Riscaldamento oceanico subsuperficiale su scala millenaria e orbitale e formazione di polinee al largo di Dronning Maud Land durante l’ultima glaciazione

Perché il calore nascosto sotto il ghiaccio antartico conta

Quando immaginiamo l’ultima era glaciale, pensiamo a un mondo gelato e immutabile. Eppure sotto il ghiaccio marino che circonda l’Antartide, l’oceano era tutt’altro che fermo. Questo studio guarda in profondità sotto la superficie del Mare di Weddell, al largo di Dronning Maud Land nell’Antartide orientale, e trova che impulsi di acqua relativamente calda risalivano ripetutamente verso la superficie, aprendo vaste aree di acque libere dal ghiaccio chiamate polinee. Questi rilasci di calore nascosti non hanno sciolto la calotta glaciale; potrebbero anzi averne favorito l’accrescimento. Capire come funzionasse questa antica interazione tra oceano, ghiaccio e atmosfera è fondamentale per prevedere come gli oceani che si stanno riscaldando oggi potrebbero rimodellare l’Antartide e il livello del mare globale.

Una capsula temporale oceanica unica sul fondale

I ricercatori hanno recuperato un lungo carota di sedimenti dal Bungenstock Plateau, un rialzo sottomarino nell’est del Mare di Weddell, a circa 70 chilometri a nord dell’attuale bordo della piattaforma continentale antartica. In questa carota, fango e piccoli gusci di microorganismi planctonici chiamati foraminiferi (in particolare Neogloboquadrina pachyderma) si sono accumulati quasi continuamente tra 75.000 e 20.000 anni fa, coprendo gran parte dell’ultima era glaciale. Questi gusci preservano sottili tracce chimiche dell’acqua in cui si sono formati. Misurando diversi segnali indipendenti nei gusci—isotopi dell’ossigeno e del carbonio, rapporti magnesio/calcio e rari isotopi “clumped”—il team ha ricostruito variazioni di temperatura subsuperficiale, salinità e nutrienti nei primi 50–150 metri dell’oceano su decine di migliaia di anni.

Acque calde nascoste sotto una superficie fredda

Oggi, l’oceano superiore nell’Oceano Meridionale è stratificato: uno strato superficiale molto freddo e relativamente dolce giace sopra una massa più salina e leggermente più calda di “Warm Deep Water”. Il contrasto di densità tra questi strati mantiene l’acqua calda in profondità e contribuisce a proteggere le piattaforme di ghiaccio costiere dallo scioglimento. La carota di sedimenti mostra che durante l’ultima glaciazione questo equilibrio si è ripetutamente spostato. I proxy rivelano episodi in cui le temperature a 50–150 metri sotto la superficie aumentarono di circa 1–2 °C mentre le temperature dell’aria antartica si raffreddavano. Queste fasi calde in profondità coincisero anche con condizioni più salate e ricche di nutrienti, segnale che la massa d’acqua calda profonda si era spostata verso quote più superficiali dove vivevano i foraminiferi.

Polinee antiche che si aprivano in un mare ghiacciato

Durante le fasi più fredde dell’ultima era glaciale—in particolare attorno a 72–63, 58–55, 52–48, 43–40 e 38–20 mila anni fa—le evidenze indicano che l’acqua calda profonda risalì più vicino alla superficie. Gli autori sostengono che questo riassetto verticale di calore e sale indebolì ripetutamente la stratificazione di densità e favorì la formazione di polinee ad acqua libera al largo di Dronning Maud Land, nonostante il ghiaccio marino fosse diffuso e spesso altrove. In queste polinee, il ghiaccio marino non riusciva a formarsi o persistere perché il calore risaliva dal basso ed evaporava in atmosfera. Indizi indipendenti supportano questo quadro: altre carote di sedimenti nella regione mostrano una produttività insolitamente elevata e una buona conservazione dei gusci durante i periodi glaciali, e fossili dalle colonie di petrelli delle nevi a terra indicano che acqua libera doveva essere disponibile entro il loro limitato raggio di foraggiamento nonostante l’espansione del ghiaccio marino.

Venti, ghiaccio e oceani lontani come co‑cospiratori

Lo studio collega queste polinee ricorrenti a una rete di forze interagenti che operano su diverse scale temporali. Su scale orbitali di circa 41.000 anni, variazioni nell’inclinazione terrestre modificarono il contrasto tra climi a basse e alte latitudini. Periodi di bassa inclinazione rafforzarono le differenze di temperatura tra tropici e poli, favorendo venti occidentali più intensi e una maggiore fornitura di acqua calda profonda nel Giro del Weddell. Allo stesso tempo, l’estesa copertura di ghiaccio marino glaciale e i forti venti katabatici discendenti da una calotta antartica più ampia contribuirono a intrappolare il calore in profondità finché l’oceano superiore non divenne abbastanza instabile da capovolgersi. Su scale più brevi, millenarie, i riscaldamenti subsuperficiali nell’Oceano Meridionale tendevano a verificarsi quando la Circolazione Meridionale di Ribaltamento Atlantica—un componente chiave della circolazione oceanica globale—era forte. Questo suggerisce un legame a bilancia tra gli scambi climatici nell’Atlantico settentrionale e l’Oceano Meridionale.

Cosa significa per le ere glaciali e per il nostro futuro

Gli autori concludono che una ricorrente “Polinea glaciale di Dronning Maud Land” era una caratteristica normale dell’ultima era glaciale, probabilmente ampia quanto la Grande Polinea del Weddell osservata negli anni ’70, ma operante su migliaia invece che su pochi anni. Scaricando calore dall’oceano all’atmosfera durante le fasi fredde, queste polinee potrebbero aver aumentato le nevicate sull’Antartide e ispessito la calotta lungo il margine continentale, pur rimestando l’oceano profondo e influenzando potenzialmente la circolazione globale e lo stoccaggio del carbonio. Sebbene le polinee moderne osservate dai satelliti si formino in condizioni di fondo diverse, esse mostrano che questa regione resta molto sensibile a piccoli cambiamenti nei venti, nel ghiaccio marino e nella struttura oceanica. Il passato offre dunque un monito: variazioni nel calore subsuperficiale attorno all’Antartide possono riorganizzare rapidamente il sistema ghiaccio‑oceano, con conseguenze che possono riverberare in tutto il pianeta.

Citazione: Pinho, T.M.L., Nürnberg, D., Nele Meckler, A. et al. Millennial-to-orbital-scale subsurface ocean warming and Polynya formation off Dronning Maud Land during the last glacial. Nat Commun 17, 2440 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70498-w

Parole chiave: Polinee antartiche, Circolazione dell’Oceano Meridionale, riscaldamento oceanico subsuperficiale, ultima era glaciale, Dronning Maud Land