Permafrost in movimento

Anche i ghiacciai a blocchi, costituiti da roccia ghiacciata non consolidata, cambiano rapidamente e profondamente nel corso dei cambiamenti climatici. Scendono, crollano, si allargano e talvolta collassano. Nelle regioni in cui si trovano, ci si chiede quindi se i ghiacciai rocciosi possano rappresentare una minaccia per l'uomo e le sue infrastrutture.

Per rispondere a questa domanda, i ricercatori di diversi istituti dell'ETH di Zurigo e dell'apertura Terrasense dell'ETH hanno osservato da vicino un ghiacciaio roccioso ai piedi del Furggwanghorn nella Valle del Turtmann, in Vallese. Il loro studio è stato appena pubblicato sulla rivista scientifica pagina esternaPermafrost e processi periglaciali rivista.

Colmare le lacune della conoscenza

"Per poter valutare il potenziale di pericolo, è necessario innanzitutto conoscere le condizioni di un ghiacciaio roccioso e il suo comportamento", spiega l'autore principale Thomas Buchli, dottorando presso la cattedra di geotecnica dell'ETH di Zurigo. "A questo proposito abbiamo ancora delle lacune nelle nostre conoscenze".

Ci sono stati numerosi studi sui ghiacciai rocciosi. Altri scienziati hanno misurato le temperature all'interno del permafrost e in superficie, dove hanno anche determinato la velocità di scorrimento. "Tuttavia, l'interazione tra la meccanica del suolo, la temperatura del suolo e l'acqua all'interno di un ghiacciaio roccioso non è mai stata studiata in modo così dettagliato", sottolinea Buchli. Per farlo, è necessario combinare diverse misurazioni. Finora la ricerca si è limitata ad aspetti come la temperatura o i movimenti superficiali, per poi confrontarli con altri rock glacier. Tuttavia, tali confronti non sono sempre vantaggiosi per la comprensione di un singolo rock glacier.

Collegare i dati tra loro

Nell'ambito della sua tesi di dottorato, il geotecnico Buchli, insieme a geofisici, idrologi e geologi, ha utilizzato un impressionante arsenale di strumenti di misurazione e monitoraggio sul ghiacciaio roccioso Furggwanghorn e nelle sue vicinanze.

I ricercatori hanno utilizzato, tra l'altro, dispositivi di misurazione radar e laser per caratterizzare la superficie. Utilizzando il GPS, hanno determinato la velocità di scorrimento del ghiacciaio roccioso in superficie. Gli specialisti hanno praticato diversi fori fino a 30 metri di profondità nel permafrost per studiare la struttura del terreno, il bilancio della temperatura e dell'acqua e le velocità di scorrimento all'interno.

Oltre ai termistori per misurare la temperatura, i ricercatori hanno installato nei pozzi anche degli innovativi inclinometri. Alcune misurazioni sono state uniche: per la prima volta, Buchli è stato in grado di determinare in modo continuo i movimenti di scorrimento del ghiacciaio roccioso fino a tre metri in un foro. I ricercatori hanno ottenuto ulteriori informazioni sulla stratificazione e sulla struttura del ghiacciaio roccioso con indagini geofisiche.

Cambiamenti sorprendentemente rapidi

Ciò che ha colpito in modo particolare è stata la rapidità e la forza con cui la superficie del ghiacciaio roccioso Furggwanghorn si è mossa e modificata durante il periodo di studio. Gli scienziati sapevano già che questo ghiacciaio roccioso si riscalda più velocemente e si disgrega più rapidamente della maggior parte degli altri. "Tuttavia, la velocità mi ha sorpreso", dice Buchli. "Inclinazione, torsione, cedimento: tutto sul ghiacciaio roccioso era in qualche modo in costante movimento".

Tuttavia, il ghiacciaio roccioso non si è mosso nel suo insieme, ma in sezioni. In una parte del fronte si è spostato di diversi metri in discesa all'anno, mentre nella sua area di alimentazione si è mosso solo di poche decine di centimetri e in un'altra parte del fronte è rimasto fermo.

Troppo caldo per il ghiaccio

Diversi fattori sono possibili responsabili di questi cambiamenti: le precipitazioni, l'aumento della temperatura dell'aria, il contenuto d'acqua e, naturalmente, la temperatura e la composizione del permafrost. "Sono molti i fattori che controllano un rock glacier. ? difficile individuarne uno solo", afferma Buchli.

Anche il ghiacciaio roccioso del Furggwanghorn è relativamente caldo. All'inizio delle misurazioni, le temperature nel cuore del permafrost erano appena inferiori al punto di congelamento. L'acqua di superficie non necessariamente congela e scorre attraverso un sistema intervallato da pori e crepe. Se il permafrost fosse più freddo, l'acqua si trasformerebbe in ghiaccio. Ciò renderebbe il permafrost coeso, più stabile e meno permeabile all'acqua.

Durante i sei anni di misurazioni, le temperature nel suolo del permafrost sono aumentate continuamente. Ora sono appena sopra gli zero gradi in ampie aree del ghiacciaio roccioso. "Già durante la perforazione ci siamo resi conto che il ghiacciaio roccioso doveva essere relativamente caldo, perché continuavamo a trovare aree con acqua libera con la testa del trapano", ricorda Buchli.

L'acqua che scorre attraverso il ghiacciaio roccioso è probabilmente responsabile anche di una parte della deformazione superficiale. L'acqua trasporta il calore dall'esterno al ghiacciaio roccioso. Il permafrost si scongela e di conseguenza il terreno sovrastante sprofonda. Tuttavia, i ricercatori non hanno compreso appieno come l'acqua fluisca attraverso il ghiacciaio roccioso. "Il flusso dell'acqua attraverso un ghiacciaio roccioso è molto complesso e difficile da studiare", afferma Buchli.

Nessun pericolo immediato

I ricercatori non sono riusciti a individuare alcun pericolo immediato per le valli sottostanti, in questo caso la Valle di Turtmann. ? più probabile che il ghiacciaio roccioso o parti di esso crollino silenziosamente in futuro, lasciando dietro di sé detriti non congelati. "Nel peggiore dei casi, questo potrebbe trasformarsi in una colata di fango durante le precipitazioni estreme e diventare potenzialmente pericoloso", afferma Buchli. Nel caso del ghiacciaio roccioso del Furggwanghorn, tuttavia, non sono state trovate prove che si stia sviluppando in questa direzione. Tuttavia, i rock glacier devono continuare a essere monitorati.

Ricerca sul ghiacciaio roccioso del Furggwanghorn