IL LABORATORIO MARE
Il progetto di realizzazione di una Stazione di Monitoraggio Ambientale Marino (Stazione Mare) nasce dalla volontà di tutti gli enti pubblici di ricerca ed università associati al DLTM di realizzare un sistema di monitoraggio avanzato complementare a quelli già esistenti sul territorio ligure, mettendo a fattor comune risorse umane, infrastrutture e attrezzature, contribuendo ai costi di mantenimento in efficienza.
Per la progettazione preliminare ed esecutiva della Stazione DLTM ha selezionato, tramite apposita procedura pubblica, un consulente esperto (la società Hydra Solutions) nella progettazione di sistemi operanti in ambiente marino.
Con il supporto di Hydra Solutions e degli EPR interessati, DLTM ha completato la definizione di dettaglio del layout dell’infrastruttura, che si compone di due moduli: una stazione costiera, denominata “mooring Costiero” ed una struttura offshore, denominata “Levante Canyon Mooring”.
STAZIONE COSTIERA “MOORING COSTIERO”
Un osservatorio hi-tech cablato a 10 metri di profondità con acquisizione dati in real-time, dotato di una sonda profilatore CTD, la cui caratteristica principale è quella di permette la visualizzazione in tempo reale di dati relativi a conduttività, pressione e temperatura; un sofisticato gravimetro deputato alla misurazione dell’accelerazione di gravità; un correntometro costituito da un’elica libera di ruotare che crea impulsi proporzionali alla velocità dell’acqua; una telecamera digitale subacquea utile a monitorare l’ecosistema sottomarino e speciali gabbie per lo studio della degradazione delle plastiche e dell’assorbimento di sostanze inquinanti in ambiente marino. Questo innovativo osservatorio sottomarino è stato installato lo scorso 04/03/2020 presso la Baia di Santa Teresa (La Spezia) dal Distretto Ligure delle Tecnologie Marine (DLTM) assieme ad ENEA, CNR, INGV, con il supporto della Cooperativa Mitilicoltori Associati e del Comune di Lerici.
Tra i parametri monitorati, quelli della conduttività, pressione e temperatura dell’acqua hanno come principale finalità il monitoraggio ambientale e lo studio degli effetti del cambiamento climatico, visto che il Mar Mediterraneo occidentale è stato testimone di numerosi eventi di mortalità di massa che hanno coinvolto varie specie di invertebrati acquatici. Il primo grande evento di mortalità di massa è avvenuto alla fine dell’estate del 1999, quando circa 30 specie di invertebrati furono severamente danneggiati per piu’ di 500 km di costa (dal Mar Ligure orientale fino alla costa della Provenza in Francia e alle isole Baleari nella costa a nord di Minorca in Spagna), altri eventi simili di mortalità di massa furono osservati nell’estate del 2003 e del 2018 associati sempre ad alte temperature dell’acqua.
Nel 2003 nel Golfo di La Spezia fu registrato un incremento di temperatura di circa 2°C a 20 metri di profondità, ciò portò ad eventi di mortalità che danneggiarono totalmente in alcuni casi e parzialmente in altri gran parte della comunità della popolazione dell’ottocorallo Paramuricea Clavata (gorgonia rossa) sui fondali dell’isola del Tinetto, nella zona ad ovest del Golfo di La Spezia.
Avere, perciò, uno strumento come il CTD, che restituisce in continuo dati sulla salute del nostro mare, ci permette di monitorare l’evoluzione e avere informazioni di tutto l’ecosistema marino-costiero del Golfo di La Spezia, anche ai finidi fondamentale importanza per della tutela, della gestione integrata e della valorizzazione delle sue risorsesalvaguardia dell’ecosistema marino. Inoltre, considerando che il sito scelto per l’installazione dell’osservatorio è prossimo all’imboccatura del Porto di La Spezia, la presenza del correntometro risulta di fondamentale importanza per monitorare la velocità della corrente all’imboccatura stessa del porto, al fine della realizzazione di modelli di corrente costiera per la costruzione di opere di difesa della costa e per lo studio dei fenomeni di trasporto sedimentario durante le opere di dragaggio.
Oltretutto, l’infrastruttura potrà anche essere utilizzata da parte di imprese ed enti di ricerca, come un vero e proprio laboratorio di sperimentazione per testare tecnologie all’avanguardia e sensori subacquei innovativi. Il collegamento cablato dell’infrastruttura permetterà inoltre la fruizione in tempo reale delle immagini e dei dati geofisici ed oceanografici acquisiti.
STAZIONE PROFONDA “LEVANTE CANYON MOORING”
La stazione offshore “Levante Canyon Mooring” è un sistema di monitoraggio multidisciplinare offshore per l’acquisizione ed elaborazione di dati geofisici ed idro-oceanografici del Mar Ligure, messo a mare lo scorso 23 settembre 2019 al largo della costa delle Cinque Terre, e realizzato da Distretto Ligure delle Tecnologie Marine (DLTM) in collaborazione con gli Enti di ricerca CNR, ENEA, INGV, con il supporto dell’Istituto Idrografico della Marina Militare. Questo osservatorio, posizionato a circa 600 m di profondità in corrispondenza di un canyon sottomarino, favorirà lo studio dei cambiamenti climatici, la protezione degli ecosistemi marini e la mitigazione dei rischi naturali legati ad attività antropiche.
Nello specifico, l’osservatorio “Levante Canyon Mooring” è costituito da una catena strumentata dedicata al monitoraggio geofisico ed oceanografico in mare profondo di parametri come salinità, temperatura, torbidità e velocità della corrente per lo studio del fondo e della colonna d’acqua. Partendo dal basso verso l’alto, la stazione di monitoraggio offshore è caratterizzata da una trappola per sedimenti posta a 582m di profondità, che permetterà di ottenere informazioni relative all’apporto di sedimenti e nutrienti, che si incanalano nel
canyon e provenienti dalla piattaforma continentale. Un torbidimetro a 580m di profondità che ha lo scopo di registrare la torbidità dell’acqua ( lo strumento rileva la luce diffusa dalle particelle sospese nell’acqua, generando una risposta proporzionale alla torbidità o ai solidi in essa sospesi). Vi sono poi sensori di conducibilità, temperatura e pressione posti a tre differenti profondità, rispettivamente a 579m, 335 m e 85m, allo scopo di poter confrontare i dati lungo la colonna d’acqua.
Bisogna tenere presente che la temperatura dell’acqua marina non ha una distribuzione uniforme lungo la colonna d’acqua per questo risente del riscaldamento del mare da parte dei raggi solari. In particolare, al di sotto della superficie, gli strati d’acqua sono divisi in tre zone differenti:
- profondità compresa tra 50 e 200 metri – con temperature simili a quelle superficiali;
- profondità fino a 1000 metri, la temperatura diminuisce rapidamente;
- profondità oltre i 1000 metri, la temperatura diminuisce gradualmente.
La zona in cui si verifica la massima variazione di temperatura con la profondità viene nominata “termoclino”. È tuttavia difficile stabilire la profondità esatta del termoclino, si utilizza pertanto un’approssimazione considerandolo come una fascia d’acqua dove il gradiente termico verticale (la variazione di temperatura con la profondità) è molto elevato rispetto agli strati superiore e inferiore. Nel Mar Mediterraneo l’andamento stagionale della temperatura dell’acqua condiziona le abitudini della fauna che deve adattarsi a queste differenti condizioni nel corso dell’anno. Nei mesi invernali gli strati superficiali sono piuttosto freddi a causa della bassa insolazione e dell’azione dei venti. Quando il mare tra marzo ed aprile si raffredda, le masse d’acqua superficiali sprofondano e attraverso i moti convettivi portano con sé nutrienti e ossigeno in profondità. Con il progressivo aumento della radiazione solare, in primavera, gli strati superficiali si riscaldano
generando un crescente contrasto termico con le acque profonde. Invece, durante il periodo estivo, la temperatura dell’acqua tende a stabilizzarsi, grazie anche alle correnti superficiali prodotte dal vento che separano le acque tiepide e meno dense in superficie da quelle più fredde in profondità. In queste condizioni il termoclino è ben delimitato e si individua generalmente tra i 15 e i 40 metri di profondità. I primi metri sotto la superficie sono caratterizzati da temperature superiori a 18°C e da una buona ossigenazione delle acque. Lo strato sottostante il termoclino ha una temperatura che varia molto lentamente ed è caratterizzato, nei mesi estivi, da scarsa ossigenazione poiché rimane isolato dall’atmosfera per mezzo del termoclino stesso. E’ evidente come un innalzamento della temperatura dell’acqua di mare possa avere delle ripercussioni su questi equilibri, andando a impattare anche gli ecosistemi che ne dipendono per l’apporto di nutrienti e ossigeno.
Il mooring profondo prevede inoltre anche due correntomentri acustici posti rispettivamente a 406m e 325m di profondità, utili per ottenere informazioni, integrare e confrontare i dati relativi alla velocità della corrente in due punti distinti e significativi della colonna d’acqua. Questo strumento misura la velocità e la direzione della corrente, su più quote prefissate lungo la colonna d’acqua, tramite l’emissione di onde acustiche grazie all’effetto “Doppler”. In pratica lo strumento invia delle onde acustiche a frequenza costante, quando queste incontrano il particolato in sospensione rimbalzano e vengono riflesse indietro. Se la particella che viene colpita dal fronte d’onda si sta allontanando dallo strumento, l’onda riflessa avrà una frequenza minore rispetto a quella incidente, viceversa se invece si sta avvicinando la frequenza riflessa sarà maggiore. Grazie
all’effetto Doppler, dato dalla differenza tra la frequenza emessa e ricevuta, il correntometro acustico è in grado di calcolare la velocità con cui si muovono le particelle e di conseguenza le correnti d’acqua.
La stazione di monitoraggio profondo prevede poi la strumentazione necessaria all’ancoraggio sul fondo della stessa, al galleggiamento e degli sganciatori acustici per il recupero, utili a riportare in superficie l’intera linea strumentata, in fase di manutenzione ordinaria o straordinaria.
L’installazione della stazione di monitoraggio è stata resa possibile grazie alla Nave Oceanografica del CNR “Dallaporta”, consentendo il posizionamento dell’osservatorio a circa 6.5 miglia nautiche al largo dell’Area Marina Protetta delle Cinque Terre, dove la profondità raggiunge i 600 m.
Questo tratto di mare costituisce un punto di osservazione marino esclusivo, non solo perché è posto all’interno del “Santuario Pelagos”, zona con elevata concentrazione di cetacei, ma anche per la presenza di un canyon sottomarino che, per le forti correnti di fondo e il notevole apporto di sedimenti e sostanze organiche, crea un ambiente favorevole allo sviluppo e crescita di ecosistemi di pregio quali i coralli profondi. Uno studio congiunto ENEA e IIM nel 2014 ha infatti evidenziato con il supporto di un ROV (sottomarino a comando remoto) la presenza di coralli bianchi vivi alla profondità di circa 570 m. Questi organismi danno origine ad ecosistemi profondi ad elevata biodiversità, ma subiscono un forte impatto causato dalla pesca a strascico; devono quindi essere preservati e sono di notevole interesse scientifico.
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