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Geologia marina

Geologia marina

La componente geologica del sistema marino estende nello spazio (nella profondità della litosfera) e nel tempo (nella “profondità” del tempo geologico) la scala alla quale diventa necessaria la comprensione dell’interazione dei processi fisici, chimici e biologici che regolano l’evoluzione dell’ambiente marino e fornisce una chiave di lettura più ampia della dinamica sistemica del nostro pianeta (Figura a lato)

ISMAR ha una consolidata esperienza e competenza in campo di geologia delle aree marine e dei corrispondenti settori emersi, oltre che delle fasce costiere (coste alte rocciose, coste basse sabbiose, delta e aree lagunari) che rappresentano, alla scala decadale e centennale, le effimere zone di cerniera tra aree e processi marini e continentali.

Le attività di ricerca in geologia marina di ISMAR si basano su un quadro articolato di competenze che si è sviluppato degli ultimi decenni (in particolare dagli anni ’80 del secolo scorso) anche grazie alla disponibilità e all’utilizzo di grandi strumentazioni ed infrastrutture navali che hanno segnato uno periodo di sviluppo delle scienze marine, forse senza precedenti nella storia del CNR.

ISMAR ha svolto e svolge ricerche sull’assetto tettonico e la geodinamica di settori discreti del sistema orogenico dell’area Mediterranea (Alpi, Appennino, Sicilia, Magherbidi, Dinaridi, Ellenidi), dei bacini neogenici di retroarco (ad.es. Mare Tirreno, bacino Pannonico), del fronte attivo della catena appenninica (Mare Ionio, Canale di Sicilia), in aree di rift continentale ed oceanizzazione recente (ad es. Mar Rosso in collaborazione con il Servizio Geologico dell'Arabia Saudita) e in aree oceaniche caratterizzate da sistemi trasformi a grande dislocazione, confrontandole con le grandi faglie trascorrenti continentali (collaborazioni internazionali in Atlantico centrale). I ricercatori ISMAR sono inoltre co- proponenti di progetti attivi di perforazione scientifica nell’ambito dell’International Ocean Discovery Program (IODP) (# 912 (Full) Drake Passage Paleoceanography; # 927 (Pre) Tyrrhenian Magmatism & Mantle Exhumation). In assenza di infrastrutture navali nazionali adeguate per le misure di geologia marina,   la partecipazione a queste iniziative internazionali è la strada da perseguire.

Nell’ultimo decennio le attività di ricerca ISMAR si sono focalizzate soprattutto sulla tettonica attiva, allo scopo di valutare il potenziale sismogenetetico (e tsunamigenico). Analoga attenzione è posta nell’analisi dell’architettura stratigrafica e dell’evoluzione dei sistemi ed elementi deposizionali costieri, ed in senso più ampio, del sistema piattaforma-scarpata continentale Quaternario, con una focalizzazione sul tardo Olocene. Questa conoscenza di base permette di riconoscere:  processi erosionali e deposizionali recenti ed attuali; principali eventi catastrofici (alluvioni, tempeste) che in epoca storica hanno colpito le coste; trends evolutivi del sistema costiero legati alle oscillazioni eustatiche tardo-quaternarie; instabilità gravitative sottomarine profonde e superficiali;  strutture sismogenetiche (faglie attive); edifici e centri vulcanici sommersi; depositi sabbiosi di interesse estrattivo; aree archeologiche sommerse nelle aree sotto costa. Le conoscenze regionali sui mari italiani sono state recentemente utilizzate nella partecipazione a un progetto del MISE che mirava a valutare il rischio legato alla pericolosità naturale che poteva potenzialmente interessare le piattaforme di produzione di idrocarburi presenti nei mari italiani, facendo seguito alle direttive europee.

L’Istituto svolge anche attività di raccolta sistematica di dati e nel settore strategico della cartografia dei fondi marini, con restituzione cartografica a varie scale, anche di grande dettaglio (es. Carta Geologiche dei Mari Italiani a scala 1:250.000); tali attività sono finanziate sia  da enti nazionali come ad esempio ISPRA o DPC, ma  soprattutto dai servizi geologici regionali. Le attuali attività  includono aree costiere soggette a stress antropico (aree portuali, aree industriali) (ad es. “Sperimentazioni Pilota Finalizzate al “Restauro Ambientale e Balneabilità del SIN Bagnoli-Coroglio” – ABBACO) (scala da 1:10.000 a 1:5.000).  Tali attività dovranno essere valorizzate in quanto fanno parte di un servizio offerto al paese.

ISMAR è impegnata nella realizzazione di cartografia digitale degli habitat marini di fondo, ottenuta dall’interpretazione di dati di geologia superficiale e strumentali di backscatter calibrati mediante campionature dei sedimenti di fondo ed ispezioni ROV. La mappatura degli habitat marini è un elemento chiave per tutte le attività di gestione ed uso sostenibile del mare e delle aree costiere, per la definizione del buono stato ambientale e per la valutazione dell’entità degli impatti antropici sul fondale marino, basandosi sempre su una buona conoscenza della geologia superficiale dei fondali.

Una linea di ricerca attualmente condotta in ISMAR, e in corso di sviluppo, ha come focus la paleoclimatologia e paleoceanografia del Quaternario superiore e dell’Olocene (postglaciale), che viene affrontata mediante lo studio integrato di multiproxies ottenibili dal record stratigrafico (paleoecologia di micro e nannofossili; geochimica degli isotopi stabili del carbonio e dell’ossigeno contenuti nei gusci degli organismi marini, parametri petrofisici etc.). Questi studi hanno applicazione diretta per la ricostruzione dei trends paleoclimatici e paleoceanografici alla scala delle ultime migliaia di anni, ed hanno notevoli implicazioni in termini di confronto con i processi climatici e oceanografici direttamente osservabili nel breve termine.

Le sfide che ISMAR oggi deve affrontare per un nuovo sviluppo della geologia marina, implicano la necessità di rafforzare le linee di ricerca che affrontino temi riguardanti l’impatto antropico sull’ambiente, in un periodo dell’evoluzione geologica del nostro pianeta (Antropocene) durante il quale l’uomo deve essere considerato tra i fattori in grado di esercitare un controllo determinante sulla dinamica del sistema terra-mare-atmosfera e sulla vita.

Si intende promuovere lo sviluppo in ISMAR di un nuovo approccio multidisciplinare, integrato, delle scienze del sistema terra e delle  tecnologie per l'ambiente. Un possibile modello potrebbe essere “The Earth Institute” creato negli ultimi anni alla Columbia University (NY), USA,   dove a geologi,   geofisici, geochimici, biologi, oceanografi, climatologi, si affiancano anche le competenze di sociologi, economisti, giuristi e umanisti, che altri istituti CNR possono mettere in campo. Questo approccio nuovo allo studio del “Sistema Terra” può portare non solo nuova conoscenza, ma anche soluzioni innovative ai grandi  problemi di gestione sostenibile dello spazio marittimo e costiero che la società contemporanea dovrà affrontare in un panorama generale di cambiamento climatico e impatto ambientale.

Questa linea di ricerca, che dal punto di vista delle risorse economiche è attualmente in sofferenza, potrebbe avere un nuovo slancio grazie ad azioni Europee che potrebbero nascere a seguito dell’approvazione del piano implementativo previsto dall’UN Ocean Decade attualmente in preparazione.  Tra le sei aree di ricerca prioritarie della decade, c’è infatti il  “Comprehensive Map (Georeferenced Digital Atlas) of the Ocean”,  il cui obiettivo è creare un atlante digitale degli oceani, attraverso uno sforzo internazionale che metta a sistema tutti i dati sui fondali oceani attualmente disponibili e predisponga nuove misure dei fondali oceanici coordinate tra i vari paesi aderenti all’iniziativa (Ryabinin et al 2019).  ISMAR, con le sue competenze e il suo archivio di dati e campioni acquisiti nel tempo, può e deve contribuire a questo sforzo internazionale.

Immagine a destra: Componenti, processi ed interazioni del sistema litosfera-idrosfera-biosfera-atmosfera in riferimento alle perforazioni scientifiche in oceano (IODP Planning Sub-Committee, 2001).

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