I.I. 3177
ISTITUTO IDROGRAFICO DELLA MARINA
DINAMICHE DELLA
COPERTURA GLACIALE ARTICA E ROTTE DI NAVIGAZIONE
STUDIO SULLA REGIONE ARTICA L. Dialti, M. Guideri, R. Ivaldi, L. Papa
GENOVA 2015
I.I. 3177
ISTITUTO IDROGRAFICO DELLA MARINA
DINAMICHE DELLA
COPERTURA GLACIALE ARTICA E ROTTE DI NAVIGAZIONE
STUDIO SULLA REGIONE ARTICA L. Dialti, M. Guideri, R. Ivaldi, L. Papa
GENOVA 2015
© Copyright, I.I.M. Genova 2015 Istituto Idrografico della Marina
Passo Osservatorio, 4 – 16135 Genova Tel. 010 24431 Telefax: 010 261400
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Stampato dall’Istituto Idrografico della Marina – Ufficio Editoriale – Novembre 2015
Indice
Introduzione pag. 5
1. Premessa “ 7
2. Situazione pregressa e attuale delle dinamiche dei ghiacci artici “ 9 3. Scenari futuri della copertura glaciale e rotte artiche “ 26 4. Cenni sugli aspetti economici e geostrategici “ 32
Bibliografia “ 37
Introduzione
Lo studio fornisce una recente panoramica della dinamica della copertura glaciale artica in relazione allo sviluppo di nuove rotte di navigazione, con l’obiettivo di fornire uno strumen- to di conoscenza di base in una regione sempre più oggetto di interessi socio-economico a livello planetario.
Filo conduttore è il ghiaccio della banchisa artica secondo diversi punti di vista, da quello geografico, idrografico, oceanografico, dinamico, fino alla proiezione di scenari futuri con vaste aree libere dai ghiacci e aperte alle nuove rotte marittime.
Lo studio si inserisce nella crescente sensibilità verso i cambiamenti “ambientali”, in linea con la conoscenza e la necessità di sviluppare strumenti che possano migliorare e mante- nere in equilibrio ambiti molto fragili, caratterizzati da elevato dinamismo.
Elemento cardine dello studio è rappresentato dal clima con tutte le forzanti naturali e antro- piche. Sempre più importante è, infatti, la consapevolezza di dover accelerare o decelerare su alcuni fattori per poter seguire in modo armonico questi cambiamenti che fanno parte di una ciclicità naturale. Laddove la natura è preponderante per caratteri geografici e climatici come nelle aree polari, è ormai diffuso che queste siano settori chiave per le variazioni cli- matiche globali. In Artico, infatti, le variazioni climatiche sono più rapide e più evidenti rispet- to al resto del mondo: il riscaldamento ha un tasso che è quasi due volte quello della media globale, con forti influenze su sviluppo economico e sfruttamento delle risorse.
Elemento predominante della regione che circonda il Polo Nord è l’Oceano Artico, il più piccolo oceano del mondo caratterizzato da un’area pari a circa 15 milioni di chilometri quadrati, limitato da continenti e con una copertura glaciale permanente. L’Oceano Artico per posizione, caratteri fisiografici e natura del fondale, ricopre un ruolo chiave da un pun- to di vista sia oceanografico, sia climatico che geostrategico. L’Idrografia e lo sviluppo tec- nologico, unitamente ad una limitata copertura glaciale, hanno dato nell’ultimo decennio un grande contributo nella conoscenza sia del bacino, sia dello sviluppo di modelli sempre più risolutivi per usi non solo strettamente connessi alle dinamiche ambientali, alla sicu- rezza della navigazione, ma anche ad aspetti geopolitici, con rivendicazioni territoriali da poco riformulate da parte di alcuni Stati della regione.
In sintesi, il progresso tecnologico è catalizzatore della conoscenza ormai consolidata sul concetto di Artico quale “motore di processi globali”. Il contributo dello studio delle dinami- che della copertura glaciale degli ultimi decenni e il suo monitoraggio sono fondamentali per il ruolo di primo piano che la regione artica ha nello sfruttamento delle risorse connes- so ai cambiamenti climatici. È quindi evidente quanto siano attuali le conoscenze dell’Artico e come, in uno scenario dove la presenza di ghiaccio resta preponderante, si af- facci un profilo sempre più ricorrente di rotte commerciali di navigazione accessibili, sep- pur per limitati periodi.
IL DIRETTORE Luigi SINAPI
Figuura 1. regionne artica (wwww.geology.com).
1. Premessa
Le regioni polari sono molto sensibili ai cambiamenti climatici. Dal punto di vista ocea- nografico l’Artico mostra nelle ultime decadi un aumento di temperatura quasi doppio ri- spetto al resto del globo, una dinamica climatica del ghiaccio marino significativamente va- riabile e uno scioglimento della calotta glaciale in Groenlandia preoccupante. Infatti, recen- temente l’estensione del ghiaccio artico presenta andamenti negativi per tutti i mesi, più debole in inverno e più forte in settembre, la fine della stagione dello scioglimento. La ten- denza alla diminuzione della copertura in settembre ha avuto un incremento di velocità negli ultimi dieci anni. Dal 1979 al 2001, il trend lineare nell’estensione del ghiaccio in set- tembre ricavata dalle osservazioni satellitari si attesta a -7.0% ogni decennio. Compreso il 2013, il dato rilevato è due volte più grande, arrivando a -14.0% al decennio, e le sette mi- nori estensioni settembrine si sono tutte verificate negli ultimi anni, con il minimo storico registrato nel 2007 e l’11 settembre 2015 il quarto minimo.
La diminuzione dell'estensione spaziale della copertura di ghiaccio è stata accompa- gnata da forti riduzioni di spessore del ghiaccio, che sono spiegate principalmente dalle variazioni nella copertura dell’oceano di ghiaccio pluriennale (MYI – Multi Year Ice)1. A metà degli anni ‘80, il ghiaccio pluriennale rappresentava il 70% della totale estensione della copertura glaciale durante il periodo invernale, mentre alla fine del 2012 era sceso a meno del 20%. Dato che il ghiaccio stagionale ha sostituito il ghiaccio pluriennale come ti- po di ghiaccio dominante, l'Oceano Artico è diventato più vulnerabile ad eventi climatici che potrebbero innescare un feedback che ha il potenziale per promuovere una rapida transizione verso uno stato stagionale con un Artico libero dai ghiacci.
Appare chiaro come, nei prossimi decenni, l’Oceano Artico diventerà sempre più acces- sibile e più largamente utilizzato dalle nazioni artiche e non-artiche per la presenza di rotte commerciali e di abbondanti risorse naturali. A causa della significativa riduzione del ghiaccio, aree precedentemente non raggiungibili hanno iniziato ad essere utilizzate per scopi marittimi. Il previsto incremento delle attività legate allo sfruttamento di giacimenti di petrolio e gas naturale, alla pesca, al turismo e all’estrazione mineraria possono alterare l’importanza strategica della regione a causa degli investimenti e degli accresciuti interessi delle nazioni artiche e non-artiche.
Per stimare correttamente la risposta delle regioni artiche ai cambiamenti in atto e riu- scire a formulare correttamente una previsione delle evoluzioni nei diversi scenari è indi- spensabile una adeguata comprensione delle retroazioni fra Artico e clima globale. Per far questo occorre correlare le osservazioni presenti con le osservazioni del passato. È ne- cessario utilizzare modelli numerici dalle dinamiche consolidate e adeguatamente parame- trizzate. Data la complessità del problema e della vasta letteratura internazionale, vengono presentati sinteticamente i caratteri fisici (idrografici, geologici e oceanografici) che condi- zionano la dinamica della copertura di ghiaccio sull’Oceano Artico, le possibili rotte artiche, e alcuni aspetti geostrategici, senza scendere nel dettaglio di caratteri fisico-scientifici specifici. A tal fine questo studio si sviluppa idealmente su 8 argomenti di riferimento con- tenuti nei 4 capitoli: un inquadramento generale, contenuto nella premessa, lo stato
1 Ghiaccio marino pluriennale spesso 3 o più metri che ha un’età di almeno due periodi estivi; il First Year Ice (ghiaccio stagionale) è invece un ghiaccio sviluppatosi per non più di un inverno con uno spessore da 30 cm a 2 m (http://seaiceatlas.snap.uaf.edu/glossary).
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2. Situazione pregressa e attuale delle dinamiche dei ghiacci artici
L’Oceano Artico si trova ad alte latitudini ed è circondato da continenti e dai più ampi mari di piattaforma con limitate relazioni sia con l’Oceano Pacifico che l’Oceano Atlantico se non attraverso gli stretti di Bering e di Fram e questo lo rende un mare tipo “mediterra- neo”, epicontinentale (Jakobsson, 2002). E’ coperto da ghiaccio stagionale e permanente, è fortemente influenzato da enorme apporto fluviale equivalente al 10% globale, è regolato da forzanti stagionali (apporto fluviale, formazione di ghiaccio, luce del sole) e gran parte della superficie delle terre che lo circondano è occupata da permafrost2 (Stein, 2008).
Queste caratteristiche hanno grande influenza sull’ambiente dell’Oceano Artico, sulla tet- tonica e sui cambiamenti climatici globali.
La perenne copertura di ghiaccio marino lo rende un’area critica per la raccolta dei dati del fondale che risulta meno sviluppata malgrado l’importanza ricoperta nella ricostruzione delle dinamiche quaternarie sia del profondo bacino centrale sia delle aree meno profonde di piattaforma, dove grandi calotte glaciali si sono estese durante l’ultimo massimo glaciale (Jakobsson et al., 2014a). L’azione dei ghiacci sul fondale marino è stata registrata dal fondo stesso con forme erosive e deposizionali di avanzamenti e arretramenti dei ghiacci.
L’uso di sistemi di mappatura del fondo marino da sottomarini e rompighiaccio durante gli ultimi decenni ha generato una considerevole quantità di dati geologici e geofisici di que- sto settore e ha permesso di incrementare le conoscenze non solo batimetriche, di forma e struttura del fondale, ma anche quelle idrodinamiche e della formazione e fusione del ghiaccio continentale e marino. Infatti la forma dei fondali, la dinamica dei ghiacci e l’idrodinamica sono correlate e questo è riscontrabile in quanto a grande scala temporale la tettonica controlla la fisiografia del bacino artico che a sua volta influenza ampiamente le correnti sia nelle modalità che nel settore di transito e nella sedimentazione.
L’apporto di acque dolci poi è essenziale per mantenere lo strato a bassa salinità dell’Oceano Artico centrale e quindi contribuisce significativamente alla forte stratificazione delle masse d’acqua superficiali, favorendo la formazione di ghiaccio marino. Variazioni nel bilancio di acque dolci dovrebbero influenzare l’estensione della copertura di ghiaccio marino. La fusione e formazione del ghiaccio marino risultano dal distinto cambiamento di albedo3 di superficie, del bilancio di energia, della struttura di temperatura e salinità delle masse d’acqua della parte superiore e dei processi biologici. Acque dolci e ghiaccio mari- no sono esportati dall’Oceano Artico nell’Atlantico settentrionale attraverso lo Stretto di Fram. La variazione in questi tassi di esportazione di acque dolci risulterebbe nei cambia- menti dell’Atlantico settentrionale come esempi di circolazione oceanica globale.
L’interazione delle acque fredde artiche e del ghiaccio marino con le acque atlantiche rela- tivamente calde e salate è importante per il rinnovo delle acque profonde che guidano la circolazione termoalina globale (Brocker, 1997; Clark et al., 2002).
2 Strato di terreno o di roccia in cui la temperatura è stata costantemente inferiore a 0°C per diversi anni; esi- ste dove il riscaldamento estivo non raggiunge la base dello strato di terreno ghiacciato
(https://nsidc.org/cryosphere/glossary-terms/climatology-and-meteorology).
3 Una quantità adimensionale che misura quanto bene una superficie riflette l'energia solare; varia tra 0 e 1;
un valore pari a 0 significa che la superficie è un assorbitore perfetto, in cui tutta l'energia incidente viene as- sorbita, il valore 1 indica che la superficie è un riflettente perfetto, in cui tutta l'energia incidente viene riflessa e niente viene assorbito (https://nsidc.org/cryosphere/glossary-terms/climatology-and-meteorology).
Dal momento che fattori come la circolazione termoalina globale, la copertura di ghiac- cio marino e l’albedo terrestre hanno una grande influenza sul sistema climatico terrestre, variazioni climatiche in Artico potrebbero causare maggiori perturbazioni nell’ambiente globale. E’ ampiamente riconosciuto che nel 1990 l’Artico sia stato sottoposto a un dram- matico cambiamento (Macdonald, 1996; Dickson et al., 2000; Morison et al., 2000; Morits et al., 2002; Serreze e Francis, 2006; Morison et al., 2007). Nei decenni passati è stato osservato un significativo aumento dell’apporto fluviale siberiano associato a riscaldamen- to climatico e aumento delle precipitazioni nei bacini fluviali. Allo stesso tempo un aumento della quantità e temperature delle acque immesse in Artico, una riduzione della copertura del ghiaccio marino, fusione del permafrost e ritiro dei piccoli ghiacciai artici, sono evidenti.
La riduzione della copertura di ghiaccio marino causa, a sua volta, un ridotto effetto albedo e la fusione del permafrost può rilasciare gas in atmosfera, con esiti positivi ad un ulteriore riscaldamento. Inoltre la fusione di ghiacciai e l’apporto fluviale aggiunge acqua dolce all’Oceano, incrementando il livello marino globale e rallentando probabilmente la circola- zione termoalina globale.
Il ghiaccio marino artico, indicatore chiave delle variazioni climatiche, interessando riflet- tività superficiale, nuvolosità, umidità atmosferica, scambi di calore e umidità superficiale oceanica e correnti oceaniche, ha avuto un ritiro nell’ultimo trentennio come riconosciuto dalla comunità scientifica con allarme. Le variazioni osservate non includono solo una ri- duzione totale della superficie coperta dal ghiaccio marino, ma anche un incremento in du- rata della stagione di fusione (Smith, 1998; Stabeno e Overland, 2001; Rigor et al., 2002;
Sou e Flato, 2009), una mancanza di ghiaccio pluriennale (Nghiem et al., 2007) e un ge- nerale decremento in spessore sull’Oceano Artico centrale (Rothrock et al., 1999). Sulla base di una simulazione con un modello climatico globale che accoppia atmosfera- ghiaccio-oceano (Johannessen et al., 2004) presentato recentemente con i dati aggiornati all’Arctic Dialogue 2013 a Bodo in Norvegia, nell’ambito di valutazione di nuove rotte di navigazione, si prevede che, alla fine di questo secolo, la copertura di ghiaccio estivo pos- sa ridursi dell’80%, diventando l’Oceano Artico libero dai ghiacci durante l’estate.
In questo contesto la batimetria ha un ruolo chiave nella formazione di ghiaccio e nelle sue variazioni stagionali in quanto controlla il trasporto e la distribuzione di massa delle acque calde e fredde che regolano la formazione di ghiaccio marino e i processi di distru- zione. Inoltre le dinamiche del ghiaccio marino forzate dai venti superficiali sono guidate dalla batimetria lungo alcune direzioni preferenziali come la Transpolar Drift.
Fondali marini e coperture sedimentarie
Una descrizione accurata della morfologia del fondale di questa regione risulta critica, infatti la raccolta dei dati in superficie da parte di navi è strettamente vincolata dalla coper- tura di ghiaccio e questo rende l’Oceano Artico meno conosciuto degli altri oceani. Il più recente contributo alla mappatura dei fondali del settore artico è fornito con gran dettaglio a livello generale dall’IBCAO (International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean), model- lo digitale batimetrico nel settore a nord di 64°N di cui l’ultima versione, IBCAO Version 3.0 (Fig. 2), è caratterizzata da una griglia a maglia 0.5 km x 0.5 km (Jakobsson, 2012).
L’obiettivo del progetto IBCAO si focalizza sulla creazione di una banca dati digitale omo- genea per incrementare le conoscenze di profondità e forma del fondale del settore artico grazie all’impiego e integrazione di dati batimetrici, raccolti in questa area e ora disponibili o quelli più recenti e di nuova acquisizione, impiegando diversi sistemi, supporti e per vari
scopi quali quello militare, scientifico ed economico. Iniziato nel 1997 a San Pietroburgo (Russia) con le rappresentative delle nazioni circum-artiche oltre a Svezia e Germania, vede ora coinvolti 10 paesi (Canada, Danimarca, Germania, Islanda, Italia, Norvegia, Rus- sia, Spagna, Svezia e Stati Uniti), con 24 istituzioni sostenuti dall’Intergovernmental Ocea- nographic Commission (IOC), l’International Arctic Science Committee (IASC), l’International Hydrographic Organization (IHO), la General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO), l’US National Geophysical Data Center (NGDC).
In particolare lIBCAO è il risultato di un grande sforzo di integrazione di dati batimetrici eterogenei messi a disposizione dalle diverse nazioni circum-artiche (Jakobsson, 2000;
2002; 2012). Nel caso dell’ultima versione, ad esempio, sono stati validati e inseriti dati acquisiti con sistemi impiegati dai pescatori (dati single beam e sistema OLEX seabed mapping), i rilievi dei sottomarini della Marina Militare Statunitense (US Navy Submarines) e infine quelli delle navi da ricerca di vari paesi. L’area coperta da rilievi acustici multibeam ha avuto inoltre un incremento pari a 6% per la versione IBCAO 2.0 (Jakobsson et al., 2008) e a 11% per quella 3.0 (Jakobsson et al., 2012).
L’IBCAO 3.0 contiene le profondità estratte dall’Electronic Navigational Charts (ENCs) che sono state fornite dagli Uffici Idrografici dei diversi Paesi all’International Hydrographic Organization (IHO) per essere impiegati nei progetti di mappatura regionale affiliati alla General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO) tra cui è annoverato l’IBCAO.
La recente versione dell’IBCAO è caratterizzata da un incremento di dati di nuova ac- quisizione come quelli per la mappatura ad alta risoluzione di alcuni settori scarpata conti- nentale eseguita in accordo tra Canada, Danimarca e Stati Uniti per la definizione delle lo- ro piattaforme continentali secondo l’articolo 76 dell’UNCLOS, fornendo gran dettaglio del settore meridionale della Groenlandia (Barrow Margin e Chukchi Cap).
I nuovi dati acustici multibeam hanno meglio definito i sistemi morfologici dei fondali ma- rini per i modelli di circolazione e sedimentazione come i canyon che incidono la scarpata continentale e drenano acqua e sedimenti dai settori di piattaforma a quelli più profondi;
inoltre l’incremento della quantità e qualità dei dati batimetrici ha evidenziato come alcuni dati di profondità acquisiti dai sottomarini nucleari andassero corretti per l’errore apportato dal sistema di navigazione inerziale o quello sistematico per le lacunose informazioni della velocità del suono impiegata come quelli Olex (Jakobsson et al., 2012).
Recenti studi presentati durante Arctic-Antarctic Seafloor Mapping Meeting 2011 a Stoccolma evidenziano i dati acquisiti in Artico da diverse istituzioni. Interessante risulta una ricerca nel settore dell’Arcipalego Artico Canadese con sistema di mappatura dei fon- dali e gestione dei dati con sistemi informativi disponibili:
Arctic Basemaps: http://www.omg.unb.ca/Projects/Arctic/basemaps/index.html;
Arctic Stripmaps: http://www.omg.unb.ca/Projects/Arctic/stripmaps/index.html;
Arctic Google Maps Interface: http://www.omg.unb.ca/Projects/Arctic/google/index.html.
I dati batimetrici, come già accennato, condizionano correnti e formazione di ghiac- cio marino tanto che, in alcuni casi, il ghiaccio marino sembra “impronta” delle isobate regionali come è stato riscontrato nel Mare di Barents dal confronto delle immagini sa- tellitari della copertura di ghiaccio con quelli batimetrici dell’IBCAO (Nghiem et al., 2005). Nel Mare di Bering invece la zona di massimo ghiaccio marginale è limitata ap- prossimativamente al ciglio di piattaforma continentale (Pacifico settentrionale limitato
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o del mare et al., 201 ano l’Ocea
s (2003) c ano Artico tegrati da q portate nel d nternaziona
chilometri, i n indagate, e
ents, Kara, e che dalla lago Artico alla Gakkel eev Ridge
o settore di rian e Lap- 0 m) e con ella super- plica che i e con con- 14a).
no Artico è con spazia- di Jackson quelli sedi- dettaglio le ale, da un
in arancione e in bianco la
, a o l e
i - n
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e a
Recenti risultati di studi geologici e geofisici riguardanti la storia glaciale e le dina- miche artiche (Jakobsson et al., 2014a, 2014b) hanno fornito importanti elementi, al- cuni ancora oggetto di dibattito scientifico per i limitati dati disponibili, sia per le rico- struzioni paleoclimatiche e paleooceanografiche a breve e lungo termine, che per l’evoluzione artica della tettonica a placche, sia per il ruolo chiave ricoperto dell’Oceano Artico nei cambiamenti climatici globali e nei modelli previsionali.
In particolare dati stratigrafici del bacino hanno evidenziato come diversi siano stati i periodi di avanzamento e arretramento della calotta glaciale, con riscontri nei depo- siti di mare profondo, e come il periodo di ultimo glaciale, con massimo (Last Glacial Maximum - LGM) tra 26,000 - 19-20,000 anni fa, sia ben evidente nelle forme deposi- zionali ed erosive di tipo glaciale da cui sono state fornite alcune ipotesi ancora aper- te sui caratteri e le dinamiche della calotta nel passato, base per i futuri scenari. Infat- ti la calotta, tipo piattaforma di ghiaccio (ice shelf, marine based), drenata da diversi ice stream4 ha lasciato sul fondo elementi che hanno permesso la delineazione della grounding line (limite di ghiaccio ancorato al fondo marino) durante l’ultimo massimo glaciale con un livello del mare più basso dell’attuale e gran parte dei settori di piatta- forma continentale emersi. La presenza di alcune forme rende possibile ricostruzioni di quali fossero le dinamiche di avanzamento e arretramento come ad esempio il grounding zone wedge, cuneo di sedimenti lasciato sul fondale marino dalla calotta con arretramento discontinuo.
Attualmente la calotta che ricopre la Groenlandia è drenata da 4 principali ice- stream che interagiscono direttamente sul fondale marino insieme all’azione del ghiaccio marino e delle correnti che, in fase postglaciale, tendono a destabilizzarla e disintegrarla. I recenti depositi postglaciali olocenici (10,000 anni fa) costituiti essen- zialmente da sedimenti fini (soft fine-grained sediments) di origine marina e continen- tale per il grande apporto dei corsi d’acqua, ricoprono i depositi glaciali con alti tassi di sedimentazione.
Esempio significativo sono i dati acustici delle sequenze sedimentarie riscontrate al largo dell’estuario del Fiume Yenesei nel Mare di Kara, dove lo spessore dei sedi- menti recenti è caratterizzato da un tasso di sedimentazione di 2m/ky (Dittmers et al., 2003). L’apporto sedimentario dei corsi d’acqua nel periodo postglaciale viene quindi registrato dalle potenti coperture sedimentarie che caratterizzano il bacino Artico in corrispondenza delle foci fluviali. L’attuale carico solido fluviale dei corsi d’acqua che sfociano nell’Oceano Artico contribuisce notevolmente alle variazioni del fondale e delle coperture sedimentarie. In figura 7, tratta da Stein (2008) è mostrato in sintesi l’apporto fluviale nel bacino artico dove è evidente il grande contributo dei maggiori bacini idrografici quali quelli di Yenesey e Lena per la parte asiatica e MacKenzie per quella americana.
4 Una corrente di ghiaccio in uno strato di ghiaccio o calotta di ghiaccio che scorre più veloce del ghiaccio circostante (https://nsidc.org/cryosphere/glossary-terms/climatology-and-meteorology).
Figura 7. Ba tata liquida minori (Stei
Gli stud all’inizio d ziare l’IO pedition ( evidenzia e deposiz (Fig. 8).
Questi miche del ta di cros (64-56 My stensione coniugato da est a o mento so nessione co centra sequenze Canada B sono conf
acini idrograf e solida (ma n, 2008).
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fici degli otto ateriale sospe
ogici e geo 2000 sull’
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ne contine rasia-Ame i entrambi margine c ostituito di
tarie di co rca 3 km n randi spes
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/exp/acex/
il prodotto ei ghiacci
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e geologic non sembr rca 1800 k nta velocità a valori pa al., 1990; J
Amerasian
carico annua altri undici c
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si è apert margine co
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delle dina- le costitui- ne-Eocene a dalla di- ontinentale continuità prolunga- avere con- ceano Arti- nsione. Le a 6 km nel l., 1995) e
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Figura 8. Im campionam
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mmagine dei mento dei sed
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e siano a à delle con arini neces
ngimento affermare a nel Moll interesse e socio-eco ello studio ie/basame cino non s buri, migra piattaform 2003b).
mari, bacini, ecce l’andam
ncora mol noscenze ssiti dati ad
dell’obietti e che la ma
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e correnti d mento genera
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della regione ale della circo
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. I punti rapp olazione (Jak
scussioni come, una ati geofisic tato attuale
ell’Oceano ire et al., 2 o di studi dati marini nella discri ntale) in ra e e sfrutta uli polimeta
quanto pr
ppresentano kobsson et a
scientifich a valutazio ci calibrati
e delle co o Artico, p 2014). Alc approfond geofisici e iminazione apporto alla amento de
allici), ma revisto dall
alcuni siti di al., 2014a).
he, dettate one detta- da dati di- noscenze, ari a 5700 cuni settori diti sia per e geologici e delle co- a struttura lle risorse anche per l’UNCLOS
i
e - - 0
i r i - a e r S
Circolazio Diventa crescente rali stagio una miglio rino in rela Il comp si sono re la copertu Beaufort G matici.
Figura 9. C indicano le
L’Ocea si affaccia l’Oceano dio da par
Acque Stretto di
one marin ando la reg e necessità onali e più
ore compre azione alla plesso siste egistrati ca
ura dei ghi Gyre (indic
Circolazione g diverse comp
ano Artico ano, ma an
Artico e gl rte degli oc
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na
gione artica à di miglior
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generale del ponenti (ved
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relativame l’Alaska e
a sempre p are la prev Tuttavia, al
ei ruoli della i ghiaccio o colazione
nel sistem indebolim ura 9 e di
ll’Oceano Ar di testo).
la vita non abitanti de ei cambiam di ogni dis ente poco
la Siberia
più access visione del fine di so a dinamica osservata.
artica è in ma artico, c mento del s
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n solo delle el Nord Am menti in cor
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escritto), ri
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e popolazio merica e de
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ntrano ne .
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to equilibri una dramm
circolazion conducibil
whoi.edu/arc
oni residen ll’Europa.
di estremo
ll’Oceano
odi di temp ccio su sca genza, è n mica del gh
o. Negli an matica ridu
ne conosc i ai cambia
ctic/index.htm
nti nei terr Consegue
interesse
Artico attr
o, vi è una ale tempo- necessaria iaccio ma-
nni recenti uzione del- ciuto come amenti cli-
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late, più d
Fig
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fondano, s Esse crea dense e più
gura 10. Zon
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entrambi enlandia a are attrave
9, 5).
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a zona di p elle acque scivolando ano uno st ù calde pro
na di formazi
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a la Groen i lati dell'I attraverso erso un la
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ione del ghia
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spostano ua dolce d
4).
Artico attr nlandia no
Islanda (F Baia di B abirinto di
dai territori L’aria fred acche di ac e del ghiac ali. Queste
piattaform iace sopra all’Oceano
accio (www.d
Artico, l’acq mata Beauf
te circolare
e la corre di fuoriusc
raverso di rd-orienta Fig. 11). Pu Baffin e fuo
isole cana
ghiacciati da congel cqua di ma ccio. Duran e fredde ac
a continen a uno strato
o Atlantico
divediscover.
qua è tras fort Gyre.
e, creando
nte circola cire e attr
verse vie.
le e le Iso uò altresì oriuscire d adesi e fuo
dell’Alask a l’acqua are a dispo nte il cong cque salate ntale fino a
o più profo (Fig. 10).
whoi.edu/arc
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are si inde aversare
Essa può ole Svalba
scorrere i allo Strett oriuscire d
ka soffiano e spinge osizione pe gelamento, e diventan all’Oceano ondo di acq
ctic/index.htm
un enorme randi fium nde riserva
ebolisce, p l'Artico me
ò fluire att ard, dirama
ntorno al to di Davis dallo Strett
o sul poco il ghiaccio er il conge- l’acqua di o più den- Artico Oc- que più sa-
ml).
e corrente mi siberiani a di acqua
permetten- ediante la
raverso lo andosi poi lato ovest s. Può an- to di Hud- o o -
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Acque del Golfo, Mar di Gro meno sala lo Stretto
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Le imm mento, de
ra 11. Uscita
calde e sa , entrano
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marino etti termod
principalm iaccio mar dall’atmos he di inizio sse influe
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delle masse
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rend è imp congelame O) e l’inizio
dentifica l’
ongelamen dei period o e per 12
guenti rias mento, e l
e d’acqua dal
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à di diverse di uscita co
che condiz mite la radi
direttamen hiaccio è ioglimento
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portante in ento. Per l o del peri inizio del nto continu di di transi
singole re ssumono l le lunghez
ll’Artico (www
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notevolm o e del con
di ghiaccio mento sono
Artico.
valutazion misurazio nare, insie
radiazione
ndividuare lo scioglim
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l’analisi a zze della s
w.divediscov
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alle acque p
a dinamica a direttam parte inferi ente più p ngelament o sciolto o o un elem
ne dei cam oni satellit eme con le e solare a
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lungo ter tagione di
ver.whoi.edu/
nte appart mentre si m ondano sot Infine, ess profonde (
a della cop mente sulla
ore. Il tras piccolo. D to influenz gni estate ento impo
mbiamenti ari nella f e misuraz ssorbita, l
tori signific no calcola o continuo O) e l'ultim
nze tra EM e statistich
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/arctic/index.
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pertura gl a superficie
sferimento Dal momen zano l'albe e. Così, le ortante per
nella stag frequenza zioni di tem
lo scioglim
cativi per ati il primo o (MO). A mo giorno d
MO e MO, he vengon
’inizio del dal 1979 al
.html).
a Corrente ttraverso il e fredde e attraverso
aciale av- e superio- o di calore nto che le edo super- variazioni r capire le
gione dello delle mi- mperatura mento e il
i processi giorno di Allo stesso di fusione, e EFO e no calcola-
lo sciogli- l 2013.
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i e
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I risulta e EFO), s È utile de definite co una forte ridionali c le, l’EMO centrale e le. L’EFO consegue differire d In gene per le zon Beaufort, dell’Artico che duran Di segu glaciale n
ati sono pr sia per i pe efinire anch ome (EFO
dipendenz che inizian
si verifica e nei mari O e il FO g ente variaz di 1 mese t
erale, la lu ne di ghia
Chukchi o, vi sono
no in med uito vengo nel periodo
resentati s eriodi di sc he le lungh O meno MO
za dalla la no lo sciog a circa 2 se
adiacenti generalme zione dell tra la lung unghezza
ccio stagio , Siberian
più di 3 s dia 112.9 ±
ono riporta o 1979-201
sia per l’in ciogliment hezze "inte O) e (FO m atitudine ne glimento in
ettimane p e circa 3 ente si ver a lunghez hezza inte della stag onale, 2.5 no Orienta
ettimane d
± 7.66 gior ate la “Dina
13” second
nizio dei pe to continuo erne" ed "
meno EMO ella tempi n anticipo prima rispe
settimane rificano en zza della s erna ed es gione di sc 5 mesi nell
ale, Lapte di differen rni e 138.0 amica del do i param
eriodi di fu o e conge
esterne" d O), rispetti
stica degli e il conge etto al MO e prima ne ntro 2 sett stagione d
terna.
ciogliment l’Artico ce ev, e Kar
za tra le l 0 ± 6.87 gio
la formazi metri EMO
usione e c lamento c della stagio
vamente.
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o è comp ntrale, e 3 ra. Consid unghezze orni, rispe one e fusi , MO, EFO
congelame continuo (M
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interna ed ettivamente
ione della O, FO (Fig
ento (EMO MO e FO).
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5 e 7 mesi nei mari di la totalità d esterna, e.
copertura . 12).
O
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Figura 12. D condo i para
Dinamica de ametri EMO,
ella formazio , MO, EFO, F
ne (F) e fus FO (Stroeve
sione (M) del et al., 2014)
lla copertura ).
a glaciale nelel periodo 19979-2013 se-
-
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o della ban ri dai ghia cque libere olate rispe mensioni va (Figg. 13 e
mare cop
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punto di v elativi alle e si presen
r i mammi ore in atm
nchisa in pr acci, dette e dai ghiac etto ad are ariabili, inte e 14) e so
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mostra i paes costiera e m spessore ris
ista fisico vicine regi ntano ciasc
feri marini mosfera con
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eressare a no un’impo iacci (Smit
si del settore obile ice) con petto alle are
le polynya oni copert cun anno e gli ucce n accumul
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e artico con i n evidenza d ee adiacenti.
sono aree te di ghiacc hanno un elli marini.
o di più gh
mento resta time sono di ghiaccio nchisa) più estese, am mponente r, 2007).
indicati i dive delle polynya . http//www.a
e di intens cio. Da un particolare Le polynya hiaccio ne
ano localm una regio marino pi ù spesso. L mpiamente
sia del sis
ersi tipi di cop a, aree di acq
arctic-council
ificazione d punto di v e significat a possono lle aree cir
mente isola one geogra
iù sottile ri Le polynya e distribuite
stema fisic
opertura di gh que libere o il.org/index.p
di flussi ar vista biolog
to biologic o continuam
rcostanti p
ti bracci di aficamente spetto alla a possono e nel setto- co che bio-
hiaccio mari- con copertu- php/en/
ria-mare in gico le po- co special- mente rila- per diverse i e a o - -
- -
n - - - e
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Figura 14. M Barber e M 1980; Brow
Le poly maggior p ghiaccio n sabile de dell’aloclin stima del marino. E mettono d
e due cate portano l calore del (Smith et a
quando l’a hiesto per
Mappa delle Massom, 200 n e Nettlesh
ynya si dis parte delle nelle polyn ella forma no dell’Oce
sottile spe sistono stu di individua
egorie tradi ontano il g le acque s al., 1990). I
acqua si tra mantenere
polynya con 07; Stirling, 1
ip, 1981).
stinguono i e polynya c nya costiere zione del eano Artico essore di g udi che imp re e stimar
izionali di p ghiaccio co sub-superf Il nome “ca asforma in e la temper
osciute nell’A 1981; la Karl
n polynya costiere ar e sulla pia la cold s o. Un’accu ghiaccio, è piegano alg re spessori
polynya so onsolidato ficiali più c alore laten n ghiaccio ratura sup
Arcipelago A rluk Brooman
costiera ( rtiche sono attaforma c
saline wat rata determ è essenzial
goritmi e im i di ghiacci
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; e le poly calde rallen
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Artico canade n polynya è
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ya “calore ynya “calor nta o elim
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polynya oce levata prod ano Artico e al man ynya, includ oduzione d micro ond e Ohshima
n cui vento e” in cui il mazione di di fusione riferisce al o.
, adattato da hledermann,
eanica. La duzione di è respon- ntenimento dendo una di ghiaccio de che per- a, 2011).
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3. Scenari futuri della copertura glaciale e rotte artiche
La riduzione del ghiaccio artico continua ad essere un tangibile indicatore dei cambia- menti climatici globali. I record negativi nell’estensione dei ghiacci marini misurati in set- tembre 2007 e 2012 sottolineano una tendenza negativa nell’estensione e nello spessore dei ghiacci osservata sino dal 1979. A partire dagli anni ’80, l’estensione del più datato e spesso ghiaccio pluriennale (MultiYear Ice – MYI) è diminuita del 15% ogni dieci anni. An- che se una naturale variabilità climatica ha provocato fluttuazioni interannuali nell’estensione del ghiaccio marino nella storia, l’attuale declino è da attribuire primaria- mente alle emissioni di gas serra causate dall’uomo in parte aggravato da fattori meteoro- logici. Recenti studi sulla misura dello spessore della copertura glaciale da rilievi elettro- magnetici da aereo (2010-2015) sono, nella panoramica di sviluppo tecnologico, grande supporto ai modelli di previsione delle dinamiche di fratturazione della copertura glaciale e di origine di settori liberi dai ghiacci durante la stagione estiva. I modelli climatici di simula- zione sono universalmente concordi nel prevedere una continua riduzione dei ghiacci nel corso del 21° secolo, sebbene con alcune significative differenze temporali (Overland e Wang, 2013). Inoltre, le recenti osservazioni satellitari indicano che molti simulazioni di modelli climatici sottostimano il reale ritmo di diminuzione dei ghiacci, forse a causa dell’incertezza delle osservazioni, della variabilità climatica e dei limiti nella comprensione di alcuni processi fisici come la deriva dei ghiacci.
Nonostante le incertezze dei modelli, queste simulazioni, insieme a tre decadi di osser- vazioni satellitari, consentono di combinare le proiezioni delle aree tecnicamente accessi- bili dell’Artico, la lunghezza della stagione di navigazione e la variabilità temporale per modellizzare le possibili rotte come funzione sia delle condizioni climatiche (ghiacci) che dei tipi di navi (Buixadè Farré et al., 2014; Haas et al., 2015). Le proiezioni più recenti so- no basate sulla simulazione del ghiaccio marino per tre scenari di forzante climatico (4.5, 6.0 e 8.5 W/m2)5 e assumendo navi di classe Polar Class 3 (PC3), Polar Class 6 (PC6) e Open-Water (OW) con alta, media e nulla capacità rompighiaccio rispettivamente6. In questi studi, la prospettiva che il futuro uso marittimo dell'Artico avrà diverse modalità e fi- nalità è riconosciuta con l’inserimento di navi di classe OW, particolarmente importanti perché costituiscono la stragrande maggioranza della flotta mondiale.
In qualunque scenario, le navi PC3 hanno accesso alla maggior parte delle regione arti- ca durante tutto l’anno. L’analisi dei dati storici (1980-1999) riporta una media annuale di accessibilità del 54%, che si prevede salirà al 75% - 72% - 79% (RCP 4.5 - 6.0 - 8.5 rispet- tivamente) entro il 2030, con picchi del 84% - 82% - 87% di accessibilità durante il periodo luglio – ottobre (Fig. 15).
Per le navi PC6, i dati storici indicano una media annuale del 36%, che salirà al 45% - 44% - 48% con picchi del 66% - 64% - 71% in luglio-ottobre.
L’accesso per le navi OW è storicamente limitato al 23% della regione e si prevede che non possa salire oltre rispettivamente il 29% - 29% - 31% (RCP 4.5 - 6.0 - 8.5) entro il 2030.
5 Scenari adottati dall’IPCC Fifth Assessment Report, basati sul Representative Concentration Pathways (RCP), http://www.ipcc.ch/report/ar5/
6 La “Polar Class” è definita dalla International Association of Classification Societies (IACS) nel “IACS Uni- fied Requirements for Polar Ships”, ed. 2011,
http://www.iacs.org.uk/document/public/Publications/Unified_requirements/PDF/UR_I_pdf410.pdf
In general accesso in intenso, e tolineano
Figura 15. S climatico (R del 100%. C
Entro i 160 giorn
7 Un’ampia 10% e non Sea Ice Nom
le, le proiez n estate ne e basso acc un futuro c
Superficie ac RCP, W/m2 e Come riferim
l 2020, si i l’anno, co
zona di acq vi è presen menclature)
zioni indica el corso de cesso nel c con limitata
ccessibile me le tre classi ento, sono ri
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que liberame za di ghiacc
ano per qu el secolo, c
corso dell’i a operatività
ensilmente p di navi (PC3 iportati i dati
che lo Stre i 35-45 gio
ente navigab cio di origine
esta classe con maggio inverno pe à per le na
per l’area arti 3, PC6, OW) storici (1980
etto di Beri orni di cope
bili nella qua e terrestre. (W
e di navi un ori aument
r qualunqu avi OW nell
ca (in migliai ). Il cerchio e 0-1999) (Step
ing sia in c ertura com
ale la presen World Meteo
n incremen i negli sce ue scenario
’Oceano A
ia di km2) pe esterno rappr phenson et a
condizione mpresa tra
nza di ghiacc orological Or
nto delle po nari con fo o. Questi ri Artico.
er i tre scena resenta una al., 2013).
e di open w 10% e 40
cio marino è rganization P
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