A differenza dell’Antartide, un vero e proprio continente il cui territorio è per il 98% perennemente coperto dai ghiacci , nell’Artico i ghiacci che compongono la calotta non poggiano sulla terraferma, ma galleggiano. La maggior parte dei ghiacci presenti al Polo Nord è il frutto del congelamento dell’acqua marina del Mar Glaciale Artico. L’Artico, o Artide, in realtà, non è neanche una regione con un’estensione territoriale chiaramente definita. Convenzionalmente, essa si definisce come l’area a nord del Circolo Polare Artico, cioè a settentrione della latitudine 66° 33’ 39” Nord, ma non di rado si utilizzano per delimitare la regione artica la linea settentrionale degli alberi o l’isoterma di 10 °C a luglio . Il circolo polare artico segna il confine meridionale del giorno polare al solstizio di giugno e della notte polare al solstizio di dicembre, cioè è teoricamente3 il punto latitudinale più a sud in cui sia possibile vedere il sole di mezzanotte a nord dell’equatore. Per dirla in maniera più comprensibile, il circolo polare artico risulta il punto più a sud al quale si avranno 24 ore di luce al solstizio d’estate e 24 ore di buio al solstizio d’inverno. La posizione del circolo polare comunque non è fissa, poiché dipende direttamente dall’inclinazione dell’asse terrestre, che oscilla entro un margine di 2° ogni 40.000 anni, a causa delle forze di marea dovute all’orbita della Luna. In questa fase esso si sta spostando verso nord a una velocità di circa 15 metri all’anno. Il circolo polare artico passa sopra l’Oceano Artico, la penisola scandinava, la parte settentrionale del continente asiatico e di quello americano, e la Groenlandia, attraversando otto Stati: la Danimarca (tramite la Groenlandia), l’Islanda (tramite l’isolotto di Grímsey), la Norvegia, la Svezia, la Finlandia, la Russia e gli Stati Uniti (tramite l’Alaska). Nonostante l’area a nord del circolo polare si estenda per circa 20 milioni di chilometri quadrati – corrispondenti al 4% della superficie terrestre – la regione è scarsamente abitata .Il motivo della scarsa presenza dell’uomo è ovviamente il clima: come si vede nella cartina qui sopra, nella maggior parte dell’Artico le temperature non superano i 10 °C neanche nei mesi più caldi dell’anno, mentre in inverno esse possono arrivare tranquillamente a -50 °C (la temperatura più bassa mai registrata è di -68 °C ( La temperatura fu registrata a Oimaykon il 6 febbraio 1933 dalla ricercatrice Anna Meshcherskaya. Vedi Anna Meshcherskaya, Climate of the USSR, Leningrado, 1956, numero 24, parte I).
Mappa dell’Artico, con il Circolo Polare Artico in blu e l’isoterma media di 10°C di luglio in rosso
Neanche la vegetazione ha vita facile a quelle latitudini, e sulla terraferma la flora è composta principalmente di graminacee, muschi e licheni. Al centro dell’Artico si trova il Mar Glaciale Artico Il Mar Glaciale Artico si trova al di sopra del Polo Nord geografico e nella regione circostante, e occupa un bacino approssimativamente circolare di circa 14.056.000 chilometri quadrati, vale a dire oltre il 70% dell’area a nord del circolo polare artico8 . Si tratta del più piccolo e del meno profondo dei cinque oceani terrestri, con una profondità media di 1050 metri9 , e la salinità delle sue acque è particolarmente bassa, a causa della bassa evaporazione, della grande quantità di acqua dolce che vi si immette, e dei limitati punti di connessione con gli oceani circostanti, che hanno una salinità più alta. L’Oceano Artico, infatti, è quasi completamente racchiuso dalla terraferma, circondato com’è dalle terre di Europa, Asia, Nord America e Groenlandia (per un totale di 45.390 chilometri di linee di costa) e da numerose isole. E’ connesso con l’Oceano Pacifico attraverso lo Stretto di Bering e con l’Oceano Atlantico attraverso il Mare di Groenlandia e il Mare del Labrador, e comprende al suo interno la Baia di Baffin, il Mare di Barents, il Mare di Beaufort, il Mare dei Ciukci, il Mare della Siberia Orientale, il Mare di Groenlandia, la Baia e lo Stretto di Hudson, il Mare di Kara, il Mare di Laptev e il Mar Bianco11. Durante l’inverno esso è quasi per intero coperto dal ghiaccio marino che si forma per le bassissime temperature, mentre nei mesi estivi la calotta polare si riduce di molto sia in estensione che in spessore.
Evoluzione stagionale del ghiaccio marino artico
Quando la temperatura dell’acqua nell’Oceano Artico scende al di sotto del suo punto di congelamento, che per l’acqua di mare è circa -1,8°C [Petrich e Eicken, 2010], inizia a formarsi il ghiaccio marino. Durante la formazione del ghiaccio marino, i legami idrogeno nelle molecole d’acqua si adattano per tenere separati gli atomi di ossigeno caricati negativamente il che produce un reticolo di cristalli che è meno denso dell’acqua di mare e galleggia sulla superficie dell’oceano. Il ghiaccio marino consiste in cristalli di ghiaccio solido, insieme a sacche di aria gassosa, canali di salamoia liquidi, sale solido e altri contaminanti [Wadhams, 2000].
Nelle prime fasi della formazione del ghiaccio marino, si formano piccoli cristalli sulla superficie dell’oceano. Questi cristalli sono chiamati ghiaccio frazil e hanno un diametro di 2-3 mm [Wadhams, 2000]. Quando l’acqua di mare si congela, il sale viene espulso in un processo noto come rigetto della salamoia. Il ghiaccio marino ha quindi una salinità inferiore a quella dell’oceano circostante, ma non è interamente pulito poiché un po’ di sale può rimanere intrappolato in piccole tasche tra i cristalli di ghiaccio [Petrich e Eicken, 2010]. In condizioni di calma, i cristalli di ghiaccio frazil si combinano per formare ghiaccio fat (grasso), poi strati sottili e continui di ghiaccio nilas. Dopo la fase nilas, il ghiaccio marino cresce per congelamento – un processo in cui le molecole d’acqua si congelano sul fondo dello strato di ghiaccio per formare un ‘floe’ di ghiaccio. In condizioni difficili, i cristalli di ghiaccio frazil si combinano per formare dischi circolari e sporchi chiamati ‘pancake ice’. Una combinazione di venti di superficie, onde e mareggiate costringe il ghiaccio pancake a consolidarsi in uno strato di ghiaccio. Lo stato della banchisa non è determinato solo dalla termodinamica. Il pack di ghiaccio è costantemente in movimento, spinto dal vento e dalle correnti oceaniche. Questo movimento può portare al rafting, dove i banchi di ghiaccio marino scivolano l’uno sull’altro, e anche al ridging, dove i banchi di ghiaccio marino si scontrano, si fratturano e si ammassano l’uno sull’altro (Figura 1.2a). Le vele e le chiglie formate dal ridging del ghiaccio marino aumentano l’interazione del ghiaccio con i venti e le correnti oceaniche [Martin et al. Correnti oceaniche [Martin et al., 2016].
Il movimento del pack di ghiaccio marino causa anche fratture che portano alla formazione di aree di acqua aperta tra i banchi di ghiaccio marino, e queste sono chiamate piste (Figura 1.2b). Queste caratteristiche possono aiutare a distinguere il ghiaccio del primo anno (FYI) dal ghiaccio pluriennale (MYI). FYI si riferisce al ghiaccio che non ha vissuto più di una stagione di crescita invernale. Tipicamente, il FYI appare indeformato e piatto, e le creste che ci sono sono taglienti e angolari, con poca copertura di neve (Figura 1.2c). MYI si riferisce al ghiaccio marino che è sopravvissuto a una o più stagioni di scioglimento estivo. MYI è caratterizzato da hummocks sulla superficie del ghiaccio e ha una maggiore densità di creste larghe e caratteristiche di deformazione (Figura 1.2d). Il ghiaccio MYI contiene anche molta meno salamoia e più sacche d’aria rispetto al FYI [Wadhams, 2000]. L’estensione del ghiaccio marino artico varia stagionalmente, raggiungendo tipicamente il suo massimo a metà e fine marzo e il suo minimo a metà settembre [Stroeve et al., 2014]. Sono la crescita e lo scioglimento del FYI nei mari periferici dell’Artico che influenzano maggiormente la variazione stagionale dell’estensione del ghiaccio marino. Lo spessore del ghiaccio marino artico varia stagionalmente e spazialmente, variando da centimetri a metri di spessore.
Figura 1.2: Fotografie che mostrano diversi schemi di ghiaccio marino. (a) Una cresta di ghiaccio marino sea ice ridge(photo credit: Seymour Laxon). (b) Una pista di ghiaccio marino sea ice lead (photo credit: shutterstock). (c) Ghiaccio marino del primo anno First year sea ice. (d) Ghiaccio marino pluriennale Multiyear sea ice (foto credito: Kyle O’Donoghue).
