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Neve e cambiamento climatico: gli studi di Marco Casula e del CNR in Artico

Il tecnico del CNR dalle Svalbard da dove sta studiando il particolato atmosferico e la neve superficiale avverte: "Siamo vicini ad un punto di non ritorno, bisogna corre ai ripari subito".

Michele Novaga
24 Aprile 2020

Marco Casula è un giovane ricercatore italiano impegnato nella missione del CNR in Artico. Insieme ad altri 30 suoi colleghi provenienti da diverse parti del mondo, dal primo di gennaio lavora allo studio del clima presso la stazione Dirigibile Italia di Ny-Alesund, nelle isole Svalbard. Un’attività, quella del centro Nazionale di Ricerca, iniziata negli anni 90, come naturale conseguenza della nascita di una comunità polare legata al Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA). «Il CNR e l’Italia forniscono contributi significativi al monitoraggio del sistema climatico nelle matrici aria, mare, criosfera e biosfera e allo studio dei processi di interazione tra le varie componenti che contribuiscono alla cosiddetta Amplificazione Artica, fenomeno che consiste in una maggiore sensibilità ai cambiamenti climatici – spiega – Il CNR ha contribuito in maniera determinante a livello nazionale alla costruzione del Progetto di Ricerca in Artico (PRA), volto a favorire un maggiore  sostegno e integrazione delle attività di ricerca italiane in Artico».

La stazione Dirigibile Italia di Ny-Alesund alle Svalbard

Foto: Marco Casula CNR

Qual è il suo ruolo e il suo compito?

In qualità di Acting Station Leader della Base mi sto occupando di campionamenti e dell’aspetto tecnico della Base, lavorando in sinergia e tenendomi in contatto con i miei
colleghi dell’Istituto di Scienze Polari (CNR-ISP) che si trovano attualmente in Italia. Noi qui effettuiamo un monitoraggio totale di questo ambiente così delicato chiamato Artico, in modo da poter avere una fotografia di che cosa sta accadendo nel mondo e di cosa è successo: Alcune attività si svolgono durante campagne di misura dedicate che si ripetono  negli anni data la dipendenza delle osservazioni dalla stagionalità; altre invece sono  continue senza interruzioni per tutto l’anno.  Tipici esempi sono la torre per parametri atmosferici e il mooring per alcuni parametri marini  oceanografici, o la catena di sensori per la misura dei profili di temperatura nello strato di permafrost che necessitano unicamente di periodiche manutenzioni (1 o 2 volte l’anno).

La mia attività riguarda il campionamento di particolato atmosferico e di neve superficiale. In pratica consiste nel gestire degli strumenti che raccolgono il particolato su dei filtri, che poi verranno analizzati in laboratorio in Italia. Per quanto riguarda la neve, ogni giorno raccolgo dei campioni nei primi centimetri superficiali del manto nevoso, li peso, li catalogo e poi, dopo un primo processamento, li metto in congelatore in attesa che vengano spediti anch’essi per le analisi di laboratorio.

Qual è il contributo che l’Italia sta dando a queste ricerche?

L’ex villaggio minerario di Ny-Alesund, ora denominato stazione di ricerca internazionale, ospita 12 basi di ricerca tra cui Dirigibile Italia e accoglie in uno spirito di pace e collaborazione ricercatori da ogni parte del mondo. Ogni base gode di una propria autonomia scientifica e organizzativa, ma tutte le attività logistiche e i servizi (trasporto, mensa, pulizia, manutenzione.) sono gestiti  e coordinati da una società locale norvegese: la  Kings Bay  AS (ex società mineraria che esiste da prima dei tempi di Nobile) che fornisce  i servizi necessari al buon funzionamento delle basi e delle infrastrutture scientifiche.

La base italiana alle Svalbard

Foto: Marco Casula CNR

La base Italiana è stata aperta nel 1997 e, da allora, ha visto un crescendo costante in termini di investimenti economici e di presenze di personale. Negli ultimi anni si è registrata una media di presenze quantificabile in 800-1000 giorni-uomo all’anno: ricercatori e tecnici coinvolti nei diversi progetti anche in collaborazione con diversi partner stranieri. Inoltre l’Italia, da più di 10 anni, gestisce tre importanti infrastrutture osservative: la Climate Change Tower (CCT), una torre di 30 m nata per monitorare le caratteristiche fisiche delle prime decine di metri della colonna d’aria e gli scambi con la neve ed il permafrost (il suolo perennemente gelato); il laboratorio di Gruvebadet, per le misure del particolato atmosferico e un ancoraggio marino nelle acque del fiordo del Re su cui affaccia Ny-Alesund, per il monitoraggio dei parametri fisici delle acque del fiordo stesso, come temperatura e salinità.  Queste  infrastrutture sono messe a disposizione della comunità scientifica nazionale ed internazionale per ospitare nuova strumentazione per misure che hanno un’importante ricaduta sul piano dei risultati scientifici.  Il risultato più grande che tutte le infrastrutture stanno producendo è nelle lunghe serie di dati, oramai note alla comunità scientifica internazionale, che costituiscono la base per lo studio delle variazioni climatiche che avvengono a queste latitudini ma che hanno importanti ricadute sul clima globale.

Che informazioni si ottengono dal campionamento del particolato atmosferico sulle nevi superficiali?

Una delle principali attività che il CNR coordina a Ny-Ålesund, unitamente ad alcune Università Italiane, è la caratterizzazione del particolato atmosferico, chiamato anche aerosol, e di come questo interagisce con la neve. Il particolato può essere di origine naturale oppure generato dall’uomo attraverso le sue attività, soprattutto industriali, e può essere trasportato dall’atmosfera anche per lunghe distanze, fino in Artico. Una volta giunto a queste latitudini può depositarsi sulla neve, sia per semplice gravità, che dopo essersi “aggrappato” ai fiocchi di neve stessa. Lo studio delle proprietà fisiche e chimiche del particolato ci permette di capire quale è la sorgente che l’ha generato ed i processi di trasporto fino alle alte Latitudini. Per esempio non è raro trovare particelle generate da incendi avvenuti in Canada. Lo stesso vale per lo studio della neve, che, come precedentemente accennato, può contenere parte di queste particelle. Uno degli effetti principali della loro deposizione è quella di cambiare la riflettività della neve stessa che “scurendosi” assorbe maggiormente la radiazione solare (calore), favorendone un più veloce sciogliemento.

Orso bianco passeggia

Foto: Marco Casula CNR

Perché per capire il riscaldamento globale è importante studiare i ghiacci dei poli?

In realtà sarebbe più corretto dire che per studiare il riscaldamento globale è necessario studiare gli ambienti polari nel loro complesso: studiare solo i ghiacci sarebbe infatti riduttivo. In queste aree avvengono tutta una serie di processi che contribuiscono a determinare le condizioni climatiche globali. Infatti le aree polari sono zone fondamentali per studiare il passato, il presente e quindi anche il futuro del clima Globale.

Il passato: nei ghiacci polari, o meglio nelle piccole bolle di aria racchiuse al suo interno, è richiuso un importantissimo archivio storico delle condizioni climatiche che si sono succedute negli ultimi cicli glaciale-interglaciale. Il loro studio permette di ricostruire, con un buon dettaglio, la storia climatica del pianeta, al momento relativa agli ultimi 800 mila anni. Ma è già iniziato un nuovo progetto europeo (chiamato Beyond Epica) guidato dall’Istituto di Scienze Polari del CNR, che si propone di estendere questo periodo fino ad milione e mezzo di anni nel passato. Il presente: ai poli, oltre che studiare il passato, è possibile studiare e monitorare i processi che attualmente contribuiscono a stabilire le condizioni climatiche sul nostro pianeta. L’ energia termica fornita dal sole si ridistribuisce sulla Terra principalmente attraverso le correnti oceaniche, che immagazzinano il calore delle aree equatoriali per poi trasportarlo alle alte latitudini. L’efficienza di questi processi stabilisce di fatto le variazioni delle condizioni climatiche presenti sulla Terra e qualsiasi loro perturbazione, causata, ad esempio, dalla variazione della quantità di energia termica in atmosfera dovuti ad esempio all’aumentare della concentrazione dei gas serra. E’ per questo che i poli sono un’area imprescindibile per lo studio delle variazioni climatiche, presenti passate e future.

Il cambiamento climatico comincia a essere evidente sui ghiacciai alpini: è così anche per i poli?

Soprattutto ai poli direi. La temperatura media dell’Artico aumenta con una velocità doppia rispetto alla media del Pianeta. Se per la Terra nel suo complesso la temperatura è aumentata di 1.2 °C rispetto all’era preindustriale, quella dell’Artico è già aumentata di due gradi. Questo provoca la continua diminuzione del ghiaccio marino e quindi scopre sempre una maggiore area di mare, la quale ha un potere assorbente dei raggi solari molto maggiore di quella del ghiaccio. Questo contribuisce ad amplificare l’effetto del riscaldamento globale. In secondo luogo, anche i ghiacciai terrestri presenti nelle zone polari si stanno ritirando velocemente, soprattutto in Artico ma non solo.

I ghiacci dell'Artide

Foto: Marco Casula CNR

L’ultimo inverno è stato forse il più caldo degli ultimi 150 anni ed era stato così anche quello precedente: dove stiamo andando?

Per quanto quello che succede in un singolo inverno o in un singolo anno non sia rappresentativo dei cambiamenti climatici, stiamo assistendo a questo tipo di fenomeno sempre qui frequentemente. Siamo molto vicini ad un punto di non ritorno, come ci dicono questi dati e come ci ha appena confermato il rapporto sui 1.5 gradi pubblicato dal panel internazionale sui cambiamenti climatici (IPCC). Questo limite è stato identificato tenendo in considerazione una moltitudine di effetti sul pianeta che diventerebbero irreversibili e potrebbe essere raggiunto già nel 2030. I poli in questo fenomeno giocano un ruolo cruciale perché a queste latitudini si verificano dei processi di retroazione positiva che amplificano e accelerano il fenomeno stesso.

Se i ghiacci dei poli si sciolgono a causa del riscaldamento climatico ciò comporterà un aumento del livello d’acqua dei mari. Possiamo ancora fare qualcosa per fermare questa situazione?

Al momento si stima che lo scioglimento dei ghiacci della sola Groenlandia porterà ad un innalzamento del livello dei mari tra i 5 e i 33 cm. entro la fine del secolo. L’ipotetica fusione totale dei sui ghiacci – un fatto che per il momento possiamo ancora scongiurare – porterebbe invece ad un innalzamento di più di 7 metri, che è un valore che sconvolgerebbe completamente molte zone del pianeta, abitate e non.

Dobbiamo però dire che questi calcoli sono ancora affetti da grande incertezza, sia perché si tratta di stimare piccole variazioni ma estese su grandissime superfici, sia perché ci sono diversi effetti da tenere in conto. Non c’è solo il ghiaccio che si scioglie e finisce in mare, ma bisogna considerare anche l’espansione termica che fa aumentare il volume degli oceani che quindi si alzano e lo sprofondamento del fondo marino sotto il peso dell’acqua: un fattore che in passato non era stato valutato correttamente.

Dobbiamo correre ai ripari subito, riducendo drasticamente le nostre emissioni di gas serra, altrimenti entro pochi decenni la terra non sarà più il pianeta che abbiamo conosciuto finora. Per fare questo serve sia l’impegno dei singoli cittadini, ma soprattutto dei governi dei nostri paesi che devono intraprendere azioni importanti.

Le risposte sono fornite con la collaborazione di:
Langone Leonardo Diretto F.F. (CNR-Istituto di Scienze Polari)
Mazzola Mauro Ricercatore (CNR-ISP)
Viola Angelo (CNR-ISP)
Giglio Federico (CNR-ISP)

 

Aurora boreale al polo

Foto: Marco Casula CNR

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