PERMAFROST

Si definisce Permafrost il terreno (suolo o roccia, comprendenti anche il ghiaccio e il materiale organico in essi contenuti) che rimane per almeno due anni consecutivi ad una temperatura pari o inferiore a 0°C(Van Everdingen, 1998). Non è necessariamente congelato, perché il punto di congelamento dell’acqua al suo interno può essere inferiore a 0°C, ad esempio in presenza di sali disciolti. Il contenuto di acqua di un suolo interessato da permafrost (allo stato solido o liquido) è molto variabile e può anche essere nullo; tuttavia generalmente il permafrost contiene ghiaccio in varie forme e aggregazioni e talora il ghiaccio può rappresentare la componente prevalente in termini di volume (Muller, 1943; van Everdingen, 1976).I tipici profili termici invernali ed estivi di un terreno interessato da permafrost sono illustrati nella figura che andrò a postare sotto . Si definisce “strato attivo” la porzione superficiale che subisce fusione e ricongelamento. La sua porzione inferiore è definita “tavola del permafrost”, e può essere collocata a varia profondità (tipicamente pochi decimetri nelle zone artiche, 2-5 m nelle aree alpine prossime al limite del permafrost discontinuo). Sotto la tavola del permafrost la temperatura è perennemente inferiore a 0°C. Il punto dove la variazione annuale della temperatura è inferiore a 0.1°C è detto
“Depth of Zero Annual Amplitude” (ZAA) e si colloca tra 10 e 20 m di profondità, a seconda delle condizioni climatiche e della conducibilità termica del suolo. Sotto la ZAA la temperatura aumenta per effetto del calore geotermico fino a superare nuovamente gli 0°C in corrispondenza della cosiddetta “base del permafrost”. Lo spessore del terreno compreso tra la tavola e la base del permafrost va da pochi metri a più di un migliaio di metri nelle aree polari.

A seconda della distribuzione spaziale, si parla di permafrost “continuo”, “discontinuo” o “sporadico”. Generalmente il primo è presente dove la temperatura media annua dell’aria (MAAT) è inferiore a -8°C, il secondo con MAAT comprese tra -8 e -1°C, il terzo può essere presente anche
con temperature superiori a -1°C. E’ da sottolineare il fatto che questa classificazione, nata per definire il permafrost delle alte latitudini, poco si adatta per il permafrost alpino dove prevalgono condizionamenti climatici locali. Il limite inferiore teorico del permafrost discontinuo sul versante
meridionale dell’arco alpino (basato sulla MAAT di -1°C) si colloca mediamente attorno a 2600- 2700 m (Haeberli, 1985), anche se recenti studi hanno evidenziato come il limite reale sia localmente inferiore, anche in modo sensibile (Baroni et al., 2004; Seppi et al., 2003), evidenziando ancora una volta il carattere di discontinuità e l’importanza delle condizioni locali.

(Profilo termico verticale estivo e invernale di un terreno interessato da permafrost e terminologia)

Il grafico che andrò a mostrare di seguito mostra la temperatura media presente nei seguenti settori :(Nord-Ovest e Sud-Est della Groenlandia, rispettivamente ad una profondità di 20 cm e di 1 m).

Le temperature indicate sulla mappa non vengono osservate, ma sono un prodotto derivante da un modello previsionale. Cliccando sui cerchi, si può visualizzare le condizioni termiche del permafrost osservate nelle tre città di Sisimiut, Kangerlussuaq e Ilulissat nella Groenlandia occidentale. Le temperature sono continuamente monitorate negli impianti di perforazione dei tre siti e i dati vengono scaricati durante le visite alle stazioni che di solito avvengono una volta all’anno.

Nella figura, la temperatura minima è indicata dal colore (blu) e massima dal colore rosso, mentre la temperatura media è indicata tramite il colore(verde) (dal 1° agosto al 31 luglio).

La profondità alla quale la temperatura massima del terreno (curva rossa) è di 0°C indica la profondità massima in cui si verifica il disgelo in quell’anno, e quindi la parte superiore del permafrost. Al di sopra di questo livello, c’è uno strato che in inverno subisce un processo di congelamento e di scongelamento nel periodo estivo. Questo strato è chiamato “strato attivo”.

Le temperature rilevate nella parte più profonda del permafrost sono relativamente più alte nei siti meridionali della groenlandia ossia quelli di (Sisimiut e Kangerlussuaq) e più fredde in quelli settentrionali (Ilulissat).

Le temperature in prossimità della superficie hanno un andamento molto più variabile nella stazione interna di Kangerlussuaq, con il suo clima continentale, rispetto a Sisimiut, che si trova vicino alla costa.

http://polarportal.dk/en/greenland/frozen-ground/#

Le figure mostrate sotto, indicano il profilo della temperatura del suolo misurato a diverse profondità sotto la superficie del suolo nelle città groenlandesi di Ilulissat ,Sisimiut e Kangerlussuaq. Le figure sono attive e, utilizzando il cursore sotto, è possibile sfogliare i profili di temperatura misurati nel corso di diverse date La curva nera rappresenta il profilo di temperatura nella data indicata, mentre le curve grigie più chiare mostrano i profili di temperatura nelle precedenti date. Ciò serve per effettuare un confronto. Osservando la variazione della temperatura del suolo nel corso del tempo, si può vedere come la parte superiore del suolo si scongela in estate e si congela in inverno. Questo strato, che si scongela e si congela con le stagioni, è chiamato strato attivo.La variazione termica del terreno è determinata principalmente dalla variazione della temperatura dell’aria, ma è anche influenzata dalle precipitazioni (soprattutto la neve), dalle proprietà della superficie del terreno (ad es. vegetazione, colore, ecc.) e dall’insolazione, così come dalle proprietà termiche del terreno e dal contenuto di acqua e ghiaccio.

Nell’altra figura è mostrata una cosiddetta curva a tromba. Le curve rosse rappresentano la temperatura massima misurata ad ogni profondità nel corso di un anno. La curva blu mostra in modo simile la temperatura più fredda misurata ad ogni profondità dal sensore e la curva verde la temperatura media annuale. Dalla curva a tromba si può trovare lo spessore dello strato attivo (la massima profondità di disgelo) e la temperatura del permafrost. La parte di terreno considerata permafrost ha un colore di sfondo azzurro nella figura.