Antartide e storia del pianeta

[natoxcorrere]

L'Antartide e la storia del pianeta

Negli ultimi 30 milioni di anni, da quando cioè è rimasto isolato dagli altri continenti ed ha cominciato a sviluppare una calotta glaciale, l'Antartide ha svolto un ruolo determinante in molti processi globali, quali ad esempio la circolazione atmosferica ed oceanica, condizionando in tal modo anche l'evoluzione della vita sul nostro pianeta. Tale ruolo è divenuto particolarmente significativo negli ultimi 5-6 milioni di anni, da quando cioè, rispetto alle epoche precedenti, è iniziato un sensibile raffreddamento del clima terrestre. Studiare il passato dell'Antartide è, dunque, un elemento imprescindibile per la conoscenza del nostro pianeta e delle complesse leggi che lo regolano.

I mari che circondano l'Antartide conservano imponenti spessori di sedimenti: dalla loro composizione, dal contenuto in fossili e pollini, dalla loro distribuzione e spessore è possibile riconoscere l'ambiente in cui sono stati deposti, ricostruire i processi di erosione e trasporto (glaciale o fluviale), indagare le fasi di avanzata e ritiro della calotta glaciale, ed ottenere così un valido contributo alla soluzione degli interrogativi ai quali abbiamo accennato.

Le ricostruzioni ambientali del passato (studi paleogeografici e paleoambientali) costituiscono un settore di ricerca di grande attualità, soprattutto se si considera che ancora oggi non è nemmeno chiaro se l'aumento della temperatura globale di circa due gradi, previsto a causa del cosiddetto "effetto serra", produrrà un aumento oppure una diminuzione della calotta antartica.

Lo studio dei margini della placca antartica e dei bacini che circondano l'Antartide è stato avviato nel 1993 con il coordinamento del Consiglio Nazionale delle Ricerche, successivamente assunto dall'Osservatorio Geofisico Sperimentale di Trieste. Due i filoni principali di ricerca che compongono questi studi: riferendosi ad una scala di decine di milioni di anni, il primo filone cerca di ricostruire l'evoluzione geografica dell'Antartide (paleogeografia) attraverso lo studio delle strutture e della dinamica della crosta terrestre, mentre il secondo studia le variazioni dell'ambiente antartico (studi paleoambientali) attraverso l'analisi dei sedimenti. I due filoni sono strettamente connessi tra loro in quanto non è possibile effettuare ricostruzioni paleoambientali accurate in assenza di un quadro paleogeografico affidabile.

Nell'ambito degli studi paleogeografici, l'Istituto di Geologia Marina di Bologna ha dedicato una particolare attenzione al Punto Triplo di Bouvet. La placca antartica è quasi totalmente delimitata da dorsali oceaniche. Queste strutture, presenti in tutti gli oceani, si formano a causa dell'allontanamento di due placche e sono luoghi di formazione di nuova crosta oceanica. Il Punto Triplo di Bouvet è il luogo di incontro delle placche antartiche, sud americana ed africana, ed è uno dei rari punti tripli al mondo formato da tre dorsali oceaniche. Gli studi in quest'area hanno messo in evidenza una migrazione verso nord alla velocità di 4-5 cm/anno del Punto Triplo di Bouvet conseguente ad una crescita della placca antartica.

Nell'ambito delle ricostruzioni paleoambientali, l'Italia partecipa ad uno dei più recenti progetti internazionali di maggior fascino scientifico e complessità tecnica; si tratta del progetto CAPE ROBERTS, il cui obiettivo principale è quello di ricostruire l'evoluzione del clima dell'Antartide prima e durante la sua trasformazione da area temperata (30 milioni di anni fa) ad area glaciale, tramite perforazioni del fondo marino da una stazione costruita sul pack. Fra i numerosi risultati già raggiunti, sono state scoperte tracce di una gigantesca eruzione avvenuta da un vulcano di cui non esiste più traccia.

Monitoraggio ambientale da aereo e da satellite per ricerche ecologiche ed ambientali

L'utilizzo di dati ripresi da aereo o da satellite sta sempre più affermandosi come strumento indispensabile per lo studio delle regioni polari. Molti processi naturali quali l'evoluzione stagionale del ghiaccio marino, l'estensione delle coperture glaciali continentali e l'attività termica superficiale possono essere analizzati nel tempo, facendo uso di tecniche di telerilevamento. Queste metodologie di indagine sono utilizzate per acquisire dati sia di tipo spaziale sia di tipo spettrale, cioè sulle caratteristiche dei singoli terreni in base alle caratteristiche di riflessione. [FIG. 20]
Fig. 20: ripresa da satellite dell'area della stazione antartica di Baia Terra Nova

Fig. 21: ripresa da satellite dell'area della stazione artica "Dirigibile Italia", isole Svalbard


Gli esperimenti condotti negli ultimi anni nel settore della radiometria del manto nevoso nei diversi ambienti glaciali hanno dimostrato la capacità dei sistemi multispettrali attualmente disponibili nel riconoscere i vari tipi di manto nevoso e di ghiaccio ed anche il loro grado di contaminazione. I dati satellitari, ripresi con sensori radar, permettono di studiare i processi di formazione e di scioglimento del ghiaccio marino, in relazione alle variazioni climatiche e alla dinamica oceanica. Particolarmente interessante è anche lo studio della distribuzione stagionale delle coperture nevose che, influenzando direttamente la distribuzione della vegetazione, può determinare il comportamento della fauna selvatica. È possibile acquisire informazioni sul contenuto in acqua dei suoli, parametro fondamentale per studi idrologici e climatici, che permettono di elaborare modelli interpretativi sul comportamento del permafrost e sulle sue modifiche stagionali. I dati così ottenuti possono essere introdotti nei modelli previsionali sull'evoluzione e sulla distribuzione areale della vegetazione, contribuendo pertanto agli studi ecologici.

Molti sensori utili per applicazioni polari sono già operativi o saranno messi in orbita nei prossimi anni; le stesse considerazioni valgono per le stazioni di ricezione a terra. [Fig. 21]

Sensori nelle microonde possono fornire informazioni sulla densità della neve, sulla dimensione dei granuli, sulla scabrosità della superficie e sulla presenza di aree in fusione. I sensori AVHRR permettono di individuare fenomeni di intensa deformazione all'interno del ghiaccio e di mettere così in evidenza topografie sepolte, come ad esempio il limite tra i ghiacci che si poggiano su fondali marini e le piattaforme galleggianti. I sensori dei satelliti Landsat e SPOT permettono un'analisi significativa degli aspetti geologici, geomorfologici e glaciologici del territorio, in particolare riferiti al movimento dei ghiacciai. Un considerevole sviluppo nei programmi di monitoraggio delle regioni polari sarà determinato dal programma denominato "Earth Observing System" (EOS), che dovrebbe partire all'inizio del prossimo secolo.

Il contributo del CNR nell'ambito di programmi polari ha prodotto risultati utili per indagini geolitologiche, per la cartografia geologica e geomorfologica e per l'analisi delle proprietà radiometriche del manto nevoso. È stata sperimentata con successo l'integrazione delle informazioni derivate dall'analisi di foto aeree e da immagini da satelliti opportunamente elaborate per la produzione di carte geomorfologiche a diverse scale. L'elaborazione dei dati multispettrali Landsat e SPOT ha consentito di individuare metodologie idonee al riconoscimento ed alla classificazione di diversi tipi di roccia affioranti, all'estrazione di pattern morfologico-strutturale e alla classificazione dei terreni in base alle variazioni di albedo. Poiché l'obiettivo principale nell'utilizzo dei dati da satellite è di convertirli in misure affidabili, nel corso delle spedizioni polari sono state acquisite numerose misure spettroradiometriche del manto nevoso nell'intervallo di lunghezza d'onda compreso tra 350 e 2500 nm, corredate da misure nivologiche e osservazioni climatiche locali. L'insieme di questi dati è strutturato all'interno di un archivio consultabile via rete e costituisce un utile riferimento per il monitoraggio delle coperture con dati satellitari.

CNR