Regional Patterns of Anthropogenic Warming in East Antarctica: New Insights from Ice Core Climatic Signals

Global warming driven by human activities has a greater impact on polar regions than the global average, a phenomenon known as polar amplification. Strong warming has been observed in West Antarctica and the Antarctic Peninsula, whereas evidence in East Antarctica remains limited, despite its thick ice sheet representing the largest potential source of sea-level rise and a key component for understanding climatic feedbacks. Reanalysis data suggest a warming trend over the last 40 years on the plateau, but decadal natural variability and the limited coverage of instrumental records—starting in 1940 with a discontinuity around 1980—complicate robust trend estimation. Ice core records provide a long-term archive, with water stable isotopes (δ¹⁸O and δD) serving as a well-established “paleothermometer” for reconstructing past temperatures. In this Thesis, we present isotopic data from surface snow and ice cores collected in an underexplored East Antarctic region during the 2019–2020 austral summer as part of the EAIIST project. Snow samples are used to refine the paleothermometer, accounting for both temporal and spatial variability, and to quantify depositional and post-depositional effects that are crucial for interpreting the climatic signal preserved in ice cores. New ice core results are then presented, providing valuable insights into the regional pattern of warming in East Antarctica and enabling a better assessment of the impact of anthropogenic climate change in this region.

Il riscaldamento globale causato dalle attività umane ha un impatto maggiore sulle regioni polari rispetto alla media globale, fenomeno noto come amplificazione polare. Un forte riscaldamento è osservato in Antartide Occidentale e nella Penisola Antartica, mentre le evidenze in Antartide Orientale sono limitate, nonostante la calotta glaciale rappresenti la più grande potenziale fonte di innalzamento del livello del mare e un elemento chiave per comprendere i feedback climatici. I dati di reanalisi suggeriscono trend di riscaldamento negli ultimi 40 anni sul plateau, ma la variabilità naturale su scala decennale e la copertura limitata delle osservazioni strumentali—iniziate nel 1940 con una discontinuità intorno al 1980—complicano una stima robusta. Le carote di ghiaccio forniscono un archivio climatico a lungo termine, con gli isotopi stabili dell’acqua (δ¹⁸O e δD) che rappresentano un paleotermometro per la ricostruzione delle temperature passate. In questa Tesi, presentiamo dati isotopici provenienti da campioni di neve superficiale e carote di ghiaccio raccolti in una regione poco esplorata dell’Antartide Orientale durante l’estate australiana 2019–2020, nell’ambito del progetto EAIIST. I campioni di neve sono utilizzati per migliorare l’utilizzo del paleotermometro, considerando sia la sua variabilità temporale e spaziale, e per quantificare gli effetti deposizionali e post-deposizionali, cruciali per un’interpretazione accurata del segnale climatico conservato nelle carote. Successivamente, presentiamo nuovi risultati da carote di ghiaccio, fornendo preziose informazioni sul pattern regionale del riscaldamento in Antartide Orientale e permettendo una migliore valutazione dell’impatto del cambiamento climatico antropogenico in questa regione.