Le montagne sottomarine risolvono la principale sfida scientifica della circolazione oceanica

L'oceano è in continuo movimento: l'acqua calda si sposta lentamente dai tropici verso i poli, dove si raffredda e si inabissa, portando con sé carbonio, calore e sostanze nutritive immagazzinate. Dove quest'acqua fredda e pesante trovi l'energia per riemergere rappresenta una grande sfida scientifica.

Gli scienziati ritengono che le montagne sottomarine, enormi rilievi che raggiungono migliaia di metri di altezza, possano smuovere le correnti marine profonde che influenzano il modo in cui l'oceano immagazzina il calore e il carbonio.

L'oceano che si agita

Gli scienziati ritengono che le montagne sottomarine possano essere le "aste di agitazione dell'oceano" e hanno esplorato le acque che le circondano per misurare direttamente il flusso turbolento. Hanno utilizzato la modellazione numerica per quantificare il modo in cui la turbolenza sottomarina intorno alle montagne sottomarine influenza la circolazione oceanica e hanno identificato un meccanismo importante nel rimescolamento degli oceani, che manca nei modelli climatici. I risultati potrebbero essere utilizzati per migliorare le previsioni dei modelli su come l'oceano reagirà al riscaldamento globale.

"Mancava una misura dell'importanza di questo processo su scala globale", aggiunge il coautore, il professor Alberto Naveira Garabato dell'Università di Southampton. "L'unico motivo per cui siamo riusciti a fare questa prova è che solo di recente abbiamo mappato un numero sufficiente di fondali marini". È probabile che il numero di montagne sottomarine sia ancora più grande, quindi le nostre stime sulla loro importanza nella miscelazione sono ancora prudenti".

Ostacoli subacquei

Sul fondo dell'oceano esistono decine di migliaia di montagne sottomarine che costituiscono un ostacolo per le correnti marine profonde: l'acqua si precipita sui loro pendii scoscesi e crea vortici di scia a spirale che trasportano l'acqua verso la superficie.

"Le acque profonde intorno a una montagna sottomarina sono caotiche e turbolente", spiega Mashayek. "La turbolenza agita l'oceano come se si stesse mescolando il latte nel caffè". Questo rimescolamento può attirare l'acqua pesante e profonda verso la superficie, completando un circuito che mantiene l'oceano in movimento.

La turbolenza in profondità è stata misurata in passato intorno alle montagne sottomarine, ma non era chiaro quanto fosse importante questo processo nella circolazione oceanica una volta estrapolato all'intero oceano. La turbolenza intorno alle montagne sottomarine contribuisce a circa un terzo del rimescolamento oceanico a livello globale, ma era circa il 40% nell'Oceano Pacifico, dove ci sono più montagne sottomarine.

Il Pacifico è il più grande deposito di calore e carbonio; si pensa che qui le acque profonde impieghino diverse migliaia di anni per riemergere, "ma se le montagne sottomarine aumentano il rimescolamento, in particolare nei grandi depositi di carbonio come il Pacifico, i tempi di stoccaggio potrebbero essere più brevi e il rilascio anticipato del carbonio potrebbe accelerare il cambiamento climatico", ha dichiarato la coautrice Laura Cimoli, anch'essa di Cambridge.

Il team internazionale di ricercatori intende ora includere la fisica della turbolenza indotta dalle montagne sottomarine nei modelli climatici per migliorare le previsioni sull'impatto che i cambiamenti climatici potrebbero avere sullo stoccaggio del carbonio e del calore nell'oceano.

"Per sapere come l'oceano si sta adattando ai cambiamenti climatici, dobbiamo avere una rappresentazione realistica della circolazione oceanica profonda. Ora siamo un passo più vicini a questo obiettivo", conclude Mashayek.

Fonte della notizia

Mashayek, A. et al. (2024) On the role of seamounts in upwelling deep-ocean waters through turbulent mixing, Earth, Atmospheric and Planetary Sciences.