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Pavia (Pavia) - Una nuova antenna acustica per studiare i suoni sottomarini


Al recente convegno internazionale Aspera (AstroParticle Eranet) sugli osservatori subacquei multidisciplinari, tenutosi ad Amsterdam a fine maggio, il Centro Interdisciplinare di Bioacustica e Ricerche Ambientali dell’Università di Pavia ha presentato alla comunità scientifica internazionale i risultati e le prospettive delle ricerche che da anni conduce in collaborazione con importanti enti di ricerca italiani e stranieri in un ambito molto peculiare nel quale l’Italia è leader mondiale. Da circa 10 anni i ricercatori dell’INFN, dell’INGV e del CIBRA dell’Università di Pavia effettuano il monitoraggio del rumore del mare in modo innovativo, installando  antenne di microfoni sottomarini (idrofoni) a grandissima profondità, più di 2000 m, a largo della costa orientale della Sicilia. Queste antenne percepiscono i segnali acustici sottomarini e, per mezzo di cavi in fibra ottica, li trasmettono a terra per essere registrati e analizzati. Questa tecnica sperimentale, inizialmente sviluppata dall’INFN per permettere l’identificazione di particelle (neutrini) di origine astrofisica, ha trovato importanti e immediate applicazioni nel campo della biologia marina e della geofisica. Le esperienze di tanti anni e di molti ricercatori sono ora convogliate in un grande progetto denominato SMO (Osservatorio Multidsciplinare Sottomarino). La Collaborazione SMO, formata da INFN, Università Sapienza di Roma, Università di Roma 3, INGV, CIBRA dell’Università di Pavia sta realizzando una nuova antenna acustica da installare sul fondo marino per studiare, con sensibili strumenti acustici, i suoni sottomarini.   Il progetto SMO (http://web.infn.it/smo) si propone di realizzare un’antenna dotata di sensori acustici ed ambientali da deporre permanentemente sul fondo del mare a 3500 m di profondità, a 100 km a largo di Capo Passero, usando le infrastrutture dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN. L’apparato sarà connesso a terra tramite un cavo elettro-ottico che permetterà sia di alimentare da terra l’antenna sia di ricevere i segnali dal fondo del mare in tempo reale. I dati degli idrofoni a larghissima banda saranno utilizzati per studi bio-fisica, fisica delle alte energie e geofisica, insieme a numerosi sensori oceanografici che permetteranno il monitoraggio di parametri fisici della colonna d'acqua.  Questo nuovo apparato potrà lavorare in sinergia con gli apparati simili, ma di più piccole dimensioni, che sono stati installati a largo di Catania nell’ambito del progetto europeo EMSO. Nel campo della fisica delle alte energie (astro-particellare) SMO studierà la possibile rivelazione acustica di neutrini astrofisici di altissima energia, misurando i livelli di rumore acustico sottomarino, individuando le sorgenti e studiando le possibili correlazioni tra segnali acustici e ottici (rivelati dall’esperimento NEMO fase II) prodotti da particelle subatomiche in acqua. Le applicazioni geofisiche riguardano invece lo studio di segnali idro-acustici di bassa frequenza possibili precursori di tsunami. Questo per studiare un sistema di allerta rapida per onde di maremoto, basato sulla misura contemporanea delle onde marine, dei segnali sismici e dei segnali acustici infrasonici.   Inoltre, dal monitoraggio delle sorgenti sonore di origine antropica (traffico navale, esercitazioni militari, esplosioni, trivellazioni, pinger, sonar, etc.) è possibile caratterizzare l’ambiente acustico sottomarino e rilevare eventuali impatti per la vita dei mammiferi marini. In tal modo è possibile analizzare il comportamento degli animali durante il transito d’imbarcazioni o alla presenza di eventi di rilevante impatto acustico, al fine conoscere i possibili effetti negativi sia a livello individuale che di popolazione e fornire le corrette indicazioni per la loro.
 Il bacino Mediterraneo è un’area strategica dal punto di vista economico e politico e le intense attività che vi si svolgono interagiscono con l’ambiente marino e con i mammiferi marini che vi abitano. Negli ultimi decenni, il traffico marittimo, le attività militari, la pesca eccessiva, l’urbanizzazione e l’industrializzazione costiera hanno incrementato il tasso d’inquinamento chimico e acustico. Conseguentemente è in continuo aumento il riscontro di situazioni critiche che si manifestano con spiaggiamenti, anche di massa, e con collisioni. I mammiferi marini sono per cause antropiche tra gli organismi a maggior rischio negli ecosistemi marini e la ricerca biofisica e bioacustica fornisce la possibilità di incrementare le conoscenze in nostro possesso e di indicare le corrette strategie per la loro conservazione. Gli spiaggiamenti sono monitorati da diversi enti per la determinazione delle cause di mortalità e per lo studio delle sostanze inquinanti accumulate dagli animali. Anche in questo l’Italia svolge un ruolo importante nel bacino del Mediterraneo, con una rete di monitoraggio degli spiaggiamenti che è operativa dal 1986. Ora gli spiaggiamenti di mammiferi marini sono costantemente monitorati e i relativi dati sono raccolti dalla Banca Dati Spiaggiamenti realizzata dal CIBRA per conto del Ministero dell’Ambiente. I dati online sono a disposizione della comunità scientifica all’indirizzo web http://mammiferimarini.unipv.it Questi dati, di interesse internazionale, vengono anche utilizzati dalle marine militari europee per programmare le esercitazioni navali.   Il CIBRA di Pavia è principalmente coinvolto nelle applicazioni di biofisica e bioacustica incentrate sullo studio dei mammiferi marini, dei loro spostamenti e comportamenti. La presenza di due antenne sottomarine, una posta a largo di Catania - nella parte meridionale dello stretto di Messina - e l'altra a Capo Passero - all'imboccatura del Canale di Sicilia, permetterà per la prima volta di monitorare gli spostamenti dei cetacei, in particolare di balenottere e capodogli, in due aree chiave per la comprensione delle loro abitudini e per studiare metodi di conservazione. I dati rilevati dagli idrofoni vengono trasmessi al CIBRA di Pavia per essere analizzati da un team di giovani ricercatori che hanno studiato bioacustica nella nostra Università. L’osservatorio multidisciplinare SMO permetterà quindi il continuo monitoraggio dell’ambiente acustico sottomarino, al fine di rilevare le specie che vivono o che transitano nell’area; con particolare attenzione al capodoglio, applicando appropriati algoritmi per la localizzazione, il conteggio, la misura delle dimensioni e il tracciamento degli esemplari registrati. Tramite queste informazioni sarà possibile descrivere la struttura e la dinamica della popolazione e il monitoraggio a lungo termine permetterà di rilevare ipotetiche alterazioni causate dall’impatto dell’uomo o dal riscaldamento globale.

di Redazione | 30/06/2012

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