aggiunto, la parte veramente misteriosa delle montagne nascoste non è che esistono, ma come esistono ancora. L’inesorabile marcia del tempo geologico erode le montagne (se tornassimo indietro tra 100 milioni di anni, le Alpi sarebbero sparite, ha detto Bell) e i Gamburtsev, alla matura età di 900 milioni a un miliardo di anni, dovrebbero essere stati consumati eoni fa.

Tuttavia, recenti ricerche indicano che le montagne sono una sorta di do-over geologico.

“Sono nate molto tempo fa, ma da qualche parte tra 100 (milioni) e 200 milioni di anni fa, hanno avuto una rinascita”, ha detto Bell.

È successo durante un evento di rifting, ha detto Bell, quando le forze tettoniche stavano strappando masse continentali durante la rottura del Gondwana, l’antico supercontinente. A quel tempo, le pesanti radici delle montagne erose subirono apparentemente un cambiamento di densità – come se una tavoletta di cioccolato solido si trasformasse improvvisamente nella roba soffice all’interno di una barretta Three Musketeers – che sostenne la catena montuosa, “come un salvagente”, ha detto Bell.

Esattamente come avvenne quel cambiamento nella radice dei Gamburtsev è un mistero.

“Questa è la cosa più grande che ci fa grattare la testa”, ha detto Bell. “Non sappiamo se il rifting ha aggiunto un po’ di calore, ha aggiunto un po’ d’acqua – sappiamo che il rifting è avvenuto, ed è saltato fuori, ma stiamo ancora lavorando sulla questione di come si fa quel cambiamento di fase”, ha detto.

Land o’ lakes

Tra le montagne Gamburtsev si trova un’altra caratteristica enigmatica dell’Antartide: Il lago Vostok – un lago d’acqua dolce incontaminata sepolto sotto 2,5 miglia (3,7 km) di ghiaccio solido. Circa la dimensione del lago Ontario, è il più grande degli oltre 200 laghi liquidi sparsi per il continente sotto il ghiaccio.

I laghi sono in gran parte creati quando il calore dal nucleo della Terra scioglie il fondo dello strato di ghiaccio; la spessa coltre di ghiaccio sulla parte superiore agisce come isolante. Alcuni dei laghi sono stati isolati per centinaia di migliaia o milioni di anni, e gli scienziati stanno correndo per raccogliere campioni d’acqua; i laghi sequestrati potrebbero essere bastioni di scoperta biologica, pieni di vita microbica mai vista prima.

Finora, nessuno è riuscito a campionare direttamente un lago antartico, ma almeno tre progetti – un team russo, un team britannico e un team americano – stanno affrontando il problema. I russi, al lago Vostok, e i britannici, al lago Ellsworth, potrebbero avere dei campioni entro il 2012.

E anche se l’acqua del lago è finora sfuggita alla cattura, gli scienziati hanno campioni dello stesso strato di ghiaccio, che, si scopre, accende misteri biologici propri.

Chi c’è lì dentro? Questo deve ancora essere provato”, ha detto John Priscu, un professore della Montana State University, che ha fatto lavoro sul campo in Antartide per 27 anni.

Quello che è provato, ha detto Priscu, è che i batteri sono nel ghiaccio. Non molti, per gli standard microbici – 300 cellule in 1 millilitro di ghiaccio contro 100.000 cellule nell’acqua di mare – ma sono lì, in piccole vene di acqua liquida che attraversano il ghiaccio solido e servono come “piccole case”, ha detto Priscu, che contengono anche sostanze nutritive che potrebbero nutrire un microbo affamato.

“La domanda è: ci vivono? È un ecosistema funzionale?”, ha detto. In laboratorio, antichi batteri da campioni di ghiaccio di 420.000 anni, recuperati da più di 2 miglia (3 km) all’interno dello strato di ghiaccio, hanno rapidamente mostrato segni di vita. “Sciogliamo l’acqua e loro crescono”, ha detto Priscu a OurAmazingPlanet.

Tuttavia, non è chiaro se il ghiaccio stia semplicemente agendo come un conservante, e mantenendo gli stessi microbi intatti fino a quando non viene dato loro un pasto caldo, o se una comunità microbica attiva si sta facendo strada all’interno dello strato di ghiaccio.

“O sono in uno stato sospeso di animazione durante quel viaggio di mezzo milione di anni, o stanno vivendo molto lentamente. Questo non lo sappiamo. Semplicemente non lo sappiamo”, ha detto Priscu.

Chi c’è là fuori?

Un altro punto di intrigo biologico è l’oceano che circonda l’Antartide. “Se raccogliessi una manciata di animali antartici, non li scambieresti per creature di nessun’altra parte del pianeta”, ha detto David Barnes, uno scienziato del British Antarctic Survey.

Barnes, parlando da una nave di ricerca appena al largo della penisola antartica, ha detto che uno dei più grandi misteri è: “perché vediamo i tipi di animali che vediamo?”

Ragni marini impiccioni grandi come piatti da pranzo governano le acque antartiche, ma altre creature comuni al resto degli oceani della Terra, come le lumache, sono stranamente assenti. Alcune creature raggiungono dimensioni enormi, mentre altre sono insolitamente piccole.

“Molte cose hanno senso. I pesci che evolvono antigelo, è una cosa sensata”, ha detto Barnes. “Ma il motivo per cui ci sono strani gruppi di animali, e perché alcuni animali vanno così bene e altri così male, fa parte del grande fascino di questo posto. È così diverso. E capire perché è così e come funziona è una grande sfida”

“Ci sono molti misteri. Più cose si scoprono sull’Antartide, più domande sorgono che risposte”, ha detto Huw Griffiths, un biologo marino del British Antarctic Survey.

Griffiths ha detto che un’area di grande interesse è l’oceano virtualmente inesplorato sotto le piattaforme di ghiaccio che circondano il continente. Sbocco dei ghiacciai, le piattaforme di ghiaccio sono spesse centinaia di metri e sono colossali. La più grande, la piattaforma di ghiaccio Ross, è di 197.000 miglia quadrate (510.680 km quadrati), o il 3,7 per cento della superficie totale dell’Antartide.

“Fondamentalmente sappiamo poco o niente di ciò che vive sotto di loro, e gli unici posti dove abbiamo un assaggio di questo è in un paio di piccole piattaforme di ghiaccio che sono crollate”, ha detto Griffiths a OurAmazingPlanet.

Un robot marino di fabbricazione britannica, soprannominato AutoSub, ha fatto alcune delle prime osservazioni sotto una piattaforma di ghiaccio nel 2009, durante diverse immersioni nell’Antartide occidentale. Anche se il robot non ha dato un’occhiata a qualcosa che vive lì – non è dotato di telecamere o di un braccio di campionamento – ha fornito dati inestimabili per gli scienziati che studiano la piattaforma di ghiaccio Pine Island Glacier, che si muove rapidamente e che potrebbe essere considerata come il ground zero del più grande mistero antartico di tutti, nella mente di molti scienziati: Cosa sta succedendo al ghiaccio?

Il ghiaccio sta scomparendo

Ogni volta i ricercatori tornano su questa domanda. Il ghiaccio che preoccupa di più è il West Antarctic Ice Sheet, che sta subendo cambiamenti senza precedenti, ed è probabilmente il più grande giocatore potenziale nel futuro aumento globale del livello del mare.

La ricerca negli ultimi 25 anni ha rivelato che lo strato di ghiaccio poggia su sedimenti appiccicosi che possono permettere ai ghiacciai di scivolare più facilmente che se stessero scorrendo su un letto duro e roccioso. Inoltre, ampie porzioni del fondo della piattaforma di ghiaccio sono sotto il livello del mare – questi due fattori rendono la piattaforma di ghiaccio particolarmente vulnerabile, secondo Robert Bindschadler, un glaciologo e scienziato emerito della NASA.

Tutto questo è arrivato come una sorpresa per la comunità scientifica. Fino agli anni ’80, le lastre di ghiaccio non erano nemmeno prese in considerazione quando i ricercatori modellavano come il cambiamento climatico potesse influenzare il livello del mare, ha detto Bindschadler.

“La gente pensava, ‘Le lastre di ghiaccio, oh, non contano – ci vogliono millenni,'” ha detto Bindschadler.

I dati raccontano una storia molto diversa: “Le osservazioni degli ultimi 10 anni sono, whoa, le lastre di ghiaccio cambiano molto più drammaticamente, sia in termini di grandezza del cambiamento che di scala temporale, di quanto noi esperti abbiamo mai pensato possibile”, ha detto Bindschadler. “Stavamo parlando di grandi cambiamenti dell’ordine di un secolo, e stiamo osservando grandi cambiamenti dell’ordine di un decennio.”

Ora che gli scienziati sanno che si stanno verificando cambiamenti rapidi, stanno cercando di capire come sta succedendo – e tutte le prove hanno rivelato che l’oceano è il colpevole.

“Penso che l’interazione più critica sia questa interazione oceano-ghiaccio,” ha detto Bindschadler a OurAmazingPlanet. “Certamente è quella che sta facendo scattare tutti gli allarmi se si guardano i recenti cambiamenti nelle lastre di ghiaccio. Questa è la grande mazza che sta colpendo le lastre di ghiaccio in questo momento, e i dettagli di ciò che sta accadendo sono nascosti.”

Questo perché sembra che la maggior parte dell’azione stia accadendo sotto le piattaforme di ghiaccio – quelle pianure giganti di ghiaccio galleggiante che si aggrappano ai bordi del continente. I satelliti e altri strumenti di osservazione non possono dare uno sguardo dettagliato a ciò che sta accadendo sotto di loro.

“Sappiamo da un po’ di tempo che l’acqua relativamente calda sta arrivando sotto alcune di queste piattaforme di ghiaccio. Quello che non sappiamo ancora è esattamente dove, quanto spesso e quanto sia variabile il suo accesso”, ha detto Stan Jacobs, un oceanografo al Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University.

“Ciò che controlla questo accesso e come sta cambiando nel tempo è un altro problema”, ha detto Jacobs a OurAmazingPlanet.

I ricercatori sanno che le piattaforme di ghiaccio agiscono come giganteschi fermaporta per i ghiacciai. Quando le piattaforme di ghiaccio si assottigliano o collassano tutte insieme, i ghiacciai accelerano e scaricano più acqua nell’oceano, aumentando il livello del mare.

Ora, Bindschadler e altri ricercatori si stanno dirigendo a prendere alcuni dei primi dati di temperatura da sotto la piattaforma di ghiaccio Pine Island Glacier, lo sbocco di uno dei più grandi e più veloci ghiacciai in Antartide, nella speranza di capire cosa sta succedendo sotto di essa.

“Più misure otteniamo, più domande abbiamo”, ha detto Bindschadler. “Penso che il mistero generale sia la natura specifica di queste interazioni che abbiamo scoperto.”

L’obiettivo generale per Bindschadler e molti altri ricercatori antartici è quello di fornire abbastanza dati ai modellisti in modo che possano capire come il ghiaccio antartico cambierà nei prossimi decenni, e come questi cambiamenti influenzeranno il resto del mondo.

Se la calotta antartica occidentale si sciogliesse completamente, aumenterebbe il livello medio globale del mare di 5 metri, secondo alcune stime. Anche se è improbabile che ciò accada per molte migliaia di anni, lo strato di ghiaccio ha perso sempre più massa negli ultimi due decenni, e i ghiacciai che fungono da sbocco al mare stanno accelerando. Anche cambiamenti relativamente piccoli nei tre strati di ghiaccio del mondo (Groenlandia, Antartico orientale e Antartico occidentale) avrebbero effetti drammatici. Un cambiamento di volume dell’1% in tutte e tre farebbe aumentare il livello del mare di circa 65 centimetri, ha detto Bindschadler.

Per ottenere i dati di cui i modellisti hanno bisogno bisogna ancora dormire in piccole tende su pianure di ghiaccio spazzate dal vento, e lavorare per lunghe ore nella luce perpetua dell’estate antartica.

“Siamo ancora esploratori”, ha detto Priscu. “I primi esploratori come Scott e Shackleton dovevano esplorare i limiti dell’esistenza umana, ma ora stiamo esplorando i limiti della vita in generale. Abbiamo grandi ipotesi globali – siamo stati in grado di realizzare molto in 100 anni – ma abbiamo ancora molta strada da fare, e abbiamo ancora molte domande a cui rispondere.”

Questa storia è stata fornita da OurAmazingPlanet, un sito gemello di LiveScience. Raggiungete Andrea Mustain all’indirizzo [email protected]. Seguila su Twitter @AndreaMustain. Seguite OurAmazingPlanet per le ultime notizie sulla scienza della Terra e sull’esplorazione su Twitter @OAPlanet e su Facebook.