La ricerca suggerisce che le Alpi Europee stiano erodendo più lentamente rispetto a più di 10.000 anni fa.

20 gennaio 2024

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di Hannah Bird, Phys.org

La degradazione dei ghiacciai durante l'Olocene (negli ultimi ~17.000 anni) ha avuto un impatto significativo sugli ambienti montani circostanti, poiché i ghiacciai si sono ritirati lasciando caratteristiche forme del terreno dietro di sé, come creste di detriti (morene) depositate alla fronte durante il ritiro.

A ciò si aggiunge il tasso di erosione delle pendici montane "nuovamente" esposte, che provoca eventi di caduta massi, ed è l'oggetto di una nuova ricerca pubblicata su Earth and Planetary Science Letters, che suggerisce che i tassi di erosione potrebbero essere in diminuzione nelle decadi o secoli più recenti rispetto all'inizio dell'Olocene.

Il dottor Daniel Draebing, dell'Università di Utrecht, Paesi Bassi, e i suoi colleghi hanno studiato le pendici di un massiccio montuoso (denominate pareti di roccia) delle Alpi europee per testare il ruolo del riscaldamento climatico in questo cambiamento dei tassi di erosione. La teoria riguarda una riduzione del carico glaciale dalla fine dell'ultimo periodo glaciale di Dryas Giovane (~12.900-11.700 anni fa), che ha portato a una diminuzione dello scarico glaciale e quindi a un calo dell'esposizione dei versanti ripidi della valle all'erosione.

Combinando dati sul campo con la modellazione, il gruppo di ricerca ha calcolato tassi di erosione di 1,2-1,4 mm/anno per una valle alpina periglaciale nel sud della Svizzera circa 9.000-10.000 anni fa, basandosi sui detriti alla base delle pareti di roccia (pendii di detrito), e li ha confrontati con le misurazioni moderne dei tassi di erosione di 0,02-0,08 mm/anno tra il 2016 e il 2019.

In particolare, gli scienziati hanno ricostruito la storia del ritiro dei ghiacciai della valle di Hungerli, concentrandosi sulla temperatura delle pareti di roccia e su come ciò potrebbe aver influenzato la presenza di permafrost (materiale roccioso/terroso che rimane al di sotto di 0°C durante tutto l'anno) e la fessurazione da gelo (fratturazione della roccia causata dall'acqua che si congela).

La seconda forma si produce a causa di un processo noto come segregazione del ghiaccio, spiega il dottor Draebing, aggiungendo: "L'acqua si congela in ghiaccio e il ghiaccio attira ulteriore acqua verso il corpo di ghiaccio, causando un aumento di volume e producendo tensione che fa crollare la roccia".

La modellazione della fessurazione da gelo nel tempo si basa sulla variazione percentuale della porosità di paragneiss metamorfizzato e scisti di ardesia, alimentata da dati di laboratorio che testano la resistenza di campioni prelevati dal sito di studio.

Sia il permafrost che la fessurazione da gelo indeboliscono le pareti di roccia, portando a eventi di caduta massi, che potrebbero essere ulteriormente aggravati dall'attività sismica causata dai cambiamenti dello stress del terreno con il "peso" di un ghiacciaio (carico glaciale) rimosso durante lo scioglimento.

Le rilevazioni tramite scansione laser hanno aiutato il team di ricerca a registrare le variazioni dell'attività di caduta massi nella valle di Hungerli nel periodo di studio moderno, identificando 263 eventi, con un volume massimo di 159,4 m3 per un singolo evento. Tali eventi rappresentavano un pericolo per gli scienziati durante la loro ricerca sul campo, come afferma il dottor Draebing: "Lavorare in ambienti alpini è molto impegnativo per il team fisicamente e psicologicamente, e le cadute di massi attive sono pericolose, quindi questi rischi dovevano essere valutati ogni giorno".

Il dottor Draebing e i suoi colleghi hanno scoperto che i tassi di erosione più elevati si sono verificati durante l'Olocene medio-tardo sulle pendici che erano prive di ghiacciai da circa 10.000 anni fa, rispetto ai giorni nostri, e attribuiscono ciò all'intensità elevata del permafrost e della fessurazione da gelo.

Tale effetto è stato ulteriormente intensificato con l'elevazione, poiché le pareti rocciose montane oltre i 2700 m hanno subito una maggiore erosione rispetto alle località a quota più bassa durante il Dryas Giovane, con un picco nella fessurazione da gelo nei modelli. Tuttavia, questo modello è stato trovato in rottura nel corso del tempo, con un rapido declino del tasso di erosione. Ad esempio, negli ultimi cinque decenni, il tasso di erosione più elevato registrato nel sito è stato di 50,7 mm/anno, due ordini di grandezza superiore rispetto all'inizio dell'Olocene, ma è poi sceso a soli 0,58 mm/anno entro il 2019.

Si ipotizza che l'alto tasso iniziale di erosione, seguito da un rapido decadimento, sia causato da una combinazione di aumento della fessurazione da gelo, scongelamento del permafrost e adattamento del paesaggio allo scarico del ghiacciaio.

Il dottor Draebing suggerisce che non è possibile individuare quale di questi tre fattori sia predominante nell'erosione. "Tutti questi processi sono influenzati da basse temperature e precipitazioni (specialmente ghiacciai), quindi non sorprende che si verifichino nella stessa fascia di altitudine."

'We moved down in elevation and did a comparable study on rockwall areas that are permafrost-free and not affected by recent glaciation to identify the role of frost cracking in erosion and to work on a system where we can exclude permafrost and glacier retreat, both of which made analysis more challenging.'

Seasonal snow cover also plays a part, with thicker snow layers insulating the rockwall and delaying freeze-thaw processes. Overall, the research team concludes that frequent small-scale rockfalls occur in preference to larger-scale single devastating events as a result of glacial retreat.

Concerning whether erosion rates will continue declining until a future glaciation, Dr. Draebing says, 'Erosion depends upon topographic stresses (such as slope steepness) and climate-induced stresses (like frost cracking, permafrost thaw and glacier retreat). Climate-induced stresses will decrease due to climate warming, however, topographic stresses will persist. Erosion rate will reach an equilibrium probably similar to current erosion rates of 0.02 and 0.08 mm/year.'

This research is important in understanding the role deglaciation in a warmer world impacts processes affecting rock erosion, and therefore rockfall events, as climate change continues. In addition to permafrost and frost cracking, extreme weather events may also enhance erosion, as well as large-magnitude earthquakes.

The impact such situations may have on the local landscape and its inhabitants is vital to support the infrastructure mountain-dwelling communities and alpine tourism resorts rely upon, as well as wildlife struggling to adapt to the changing environment.

Dr. Draebing concludes, 'Due to climate change, glaciers and permafrost will disappear and frost cracking will decrease, which in the long term will result in decreasing erosion rates. However, in the short term, glacier retreat and permafrost thaw will increase erosion rates and rockfall hazard, something mountain communities will need to adapt themselves to in the near future.'

Journal information: Earth and Planetary Science Letters

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