Un gruppo di ricercatori dell’INGV ha partecipato alle attività scientifiche della 31a campagna antartica presso la base costiera italiana Mario Zucchelli
L’aggiornamento delle misure del campo magnetico terrestre in area polare, presso la base italiana antartica Mario Zucchelli e lo studio del comportamento meccanico del ghiacciaio David, in volo con sensori elettromagnetici e a terra con sensori sismici, sono due dei principali obiettivi del team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e vulcanologia (INGV), coinvolto nella 31a campagna antartica 2015-2016.
“Le aree polari del nostro pianeta e buona parte dei fenomeni che qui hanno luogo sono rimaste a lungo sconosciute per le sfavorevoli condizioni ambientali che hanno rappresentato, fino all'inizio del 1900, un'invalicabile barriera per l’uomo”, afferma Domenico Di mauro, ricercatore INGV. “La peculiarità della posizione geografica, del clima e l’assenza di qualsiasi disturbo di origine antropica rende queste aree privilegiate per la ricerca scientifica in campi anche molto diversi tra loro. In questo splendido laboratorio naturale, che è l’Antartide, l’interesse geofisico si può declinare infatti nelle diverse tematiche, dalla sismologia al geomagnetismo, dalla fisica dell’alta atmosfera ai rilievi di esplorazione geofisica mirati e l’INGV, tramite il PNRA, partecipa attivamente a queste ricerche sin dai primissimi anni (1985-1986)”. Le attività degli osservatori sismico e magnetico dell’INGV presso le basi antartiche di Mario Zucchelli (MZS) e Stazione Concordia (plateau antartico, Dome C,) rappresentano di fatto un esempio dell’impegno attivo dell’Istituto nel campo del monitoraggio in zone estreme. Mentre quest’ultima stazione è aperta tutto l'anno, MZS è aperta solo durante l'estate australe, all'interno di una finestra temporale che corrisponde all'incirca ad un periodo di 4 mesi, generalmente dalla fine di ottobre alla fine di febbraio di ciascun anno. “L’osservatorio sismologico permanente presso la stazione Mario Zucchelli è allestito con 2 sistemi di monitoraggio paralleli e fornisce dati di sicuro interesse per chi compie studi di tomografia sismica sui scala planetaria. Su scala locale, fornisce invece utili riferimenti per lo studio della micro-sismicità legata al movimento di grossi volumi di ghiaccio, come quelli che si innescano per il movimento, lento ma inesorabile, dei ghiacciai, contribuendo a una loro migliore conoscenza dal punto di vista fluido-meccanico”, aggiunge Di Mauro. Un altro esempio di monitoraggio è quello perseguito da alcuni ricercatori della fisica dell’alta atmosfera dell’INGV-sezione Roma2 che, durante gli anni, hanno integrato le tecniche pioneristiche del sondaggio ionosferico con quelle più moderne TEC (Total Electron Content) e quelle dell’osservazione delle scintillazioni ionosferiche attraverso ricevitori GNSS (Global Navigation Satellite System) opportunamente settati per questa finalità.
“L'osservazione delle variazioni del campo magnetico terrestre nelle aree polari è di primaria importanza per la corretta e completa ricostruzione matematica del campo stesso”, aggiunge il ricercatore. “Il campo è più intenso, ha un gradiente spaziale altissimo ed è più evidente la sua geometria dipolare perché è proprio qui che risiedono i poli magnetici, quelle due piccole zone, nell'emisfero nord e sud, in cui il campo magnetico è perfettamente verticale e a cui puntano le bussole da ogni angolo del nostro pianeta”. L’INGV cura da quasi trent’anni un osservatorio geomagnetico permanente presso la stazione Mario Zucchelli e, da un decennio un nuovo osservatorio presso la stazione Concordia a Dome C (uno dei duomi naturali della calotta antartica) in collaborazione con l'EOST (Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre) di Strasburgo. In questi osservatori le misure magnetiche automatiche, sempre in funzione, devono essere calibrate attraverso i valori di declinazione e inclinazione ottenute dalle misurazioni manuali che si effettuano sul posto con il teodolite geomagnetico (strumento per la misurazione di angoli azimutali). “E' grazie al contributo di tutti gli osservatori del mondo, soprattutto dei pochi in aree polari, e per questo particolarmente preziosi, che è possibile seguire l'evoluzione temporale del campo magnetico del nostro pianeta. Come anche è stato possibile osservare che la componente principale del campo, quella dipolare, sta diminuendo ovunque. Un segno inequivocabile, secondo alcuni studiosi, di imminente inversione del campo, un evento già verificatosi decine di volte negli ultimi 20 milioni di anni”, continua Di Mauro.
Un altro aspetto unico del continente antartico è quello di contenere uno degli archivi climatici più completi, intrappolati all’interno del suo ghiaccio. Una lettura affidabile degli attuali cambiamenti del clima terrestre passano obbligatoriamente attraverso lo studio delle variazioni avvenute in passato ed è per questa ragione che la ricerca scientifica guarda con interesse il grande continente bianco. Anche qui l'INGV ha partecipato attivamente attraverso il suo “know-how” nel campo della geofisica di prospezione. Tramite la progettazione e lo sviluppo di strumenti radar per la prospezione su ghiaccio, l'INGV ha partecipato a numerosi progetti di interesse internazionale. La definizione della morfologia del bedrock, al di sotto della copertura della calotta glaciale con progetti BEDMAP e BEDMAP2 (BEDMAP: improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica), la definizione dei punti di perforazione delle carote di ghiaccio dei progetti EPICA (European Project for IceCoring in Antarctica) e TALDICE (TALos Dome IceCorE), la variazione dell’accumulo nevoso superficiale lungo particolari percorsi sul plateau antartico (International Trans-AntarcticScientific Exploration) sono solo alcuni dei risultati conseguiti. “In questa ultima stagione, l'attenzione dei ricercatori si è concentrata su un progetto innovativo relativo alle dinamiche che regolano la deformazione della litosfera in risposta alle variazioni della criosfera che sono ancora sommariamente conosciute. Questo progetto prevede una forte integrazione fra osservazioni sismiche e rilievi radar per vincolare la struttura ed i movimenti di un grande ghiacciaio di sbocco (David Glacier) limitrofo alla stazione Mario Zucchelli. I risultati ottenuti consentiranno di ottenere un significativo miglioramento della qualità della modellazione del comportamento elastico/anelastico della litosfera sotto l’effetto combinato delle spinte tettoniche e glaciali”, conclude il ricercatore.
TEAM INGV della 31a SPEDIZIONE ANTARTICA 2015-2016: Martina Demartin, Domenico Di Mauro, Simone Salimbeni, Stefano Urbini, Achille Zirizzotti Design e realizzazione della struttura portante dell'antenna per i rilievi EM di Giuseppe Tutone.