Ente o Amministrazione
Consiglio Nazionale delle Ricerche - CNR
Progetto
Cambiamenti globali
Titolo
Variazioni nella composizione biogeochimica del mare
Descrizione e sintesi dei contenuti
Nel sistema terra l’oceano gioca un ruolo fondamentale. Sia in termini passivi, come comparto soggetto a variabilità indotte dai cambiamenti climatici, sia in termini attivi, in grado cioè di esercitare feedback di controllo e modulazione degli stessi, l’oceano reagisce/agisce mediante scambi di materia ed energia attraverso con trasporto di calore, acqua, sale e ridistribuzione e/o modificazione di componenti disciolte e particellate al suo interno. In altri termini, la composizione dell’oceano è intrinsecamente legata ai processi in esso presenti ed agli scambi, nel contesto di un sistema globale in continuo cambiamento. L’approfondimento dello studio dei flussi tra i vari comparti e delle sue distrofie comprensive delle attività microbiche che regolano i processi basilari dei cicli bio-geo-chimici del mare richiedono ricerche sulla trasformazione della materia organica finora poco studiata e una più corretta valutazione di sink (immagazzinamento) e source (origine) di CO2 nell’ecosistema marino. La scarsa conoscenza delle relazioni tra le componenti organiche e microbiche e gli altri elementi di origine antropica necessita di studi di sistemi complessi nel sistema bentico-pelagico.
Obiettivi / Finalità
- Studio delle variazioni nella composizione biogeochimica del mare a diverse scale spaziali e temporali, delle sue relazioni con i forzanti esterni, dei processi interni di trasformazione e ridistribuzione di materia ed energia e degli scambi attraverso le interfacce
- Definizione delle caratteristiche idrologiche e biogeochimiche delle masse d’acqua, determinazione dei range di variabilità alle diverse scale spaziali e temporali. Definizione dei principali forzanti di variabilità naturali e antropici
- Definizione dei processi di trasformazione fisici e biogeochimici e delle dinamiche biologiche
- Impatto delle attività antropiche sui processi biogeochimici, in particolare sulle componenti biotiche dell’ecosistema marino
- Studio della variabilità pluriennale dei processi microbici in relazione alla variabilità climatica
- Riorganizzazione e rivalutazione dei dataset storici per la definizione della variabilità a lungo termine della composizione biogeochimica marina e l’individuazione di trend e delle relative cause
- Sviluppo di metodologie e tecniche di indagine ambientale in campo marino
Competenze e tipologia risorse umane impegnate
Approccio multidisciplinare con competenze di
- fisica
- chimica
- biologia
- microbiologia
- biogeochimica
- geologia
- informatica
Esperienza tecnologica nell’integrare osservazioni in tempo reale e su scale temporali che vanno dal processi attuali, alle decine e centinaia di anni.
Risorse umane impegnate: n. 16 unità di cui n. 9 ricercatori
Partners esterni
Collaborazioni (partner e committenti) Committenti: UE, Miur(Firb, Fisr), Ministeri, Enti di Ricerca, Regioni, Agenzie Regionali, Industrie. Collaboratori: Istituzioni estere: Marine Biology Station (Slovenia), Center for Marine Research e CER-Split (Croazia), HEI e PWC (Bosnia-Erzegovina), UNIBE (Serbia-Montenegro) e IE (Albania), Stony Brook (USA), Uni Stanford (USA), Univ. of Aberdeen, Centre for Environ., SEA Environ. Decisions, Fisheries & Aquaculture Science, e Scottish Association for Marine Sciences-GB), Commissariat à l'Energie Atomique – Lab. des Sciences du Climat et de l'Environ., Lab. De Biogéochimie et d'Océanographie (LOB), (Francia), Unisense A/S, Univ. Of Copenhagen, Univ. of Potsdam, Max Planck Institute for Marine Microbiology, Univ. of Göteborg.. Istituti CNR (Isac, Idpa, Univ. Modena, Bologna, Ancona, Trieste, Udine, Lecce, Bari, Genova-Dist, NetWet2, Conisma, OGS, INGV, ENEA, ICRAM, SZN, LBM, APAT, Regioni (assessorati ambiente, attività produttive, turismo, agenzie meteo, Arpa Daphne), Comuni, Province, Autorità portuali, Consorzi (CMCZ, Conisma, ecc.), gruppi nazionali (GNOO, LTER), Industrie (Eni, Agip, ecc.) e piccole e medie imprese
Risultati ottenuti
Valutazione dei cambiamenti nella composizione biogeochimica del mare, siti d'interesse climatico e loro inserimento in reti nazionali ed internazionali, flussi e bilanci biogeochimici, costituzione di serie temporali, ricostruzioni multidisciplinari del sistema bentico-pelagico, definizione delle distrofie marine, diagnostica ambientale, sistemi gestionali tecnologici per lo studio dei flussi, stima degli scambi di energia nei vari comparti marini, valutazione dei trend e scenari futuri.
Tecniche di acquisizione dei dati: navigazione, batimetria, misure oceanografiche, biologia microbiologia, campionamento di particellato, installazione di siti fissi in zone di importanza critica per i temi affrontati, misure di flussi all’interfaccia acqua-sedimento e sedimento.
Tra le tecniche di analisi in laboratorio: parametri chimico, fisici, biologici, sedimentologici, granulometria, magnetismo, datazioni.
I principali parametri analizzati: la componente autotofra ed eterotrofa, stime di biomassa microbica e morfometria cellulare, nutrienti, lo studio della componente carbonio, microinquinanti, inquinanti, tessitura, radioisotopi.
Sono in corso sviluppi tecnologici per acquisizione di dati e trasmissione in real time, sviluppo di camere bentiche e lander. Vengono recuperati dati storici organizzati in banche dati.
Ricadute per processi produttivi
- Studi sul ciclo del carbonio connesso ai cambiamenti climatici in aree mediterranea
- Gestione dell’ambiente marino e riduzione dell’impatto degli eventi distrofici sul turismo e pesca e connessioni con i carichi massimi ammissibili
- Banche date e mappe di aree marine (in particolare Adriatico) di eventi distrofici e antropici
- Sviluppo di sistemi integrati tra strutture di ricerca e enti preposti, per la gestione di fenomeni eutrofici e distrofici delle aree costiere. Progettazione e implementazione di strutture automatiche di monitoraggio e osservative per misure biogeochimichein continuo con trasmissione dei dati in real time
- Studi del carico trofico del sistema idrico nelle aree CADSES (Central Adriatic Danubian South-Eastern European Space)
- Sviluppo di tecnologie per realizzare prototipi automatici da utilizzare anche fino a 6000 metri per la misure biogeochimiche sui fondali marini. Influenza dei processi microbiologici nel bilancio del carbonio e connessioni con i cambiamenti climatici
- Uso dei bioindicatori per un rapido screening della salute degli ambienti marini, in particolare in aree costiere e in aree a sviluppo di mitilicoltura
- Effetti della pressione antropica sulle biomasse e sui processi microbi connessi
Risposte a bisogni individuali e collettivi
- Implementazione di siti Web pubblici per la disseminazione di dati sulle condizioni chimico fisiche delle acque marine
- Studio dell’impatto delle attività antropiche (metalli pesanti e PCBs) sui processi biogeochimici, in particolare sulle componenti biotiche dell’ecosistema bentico in ambienti di mare aperto e costieri. Iniziative di disseminazione e diffusione delle conoscenze dei processi che governano l’innesco dei fenomeni eutrofici e distrofici nelle aree marine e la loro relazione con la componente antropica.
- Sviluppo di sistemi integrati per la gestione sostenibile del territorio
- Sviluppo e gestione di strumentazione automatica per acquisire dati fisici e biogeochimici e loro trasmissione in tempo reale per archivi di dati meteomarini e bollettini divulgativi
- Formazione di tirocinanti, studenti e dottorandi
- Utilizzo dei bioindicatori per un rapido screening della salute degli ambienti marini, in particolare in aree costiere e in aree a sviluppo di mitilicoltura
