User:Elisa Paglia/Capovolgimento della circolazione nell’oceano Antartico

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Una panoramica schematica del ribaltamento della circolazione dell'Oceano Antartico. Le frecce puntano nella direzione del movimento dell'acqua. La cella inferiore è rappresentata dalle frecce che risalgono a sud della Corrente Circumpolare Antartica (ACC) e dalla formazione di acque inferiori antartiche sotto il ghiaccio marino dell'Antartide a causa della perdita di galleggiabilità. La cella superiore è rappresentata dalle frecce che risalgono a nord dell'ACC e dalla formazione di acque intermedie antartiche più leggere a causa del guadagno di galleggiamento a nord dell'ACC.

Il capovolgimento della circolazione nell'Oceano Antartico, anche nota come Southern Meriditional overturning circulation (SMOC) [1] o Antarctic overturning circulation, rappresenta la parte meridionale dellacircolazione termoalina globale.

Il capovolgimento si verifica in punti specifici quando l'acqua profonda circumpolare - calda, ossigenata e povera di nutrienti - sprofonda (downwelling), mentre l'acqua profonda antartica - fredda, povera di ossigeno e ricca di sostanze nutritive - risale verso la superficie (upwelling).

La sua controparte settentrionale più nota è il capovolgimento meridionale della circolazione atlantica (AMOC). Entrambe hanno un grande effetto sul bilancio energetico della Terra e sul ciclo del carbonio oceanico, ricoprendo un ruolo essenziale nel sistema climatico terrestre. [2] [3]

La circolazione termoalina globale trasporta non solo enormi volumi di acqua calda e fredda attraverso il pianeta, ma anche ossigeno disciolto, carbonio organico disciolto e altri nutrienti come il ferro. [4]

Il capovolgimento della circolazione nell'Oceano Antartico si suddivide a sua volta in due parti: la cella superiore e quella inferiore.

La cella superiore è di dimensioni inferiori ed è fortemente influenzata dai venti a causa della sua vicinanza alla superficie.

La cella inferiore, di dimensioni superiore, è invece influenzata principalmente dalla temperatura e dalla salinità dell'acqua di fondo dell'Oceano antartico.[5]

Negli ultimi decenni la forza delle correnti nelle celle ha subito variazioni sostanziali: nella cella superiore la velocità è aumentata del 50-60% a partire dagli anni '70, mentre nella cella inferiore la velocità si è ridotta di un 10-20%.[6][7]

Tali variazioni sono in parte legate all'Oscillazione Pacifica Interdecadale (IPO o ID)[8][9] ed in parte agli effetti dei cambiamenti climatici sull'Oscillazione antartica [10][11], ovvero al robusto aumento della temperatura dell'acqua nell'oceano meridionale[12] che ha portato ad un aumento dello scioglimento della calotta glaciale antartica e la conseguente diluizione della salinità dell'acqua profonda antartica.[13][14]

L'aumento della densità delle acque fredde si riduce in prossimità delle coste mentre aumenta il flusso di acque calde, con conseguente riduzione del rimescolamento[15] e aumento della stratificazione[16][2] Uno studio suggerisce che la circolazione perderà il 50% della sua forza entro il 2050,[17] con perdite ancora superiori negli anni a seguire.[18]

Tale rallentamento avrebbe seri effetti sul clima globale dovuto alla capacità dell'oceano antartico di funzionare da serbatoio di carbonio e calore.

Ad esempio, un aumento della temperatura globale di 2°C (3,6°F) qualora le emissioni di gas serra non vengano ridotte fortemente, ma l'anno esatto dipende dallo stato della corrente più di ogni altro fattore.

Dati paleoclimatici dimostrano che l'intera circolazione si è indebolita notevolmente o collassata completamente in passato: ricerche preliminari suggeriscono che tale collasso potrebbe verificarsi una volta che il riscaldamento globale raggiunga livelli compresi tra i 1,7°C (3,1°F) e i 3°C (5,4°F).

Vi sono tuttavia poche certezze in confronto alle stime degli altri punti critici nel sistema climatico. Se la circolazione dovesse iniziare a collassare nel prossimo futuro, il processo non sarebbe completo prima del 2300 circa.[1]

Analogamente, si prevede lo sviluppo d'impatti come la riduzione delle precipitazioni nell'emisfero meridionale e corrispondete aumento in quello settentrionale, il declino delle zone di pesca nell'oceano meridionale con un potenziale collasso di determinati ecosistemi marini, nel corso di secoli.[18]

Dinamica[edit]

Rappresentazione 3D dell'upwelling dell'acqua profonda del Nord Atlantico lungo specifici pathway nel bacino dell'oceano Antartico che chiude la connessione tra la corrente settentrionale e quella meridionale.[19]

Come abbiamogià detto, il capovolgimento della circolazione nell’oceano Antartico è legata all'upwelling dell'acqua dello strato intermedio nella cella superiore, mentre in quella inferiore riguarda le acque abissali intorno all'Antartide.

Circa 27 ± 7 Sverdrup (Sv) di acqua profonda viene portata in superficie e trasformata in acqua leggera (22 ± 4 Sv) e densa (5 ± 5 Sv).

La densità varia a seconda della temperatura e dei flussi di spinta idrostatica che determinano la risalita nella cella superiore e lo sprofondamento in quella inferiore.[5]

The Southern Ocean plays a key role in the closure of the Atlantic meridional overturning circulation by compensating for the North Atlantic downwelling by upwelling of North Atlantic Deep Water and connects the interior ocean to the surface. This upwelling is induced by the strong westerly winds that blow over the ACC.[3][19] Observations suggest that approximately 80 percent of global deep water is upwelled in the Southern Ocean.[20] Circulation is a slow process - for instance, the upwelling of North Atlantic Deep Water from the depths of 1,000–3,500 m (3,281–11,483 ft) to the surface mixed layer takes 60–90 years for just half of the water mass, and some water travels to the surface for more than a century.[19]

  1. ^ a b . 13. doi:10.1038/s41558-022-01555-7. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help) Cite error: The named reference "Liu2022" was defined multiple times with different content (see the help page).
  2. ^ a b https://www.aoml.noaa.gov/noaa-scientists-detect-reshaping-of-the-meridional-overturning-circulation-in-southern-ocean/. {{cite web}}: Missing or empty |title= (help) Cite error: The named reference "NOAA2023" was defined multiple times with different content (see the help page).
  3. ^ a b . 5. Bibcode:2012NatGe...5..171M. doi:10.1038/ngeo1391. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help) Cite error: The named reference "Marshall2012" was defined multiple times with different content (see the help page).
  4. ^ . 12. Bibcode:2021NatCo..12.1211S. doi:10.1038/s41467-021-21339-5. PMID 33619262. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help)
  5. ^ a b . 9. Bibcode:2018NatCo...9.1789P. doi:10.1038/s41467-018-04101-2. PMID 29724994. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help)
  6. ^ Lee, Sang-Ki; Lumpkin, Rick; Gomez, Fabian; Yeager, Stephen; Lopez, Hosmay; Takglis, Filippos; Dong, Shenfu; Aguiar, Wilton; Kim, Dongmin; Baringer, Molly (13 March 2023). "Human-induced changes in the global meridional overturning circulation are emerging from the Southern Ocean". Communications Earth & Environment. 4 (1): 69. Bibcode:2023ComEE...4...69L. doi:10.1038/s43247-023-00727-3.
  7. ^ "NOAA Scientists Detect a Reshaping of the Meridional Overturning Circulation in the Southern Ocean". NOAA. 29 March 2023.
  8. ^ Zhou, Shenjie; Meijers, Andrew J. S.; Meredith, Michael P.; Abrahamsen, E. Povl; Holland, Paul R.; Silvano, Alessandro; Sallée, Jean-Baptiste; Østerhus, Svein (12 June 2023). "Slowdown of Antarctic Bottom Water export driven by climatic wind and sea-ice changes". Nature Climate Change. 13: 701–709. doi:10.1038/s41558-023-01667-8.
  9. ^ Silvano, Alessandro; Meijers, Andrew J. S.; Zhou, Shenjie (17 June 2023). "Slowing deep Southern Ocean current may be linked to natural climate cycle—but melting Antarctic ice is still a concern". The Conversation.
  10. ^ Stewart, K. D.; Hogg, A. McC.; England, M. H.; Waugh, D. W. (2 November 2020). "Response of the Southern Ocean Overturning Circulation to Extreme Southern Annular Mode Conditions". Geophysical Research Letters. 47 (22): e2020GL091103. Bibcode:2020GeoRL..4791103S. doi:10.1029/2020GL091103. hdl:1885/274441. S2CID 229063736.
  11. ^ Zhou, Shenjie; Meijers, Andrew J. S.; Meredith, Michael P.; Abrahamsen, E. Povl; Holland, Paul R.; Silvano, Alessandro; Sallée, Jean-Baptiste; Østerhus, Svein (12 June 2023). "Slowdown of Antarctic Bottom Water export driven by climatic wind and sea-ice changes". Nature Climate Change. 13: 701–709. doi:10.1038/s41558-023-01667-8.
  12. ^ Bourgeois, Timothée; Goris, Nadine; Schwinger, Jörg; Tjiputra, Jerry F. (17 January 2022). "Stratification constrains future heat and carbon uptake in the Southern Ocean between 30°S and 55°S". Nature Communications. 13 (1): 340. Bibcode:2022NatCo..13..340B. doi:10.1038/s41467-022-27979-5. PMC 8764023. PMID 35039511.
  13. ^ Silvano, Alessandro; Rintoul, Stephen Rich; Peña-Molino, Beatriz; Hobbs, William Richard; van Wijk, Esmee; Aoki, Shigeru; Tamura, Takeshi; Williams, Guy Darvall (18 April 2018). "Freshening by glacial meltwater enhances the melting of ice shelves and reduces the formation of Antarctic Bottom Water". Science Advances. 4 (4): eaap9467. doi:10.1126/sciadv.aap9467. PMC 5906079. PMID 29675467.
  14. ^ Ribeiro, N.; Herraiz‐Borreguero, L.; Rintoul, S. R.; McMahon, C. R.; Hindell, M.; Harcourt, R.; Williams, G. (15 July 2021). "Warm Modified Circumpolar Deep Water Intrusions Drive Ice Shelf Melt and Inhibit Dense Shelf Water Formation in Vincennes Bay, East Antarctica". Journal of Geophysical Research: Oceans. 126 (8). doi:10.1029/2020JC016998. ISSN 2169-9275.
  15. ^ . 50. doi:10.1029/2023GL106492. ISSN 0094-8276. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help)
  16. ^ . 4. Bibcode:2023ComEE...4...69L. doi:10.1038/s43247-023-00727-3. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help)
  17. ^ . 615. Bibcode:2023Natur.615..841L. doi:10.1038/s41586-023-05762-w. PMID 36991191. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help)
  18. ^ a b https://www.abc.net.au/news/2023-03-30/dramatic-south-ocean-circulation-changes-study/102154690. {{cite web}}: Missing or empty |title= (help) Cite error: The named reference "Logan2023" was defined multiple times with different content (see the help page).
  19. ^ a b c . 8. Bibcode:2017NatCo...8..172T. doi:10.1038/s41467-017-00197-0. PMID 28769035. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help) Cite error: The named reference "Tamsitt2017" was defined multiple times with different content (see the help page).
  20. ^ . 26. 2013. doi:10.5670/oceanog.2013.07. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help); Missing or empty |title= (help)
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