Flusso d'acqua subglaciale e dinamica del ghiaccio durante le fuoriuscite di laghi glaciali osservate dallo spazio

Alluvioni nascoste sotto il ghiaccio

In alto, sulla calotta glaciale del Vatnajökull in Islanda, enormi inondazioni a volte si riversano inosservate sotto centinaia di metri di ghiaccio prima di esplodere dal bordo del ghiacciaio. Queste fuoriuscite di laghi glaciali, chiamate jökulhlaups, possono rimodellare le valli fluviali, minacciare strade e ponti e offrire una rara finestra su ciò che accade nell'interfaccia nascosta tra ghiaccio e roccia. Questo studio utilizza satelliti e strumenti di campo per osservare in tempo reale due di questi eventi, rivelando come l'acqua corre, si accumula e scava passaggi sotto il ghiaccio — e come quella rete idraulica segreta controlli il movimento dello stesso ghiacciaio.

Quando un lago sepolto cede

Sotto il vulcano Grímsvötn, sepolto da una calotta glaciale spessa fino a 300 metri, un lago subglaciale si riempie lentamente di acqua di fusione proveniente dal calore geotermico, dalle eruzioni e dallo scioglimento estivo. Ogni anno o due, si accumula abbastanza acqua da iniziare a filtrare oltre una “diga” di ghiaccio e scivolare sotto il ghiacciaio, alimentando un'inondazione che alla fine defluisce a 50 chilometri di distanza attraverso il fiume Gígjukvísl. Per decenni, gli scienziati hanno osservato questi jökulhlaups principalmente misurando l'innalzamento del livello del fiume, ma ciò offre solo un indizio distante di cosa faccia l'acqua nel suo viaggio attraverso tunnel e lastre sotto il ghiaccio.

Osservare il ghiaccio muoversi dallo spazio

Nel 2021 e 2022, gli autori hanno combinato stazioni GPS a terra sul ghiaccio con frequenti immagini radar dalla costellazione satellitare ICEYE. Il radar può rilevare piccoli cambiamenti nell'altezza del ghiacciaio e nel movimento laterale, anche attraverso nuvole e oscurità polare. Cucendo insieme questi scatti, il team ha costruito mappe tridimensionali di come la superficie del ghiacciaio si sollevasse, sprofondasse e accelerasse lungo il percorso dell'inondazione prima, durante e dopo i due jökulhlaups. Hanno inoltre utilizzato immagini ottiche ad alta risoluzione per ricostruire la forma del lago sepolto e del fondo vallivo roccioso, permettendo loro di stimare quanta acqua fosse immagazzinata e dove si fosse diretta.

Onde d'inondazione, stagni nascosti e flessione del ghiaccio

Il record satellitare mostra che le fuoriuscite non scorrono semplicemente attraverso un unico tunnel come acqua in una tubatura. Invece, dopo una perdita iniziale vicino al lago che scava un piccolo passaggio, si forma un collo di bottiglia a valle che costringe l'acqua ad accumularsi e poi a propagarsi come un'onda d'inondazione a lento movimento sotto il ghiacciaio. Mentre questa onda viaggia verso il margine del ghiaccio, il ghiaccio sovrastante si solleva localmente dal letto di oltre un metro su aree lunghe decine di chilometri, creando vasti stagni subglaciali. Gli autori calcolano che il volume d'acqua temporaneamente immagazzinato in questi stagni supera di gran lunga ciò che potrebbe essere prodotto semplicemente dallo scioglimento del ghiaccio lungo un condotto stretto, il che significa che il “sollevamento” idraulico del ghiaccio rispetto alla roccia svolge la maggior parte del lavoro di stoccaggio.

Passare da lastre a tunnel

I modelli dettagliati di sollevamento e sprofondamento rivelano che lo stile di drenaggio varia lungo il percorso dell'inondazione. Nella sezione superiore ripida, vicina a Grímsvötn, la superficie del ghiacciaio si abbassa principalmente durante il flusso elevato, coerente con acqua veloce che scorre attraverso canali relativamente stretti ed efficienti che si allargherebbero per fusione. Più a valle, dove il letto è più dolce, il segnale principale è l'accumulo e il successivo collasso del ghiaccio quando l'acqua immagazzinata defluisce, una caratteristica tipica del flusso a lastra estesa. Vicino al margine del ghiacciaio, gli scienziati osservano una stretta banda di abbassamento della superficie che appare come un tunnel finale organizzato che scarica l'acqua nel fiume. Durante tutti gli eventi, la velocità orizzontale del ghiacciaio può aumentare di più volte rispetto al tasso usuale, e tali cambiamenti si propagano anche in aree non direttamente allagate, sottolineando quanto il movimento dei ghiacciai sia sensibile alla pressione dell'acqua alla loro base.

Un nuovo quadro delle inondazioni glaciali e del futuro del ghiaccio

Collegando livelli di lago, portata del fiume e misure spaziali del movimento del ghiaccio, lo studio propone un quadro unificato e passo-passo di come si sviluppano questi jökulhlaups: una piccola perdita, un condotto in crescita, un collo di bottiglia a valle, un'onda d'inondazione che si propaga, accumula acqua e solleva il ghiaccio, e infine la crescita e la chiusura di tunnel che drenano il sistema. Il lavoro mostra che le inondazioni reali mescolano comportamenti che una volta si pensava appartenessero a tipi separati “lenti” e “veloci”, e che lo stoccaggio temporaneo d'acqua sotto i ghiacciai può essere enorme. Comprendere questa rete nascosta è fondamentale non solo per prevedere inondazioni pericolose ma anche per prevedere come i ghiacciai e le calotte polari risponderanno al cambiamento degli apporti di acqua di fusione in un clima che si riscalda.

Citazione: Magnússon, E., Drouin, V., Pálsson, F. et al. Subglacial water flow and ice dynamics during glacial lake outburst floods observed from space. Nat Commun 17, 3471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70428-w

Parole chiave: fuoriuscite di laghi glaciali, flusso d'acqua subglaciale, Grímsvötn Islanda, dinamica dei ghiacciai, osservazioni radar satellitari