Antartide e Alpi – Come si studia un ghiacciaio

Un ghiacciaio è una massa di acqua solida che si conserva per un lungo periodo di tempo.


Alle medie latitudini quali quelle a cui ci troviamo, questo sistema è soggetto a degli apporti invernali-primaverili di neve e dovuti alle precipitazioni e a dei prelievi estivi -autunnali dovuti alla fusione. Il primo fenomeno si chiama “accumulo” il secondo “ablazione”.

Se l’accumulo, nell’arco di un anno è maggiore dell’ablazione, il corpo glaciale si accresce, altrimenti il ghiacciaio si contrae.

Il ghiaccio che compone questo sistema si forma da un accumulo di neve, che andando incontro a diversi processi (compattazione, fusione, sublimazione e ricongelamento) dà origine a cristalli di ghiaccio.

Scavando in un corpo glaciale ci accorgeremo che con l’aumentare della profondità aumenta la densità degli strati incontrati. Con questa osservazione possiamo distinguere vari strati: all’inizio, più in superficie troviamo la neve, poi il firn e infine più sotto, il ghiaccio secondo un intervallo di densità riportato in tabella.

Un fenomeno importantissimo per i ricercatori è che a differenza del firn e della neve, il ghiaccio non è permeabile all’aria, di conseguenza l’aria che rimane intrappolata al momento della formazione del ghiaccio sottoforma di minuscole bolle, rimarrà conservata e isolata nel ghiaccio fino a quando questo non andrà incontro ad un processo di fusione.

Un corpo glaciale è un sistema in equilibrio dinamico con l’ambiente circostante, ciò significa che risponde ai cambiamenti climatici ed ambientali attraverso una variazione della sua massa e della sua superficie.

Il primo fattore è misurato e monitorato attraverso un parametro che si chiama ‘bilancio di massa, mentre il secondo attraverso la misura delle ‘variazioni frontali’.

Il BILANCIO DI MASSA

Per fare il bilancio di massa di un ghiacciaio si deve quantificare, in millimetri di acqua equivalenti, i guadagni e le perdite di massa che un ghiacciaio ha subito nel corso di un anno idrologico ( che va dal 1° di Ottobre fino al 30 Settembre dell’anno successivo).
Per fare questa misura, oltre a stabilire l’entità dei volumi di neve coinvolti nelle perdite e nei guadagni bisogna conoscere anche la densità della neve ed è a questo scopo che vengono realizzate delle trincee con lo scopo di prelevare dei campioni su cui fare le misure di densità. (vedi figura)

Trincea per il prelievo di campioni di neve nello spessore di un ghiacciaio

Per stimare la massa di acqua accumulata, si misura (alla fine di maggio) con un asta metrica, lo spessore del manto nevoso in corrispondenza di alcuni punti detti di accumulo, da questi si ricava il volume e conoscendo la densità si ricava la massa d’acqua equivalente. I dati raccolti vengono poi riportati su una cartina del ghiacciaio in cui vengono evidenziate le zone più o meno interessate dall’accumulo. (vedi figura)

Carta dell’accumulo nevoso di un ghiacciaio. A sinistra la carta di posizionamento dei punti dove son state fatte le misure. A destra la rappresentazione dei valori: le zone gialle indicano valori minimi di accumulo, quelle blu-viola massimi.

Per stimare la quantità d’acqua coinvolta nel processo di ablazione si fanno nel corso dell’estate delle misurazioni attraverso dei pali infissi nel ghiacciaio (chiamate palline di ablazione) con lo scopo di determinare l’entità del calo strato di ghiaccio. I dati così raccolti vanno a comporre ala carta dell’ablazione (vedi figura).

Carta dell’ablazione nevosa di un ghiacciaio. A sinistra la carta di posizionamento dei punti dove son state fatte le misure. A destra la rappresentazione dei valori: le zone rosso-scuro indicano valori massimi di ablazione, quelle rosso-chiaro valori minimi.

La carta dell’accumulo e dell’ablazione vengono combinati con appositi programmi di calcolo e di grafica e vanno a formare la carta del bilancio netto che dà una visone globale del bilancio di massa di un ghiacciaio. (vedi figura)

Carta del bilancio netto di un ghiacciaio (le zone rosse indicano prevalenza dell’ablazione, quelle blu indicano prevalenza dell’accumulo)

Una precisazione. Si può notare come il numero dei punti di un ghiacciaio dove vengono fatte misure dell’ablazione è minore rispetto a quelli dove vengono fatte misure dell’accumulo. Ciò accade perché il fenomeno di ablazione è uniforme nel ghiacciaio e quindi servono pochi punti per descriverlo con compiutezza. Mentre il fenomeno di accumulo essendo influenzato dalle precipitazioni, dal trasporto eolico e dalle valanghe, è più casuale di conseguenza servono un gran numero di punti per descriverlo.

LE VARIAZIONI FRONTALI

La misura delle variazioni frontali di un ghiacciaio vuole quantificare di quanti metri si è ritirato, o è espanso, il fronte di un ghiacciaio rispetto ad un determinato punto di riferimento. Tale punto, in genere è stabilito su una roccia appositamente scelta e marcata.


Le variazioni frontali sono normalmente utilizzate per analizzare i cambiamenti meteorologici stagionali, cioè cambiamenti che avvengono su periodi di tempo piuttosto brevi. Infatti se si verificasse un inverno poco piovoso e un estate torrida potremo notare che il fronte del ghiacciaio si ritirerà, se invece avvenisse un estate fresca e un inverno ricco di precipitazioni noteremo il contrario.

Questa pagina è parte della tesina dell’esame di stato 2008 degli studenti Francesco Catalano e Andrea Zuanni (Liceo Rosmini – Rovereto- TN)

Consulenza Scientifica e revisione da parte del Dott Roberto Seppi. Università degli Studi di Pavia

Stanare idee per le scienze a scuola. Fino ai poli