Sebbene isolata dagli altri continenti, l’Antartide è collegata al resto del mondo attraverso circolazioni oceaniche e atmosferiche. L’Antartide e l’Oceano Meridionale circostante sono fattori chiave dei sistemi oceanici e atmosferici della Terra. Una caratteristica di fondamentale importanza è che circa il 90 per cento del ghiaccio terrestre (circa 26,9 milioni di chilometri cubi) (Fretwell et al. 2013) si trova qui, e il 70 per cento di tutta l’acqua dolce disponibile è rinchiuso nella calotta glaciale antartica. Se fuso, questo alzerebbe il livello del mare di 58 metri (Fretwell et al. 2013, Vaughan et al. 2013).
Altrettanto importante è l’Oceano australe che circonda il continente antartico. L’Organizzazione Idrografica internazionale considera il parallelo di 60°S come il limite settentrionale dell’Oceano Meridionale (IHO 2002); tuttavia, l’Australia si riserva il diritto di estendere i limiti dell’Oceano Meridionale alle coste meridionali dell’Australia da Cape Leeuwin a ovest e South East Cape in Tasmania (IHO 2002). A sud di 60°S, l’Oceano Australe si estende su circa 22 milioni di km2, ha una profondità media di circa 3300 metri e raggiunge profondità di 7000 metri; comprende circa il 6% del volume oceanico mondiale (Eakins & Sharman 2010). L’Oceano del Sud è l’unico oceano che circonda il globo disinibito dalle masse terrestri. L’Oceano Australe collega i 3 principali bacini oceanici (Atlantico, Pacifico e Indiano) e crea un sistema di circolazione globale che è in gran parte guidato dalla Corrente circumpolare antartica (ACC)—la più grande corrente del mondo. L’ACC scorre da ovest a est intorno all’Antartide e genera una circolazione rovesciata che trasporta grandi quantità di calore. L’ACC assume anche una quantità significativa di anidride carbonica (CO2) dall’atmosfera (Rintoul et al. 2001).
In inverno, le acque superficiali vicino all’Antartide si congelano per formare ghiaccio marino. Quando si forma il ghiaccio marino, il sale viene forzato fuori dal ghiaccio formante (rifiuto della salamoia), rendendo l’acqua sotto il ghiaccio più salina e quindi più densa. In alcuni punti intorno all’Antartide, le acque fredde e salate risultanti sono sufficientemente dense da affondare nell’oceano profondo e formare l’acqua di fondo antartica. Questa densa acqua di fondo affonda e si diffonde verso nord per fornire ossigeno agli strati profondi dell’oceano, e le acque più calde scorrono verso sud per sostituirlo. Il flusso verso sud a metà profondità compensa anche il flusso verso nord di acque più leggere. La formazione e la circolazione delle masse d’acqua dell’Oceano meridionale forniscono un collegamento chiave nel “nastro trasportatore” globale delle correnti oceaniche che controlla il clima trasportando calore e altre proprietà.
Per tutto il nostro pianeta, la pressione atmosferica, l’umidità, le temperature dell’aria e i modelli del vento sono interconnessi e fortemente influenzati dai processi nell’Oceano meridionale.
Oltre a svolgere un ruolo importante nell’influenzare i modelli meteorologici, l’ambiente antartico fornisce preziose informazioni sui cambiamenti climatici. Il ghiaccio continentale antartico contiene record climatici che si estendono indietro di oltre 800.000 anni, che sono stati ottenuti da carote di ghiaccio. Inoltre, l’ambiente antartico e la biosfera sono indicatori altamente sensibili del cambiamento ambientale attuale. Le previsioni fatte negli 1980 e negli 1990 sul cambiamento climatico e sui suoi effetti nelle regioni polari nel 21st secolo sono state ampiamente confermate (Singh et al. 2016). La principale differenza tra le previsioni precedenti e le osservazioni recenti è che il cambiamento delle previsioni sembra avvenire ad un ritmo più veloce di quanto inizialmente previsto—ad esempio, è già stata osservata una significativa perdita di ghiaccio dai ghiacciai e dalle principali calotte glaciali della Groenlandia e dell’Antartide (Vaughan et al. 2013). Nel caso della Groenlandia e di parti dell’Antartide occidentale, ci sono prove che questa perdita sta accelerando (Rignot et al. 2011, Vaughan et al. 2013, Sutterley et al. 2014). Fino a poco tempo fa, la regione della penisola antartica occidentale si stava riscaldando da 2 a 3 volte più velocemente della media globale (Turner et al. 2014); 3 delle 12 piattaforme di ghiaccio nella regione della penisola si sono ritirate in modo significativo e 4 sono crollate, pari a una perdita di circa il 18% del ghiaccio galleggiante (Cook & Vaughan 2010). Tuttavia, nell’Antartide orientale, che è stata protetta dagli effetti del riscaldamento globale dal diradamento dell’ozono comunemente noto come “buco dell’ozono” (Perlwitz et al. 2008), il riscaldamento è inferiore alla media globale (Turner et al. 2014). Le differenze regionali nelle risposte al riscaldamento climatico e alla variabilità evidenziano la complessità dei processi che attualmente influenzano l’ambiente terrestre.