Laghi sotto il ghiaccio: la rete idrografica nascosta dell’Antartide

Dai radar ai satelliti, passando per le spedizioni italiane in Antartide: cosa sappiamo del mondo liquido e interconnesso che scorre sotto chilometri di ghiaccio e influenza il futuro del pianeta
di L. Cafarella, S. Urbini e A. Zirizzotti
tratto da INGVAMBIENTE

Perché parlare di laghi… sotto un continente di ghiaccio

Sotto la calotta antartica non c’è solo roccia e ghiaccio: c’è acqua liquida. Migliaia di metri sotto la superficie, bacini e canali formano una rete idrografica subglaciale che collega centinaia di laghi. L’acqua resta liquida grazie alla combinazione di calore geotermico, pressione del ghiaccio sovrastante e attrito alla base; si raccoglie nelle depressioni del basamento roccioso e può scorrere da un lago all’altro. Questa circolazione, invisibile ai nostri occhi, influenza la velocità del ghiaccio (lubrificando il contatto ghiaccio-substrato) e quindi la stabilità delle calotte.

È una scoperta relativamente recente: i primi indizi di un lago subglaciale risalgono alla fine degli anni ’60, quando rilievi sismici e radar aerotrasportati nell’area della stazione sovietica di Sovetskaya mostrarono segnali riconducibili alla presenza di un grande bacino d’acqua, quello che sarebbe poi stato identificato come Lago Vostok. Da allora il quadro si è ampliato fino a delineare un vero sistema idrico sotto il ghiaccio.

Come li abbiamo scoperti: dal “radar che ascolta” ai laser satellitari

I primi indizi risalgono alla fine degli anni ’50, quando rilievi sismici nell’area delle stazioni sovietiche di Sovetskaya e Vostok mostrarono anomalie compatibili con la presenza di acqua sotto la calotta. La svolta arrivò però con il radio-echo sounding (RES): la strumentazione a bordo di un aereo invia onde radio verso il ghiaccio e registra gli echi di ritorno. Dove il segnale riflesso è fortissimo e ha forma speculare (a specchio, piatta), spesso c’è acqua. Con questa tecnica si è costruito il primo catalogo continentale dei laghi subglaciali.

Negli anni Duemila, ai dati RES si sono uniti alle osservazioni satellitari, e in particolare l’altimetria laser (ICESat (2003–2009) e ICESat-2 (dal 2018)): misurando con grande precisione l’altezza della superficie glaciale nel tempo, si osservano lievi rigonfiamenti e abbassamenti che rivelano il riempimento e lo svuotamento dei laghi “attivi”. È così che si è capita non solo la presenza dei laghi, ma la loro interconnessione: nel 2006 è stato documentato un rapido trasferimento d’acqua tra bacini lontani, e nel 2009 è arrivato il primo inventario dei laghi “attivi” basato su ICESat.

L’inventario del 2012 ha contato 379 laghi; revisioni successive e nuovi dati hanno portato il totale ad oltre 400, segno che la mappa è ancora in evoluzione. La maggior parte giace sotto la porzione orientale del continente, ma numerosi laghi attivi sono allineati lungo l’origine dei grandi flussi di ghiaccio (ice streams), dove la dinamica è più sensibile alla presenza d’acqua.

Il caso emblematico: il Lago Vostok

Il Lago Vostok è il gigante nascosto: circa 250 km di lunghezza, 50 km di larghezza, superficie pari a ~12.500 km² e centinaia di metri di profondità. Giace circa 4.000 m sotto il ghiaccio dell’Antartide orientale e potrebbe essere isolato da milioni di anni: un laboratorio naturale per studiare i limiti della vita e analoghi extraterrestri come Europa (Giove) o Encelado (Saturno). Nel 2012 una perforazione russa ha raggiunto il lago. L’operazione ha sollevato un ampio dibattito sulle procedure di accesso “pulito” per evitare contaminazioni del bacino.

Nel 2013, nell’ambito del progetto USA WISSARD, il team di ricercatori ha effettuato una perforazione ad acqua calda sterilizzata per raggiungere la superficie del Lago Whillans (Antartide occidentale). Con successo sono riusciti a recuperare campioni “puliti” di acqua e sedimento, dimostrando l’esistenza di ecosistemi microbici che vivono al buio, a bassa temperatura e alta pressione. È stata la prima volta che un lago subglaciale antartico è stato campionato direttamente con protocolli di “clean access”.

Accanto a questi giganti, anche laghi più piccoli e accessibili stanno svelando mondi sorprendenti. È il caso del Lago ENIGMA, vicino alla base italiana Mario Zucchelli, dove nel 2024 una missione INGV-CNR ha campionato le acque del lago e ha scoperto tappeti microbici unici.

L’Italia in questa storia: radar, mappe e nuove scoperte

Tra il 1995 e il 2003 le spedizioni italiane (PNRA, INGV e università) hanno eseguito rilievi RES nell’area Vostok–Dome C. Le linee acquisite hanno permesso di misurare uno degli spessori di ghiaccio più grandi mai rilevati in Antartide (~4.757 m) e di mappare numerosi laghi subglaciali.

In particolare le prime analisi (1999–2000) hanno identificato 14 laghi nuovi, poi inseriti nell’inventario internazionale. In seguito lo stesso team ha descritto il “distretto” tra Vostok e le Belgica Highlands con 18 laghi mappati (di cui 14 nuovi). Un lavoro successivo ha mappato altri cinque laghi (quattro nelle Belgica Subglacial Highlands e uno nell’Aurora Basin) e ha confermato lo spessore record della calotta nell’area Vostok–Dome C.

Questi e altri dati raccolti dalle spedizioni italiane (più informazioni sul sito IRES) hanno rappresentato un tassello fondamentale nei prodotti Bedmap — dalle prime versioni fino alle più recenti (Bedmap2 e Bedmap3 di SCAR/BAS) — oggi strumenti di riferimento per la comunità scientifica internazionale nella ricostruzione della topografia nascosta sotto la calotta antartica.

Perché conta, e cosa ci aspetta

Capire come l’acqua circola sotto la calotta significa capire come e quanto velocemente il ghiaccio si muove verso l’oceano. Ogni “pieno” e “magra” di un lago subglaciale lascia una traccia misurabile dallo spazio e può influenzare i grandi flussi glaciali. È scienza di frontiera, ma con ricadute concrete: migliorare i modelli che usiamo per stimare l’innalzamento del mare e la stabilità delle calotte polari.

In questo sforzo l’Italia c’è: dai sorvoli radar nell’area Vostok–Dome C, alle mappe condivise (Bedmap) usate dalla comunità internazionale. È un contributo che unisce misure sul campo, collaborazione internazionale e tutela ambientale: accedere a questi ambienti richiede protocolli “clean access” rigorosi, nel solco del Trattato Antartico.

Conoscere questa rete idrica nascosta significa leggere meglio il futuro dei ghiacci e del mare: una responsabilità scientifica che ci riguarda tutti.