Cape Town – Antartide

Giuseppe Aulicino si è recato in Antartide affrontando uno degli oceani più burrascosi del Pianeta: l’Oceano Meridionale.
Di seguito proponiamo il suo diario di avventura, per gentile concessione della Rivista “Il Polo”, Anno LXIX, vol. 2, pp. 25-34, 2014″

Cape Town – Antartide: una magnifica avventura alla scoperta dell’Oceano Meridionale

By Dr. Giuseppe Aulicino PhD in Scienze Polari @ Università Politecnica delle Marche


Raggiungere per la prima volta il continente antartico ha per chiunque un fascino indescrivibile. Partire per intraprendere questa avventura gela le ossa più dei taglienti venti polari. Farlo con l’obiettivo di provare a dare risposta a tante domande fondamentali per la comprensione e la salvaguardia del clima del nostro pianeta, se possibile, è ancora più emozionante. Il 6 Dicembre 2012 il Dr. Giuseppe Aulicino è partito dal Cape Town Waterfront (Sud Africa) alla volta della Terra Australis Incognita per la sua prima spedizione polare antartica. Unico italiano a bordo del rompighiaccio SA Agulhas II, capolavoro della tecnica e dell’ingegneria navale mondiale, ha partecipato ad 80 giorni di campagna oceanografica nel settore atlantico dell’Oceano Meridionale. In questo articolo, il breve racconto della traversata verso sud vissuta tra scienza ed emozioni. Osservazioni oceanografiche, robot sottomarini, animali unici al mondo, fino al primo passo nel sesto continente, proprio alla vigilia del nuovo anno.

Le osservazioni oceanografiche nell’Oceano Meridionale

La circolazione termoalina globale, nota anche con il nome di Conveyor Belt (nastro trasportatore), è il motore dello spostamento di masse d’acqua e di calore attraverso i tre oceani principali (Atlantico, Pacifico, Indiano) e, dunque, è il cuore pulsante che regola il clima planetario. La struttura fisica di questa circolazione e della sua efficienza nel regolare il clima è influenzata in modo significativo dalla natura e dall’intensità degli scambi che avvengono tra i bacini oceanici e tra questi e l’atmosfera. In questo quadro, la Corrente Circumpolare Antartica, meglio nota come ACC (Antarctic Circumpolar Current), è certamente la più ampia ‘condotta’ attraverso cui questi scambi avvengono. Essa costituisce, infatti, il sistema principale per la redistribuzione di masse d’acqua, calore, sale e nutrienti tra Atlantico, Pacifico e Indiano, dal momento che circonda completamente e senza interruzioni il continente antartico e mette in comunicazione il settore meridionale di ciascun oceano. Senza dimenticare che dalle regioni polari provengono poi le masse d’acqua superdense e supersalate che ventilano gli strati intermedi e profondi di tutti i principali oceani, il vero motore dell’intera circolazione termoalina globale.
Poiché questi fenomeni svolgono un ruolo fondamentale nel regolare il clima globale, le osservazioni oceanografiche assumono un ruolo di primaria importanza nello studio e nella comprensione dei processi fisici e dinamici che sono responsabili della variabilità dell’ACC. La maggior parte dei flussi associati alla corrente circumpolare antartica sono concentrati in prossimità di ben definiti fronti circumpolari, zone particolari caratterizzate dalla presenza di elevati gradienti chimico-fisici che agiscono da veri e propri confini separando aree costituite invece da masse d’acqua piuttosto uniformi. Focalizzare le osservazioni scientifiche in queste aree e studiarne le profonde interconnessioni con atmosfera e criosfera, quindi, risulta essere un punto fondamentale per la conoscenze delle dinamiche globali che regolano clima e vita del nostro pianeta.
Purtroppo, come è facile immaginare, la posizione sfavorevole di queste aree così remote ha fatto sì che ad oggi le osservazioni oceanografiche a disposizione della comunità scientifica relative all’Oceano Meridionale siano ancora rade, discontinue e insufficienti per una completa analisi dell’area, come invece è avvenuto per altre regioni oceaniche. La carenza di osservazioni degli strati oceanici superficiali nell’Atlantico meridionale è legata soprattutto all’assenza di rotte commerciali nell’area compresa tra il Sud Africa e l’Antartide. Le imbarcazioni destinate a supportare e rifornire le basi scientifiche antartiche rappresentano indubbiamente una grande opportunità per poter raccogliere anno dopo anno campioni ed informazioni confrontabili lungo ben definite rotte. Negli ultimi decenni imbarcazioni come l’SA Agulhas, attiva nell’Atlantico meridionale, o la nostra Italica, nel Pacifico meridionale, sono state in grado di effettuare un gran numero di sistematiche osservazioni oceanografiche con una risoluzione sufficiente ad incoraggiare numerosi studi relativi alla variabilità stagionale ed interannuale di questi due settori dell’Oceano meridionale. Va detto, tuttavia, che le caratteristiche di navi immaginate e costruite principalmente per ragioni logistiche più che per rispondere alle esigenze della ricerca, hanno spesso limitato le possibilità scientifiche, riducendo per cause di forza maggiore qualità e quantità delle osservazioni effettuate.

Il rompighiaccio SA Agulhas II

La Agulhas II in attesa della partenza da Cape Town (Foto: G. Aulicino)

Sulla banchina di East Pier, al Waterfront di Cape Town, una festa di colori di abiti e culture diverse si stringe intorno alla scaletta di un’affascinante imbarcazione dallo scafo rosso vivo. Qualche centinaio di persone scruta con attenzione i diversi ponti della nave cercando visi amici e provando a cogliere voci familiari trascinate via dal forte vento proveniente dall’Atlantico. Con i suoi nove ponti, più che ad una nave destinata a rifornire la base antartica sudafricana (SANAE IV), la SA Agulhas II sembra rassomigliare ad una festante nave da crociera in partenza per una vacanza nei Mari del Sud. Un rompighiaccio lungo oltre 134 metri, di proprietà del Department of Environmental Affairs (DEA) sudafricano, progettato per essere una perfetta nave da ricerca oceanografica e nascondere al contempo nel proprio ventre una capacità di stivaggio in grado di rifornire senza alcun problema le basi polari sudafricane. Costruita nel 2011 dalla STX Finland di Rauma (Finlandia) per sostituire la vecchia SA Agulhas, che in un prossimo futuro sarà ritirata ma che attualmente è ancora in navigazione nella regione antartica, è costata oltre 1,300,000,000 rands, pari a circa 130,000,000 € ed è stata disegnata per poter operare nell’intero arco dell’anno e sfidare anche ghiaccio di spessore intermedio (70-120 cm) con inclusioni di più ostico ghiaccio multi stagionale (fino a 200 cm). La prima campagna invernale sostenuta nell’inverno australe 2012 ha confermato le grandi aspettative, anche grazie ad un sistema di riscaldamento dei ponti che previene l’accumulo di ghiaccio fino ad una temperatura di -35°C. Inoltre, a differenza di molti suoi predecessori, è stata ideata fin da principio per essere non solo un potente cargo ma anche una confortevole e attrezzata nave oceanografica. A bordo, in un ambiente nuovissimo e ben organizzato, fanno bella mostra otto laboratori permanenti destinati a diversi settori della ricerca scientifica (fisica, chimica, biologica, geologica, glaciologica, oceanografica, atmosferica) e sei container attrezzabili per attività di ricerca specifiche. Sonde destinate allo studio della superficie e delle profondità oceaniche possono essere calate in mare sia attraverso un ampio portellone stagno sul fianco della nave che attraverso una moon pool larga 2.4×2.4 metri che consente di raccogliere campioni e misure anche in condizioni sfavorevoli, come la presenza del ghiaccio o un’intensità eccessiva del moto ondoso. A poppa è invece presente una sorta di chiglia inclinata contenente trasduttori per le misure di densità del plancton e delle correnti oceaniche che può essere calata fino a 3 metri di profondità per eseguire misure in continuo senza dover arrestare la nave. Un A-frame idraulico completa l’attrezzatura del ponte inferiore di poppa facilitando sia il rilascio di boe, sonde e profilatori oceanografici, sia il traino di reti di campionamento e draghe. Immediatamente al di sopra si apre l’ampio spazio dedicato al decollo e atterraggio degli elicotteri dal quale si accede ad un capiente hangar in grado di ospitare ben due elicotteri Puma. A ciò vanno aggiunte sistemazioni per 100 passeggeri in 46 cabine, due lounge bar ed altre risorse come palestra, libreria, sauna, business centre e un auditorium con cento posti a sedere. Il tutto sostenuto e spinto da un potente generatore diesel da quattro componenti a sei cilindri Wärtsilä 6L32, collocati in due diverse sale macchine, ognuno dei quali in grado di produrre una potenza di 4000 hp e da un sistema di propulsione che consente di raggiungere una velocità massima di 16 knots (30 km/h; 18 mph) nelle acque libere e di rompere ghiaccio dello spessore di un metro ad una velocità di circa 5 knots (9.3 km/h; 5.8 mph).
Quando la scaletta viene issata sulle note dell’inno nazionale sudafricano, tante lacrime piovono giù dalle balaustre della nave e finiscono sugli ormeggiatori che rapidamente liberano l’imbarcazione dai lacci che ancora la stringono a terra. In un istante silenzioso amici, familiari, curiosi, giornalisti, ministri e tecnici sollevano all’unisono un braccio al cielo e lo agitano tra mille grida ormai indecifrabili. La nuovissima Agulhas II, vanto del popolo sudafricano, ormai si è separata dal suolo africano ed è pronta a muovere il proprio quinto viaggio, la propria prima missione estiva verso l’Antartide. Una coppia di foche guida a prua la sua rapida uscita dal Waterfront, mentre alcuni delfini si scansano a dritta per lasciarle spazio. La Table Mountain che domina Cape Town già sembra una cartolina alle nostre spalle quando arriva la prima carezza dell’oceano e stampa un sorriso sui volti di tutti noi passeggeri. L’avventura è iniziata. Un’altra spedizione verso la Terra Australis Incognita ha preso il via.

GoodHope e CLIMA: due progetti, un’unica missione

La GoodHope Line, il percorso seguito dall’Agulhas II da Cape Town all’Antartide in direzione Sud.
La GoodHope Line, il percorso seguito dall’Agulhas II da Cape Town all’Antartide in direzione Sud.

Essere a bordo di questo spettacolare gioiello del SANAP (the South African National Antarctic Programme) in qualità di oceanografo è un grande privilegio ma anche un’opportunità unica per vivere una spedizione di tre mesi nell’Oceano Meridionale fino alle remote coste antartiche. E’ la mia prima campagna oltre il Circolo Polare Antartico, ma la presenza di un ricercatore italiano a bordo non è una novità per il SANAP dal momento che negli ultimi quattro anni l’Università degli Studi di Napoli Parthenope è stata coinvolta dall’Università di Cape Town durante ogni estate australe. Scopo principale di questa collaborazione è la possibilità di scambiare esperienze scientifiche a livello internazionale, ma soprattutto realizzare un monitoraggio combinato dell’Oceano Meridionale e dell’ACC durante la stagione estiva lungo i due chokepoint principali che congiungono Sud Africa e Nuova Zelanda con l’Antartide, rispettivamente nell’ambito del GoodHope Programme sudafricano e del Progetto CLIMA italiano.
Il GoodHope Programme, di cui questo quinto viaggio dell’Agulhas II è parte integrante, si propone di realizzare una piattaforma di monitoraggio intensivo che possa fornire informazioni sulla struttura fisica e il volume dei flussi di acqua e calore a sud dell’Africa, dove questi scambi interessano diversi bacini oceanografici. Un aspetto fondamentale del programma, iniziato nel 2004 e operativo su oltre venti transetti ripetuti di anno in anno, è l’implementazione di misure di temperatura ad alta risoluzione spaziale attraverso l’utilizzo di XBT lungo il transetto AX25 che collega Cape Town con l’Antartide seguendo l’immaginaria linea del meridiano fondamentale. Questo tipo di osservazioni in situ fornisce informazioni sulla struttura superficiale (0-900 metri) di questo settore dell’Oceano Meridionale, consentendo di monitorarne la struttura verticale, studiare la variabilità interannuale di fronti e flussi, analizzare le importanti interconnessioni esistenti con le oscillazioni cicliche dell’Antarctic Circumpolar Wave, così come già fatto a partire dagli anni Settanta per lo Stretto di Drake e l’area a sud della Tasmania.
Tra i miei compiti principali a bordo dell’Agulhas II ci sarà proprio la raccolta di misure di temperatura e di salinità lungo tutta la rotta precorsa dalla nave, la GoodHope Line. Il transetto che percorreremo sarà suddiviso in tre tracce principali che attraverseranno tre waypoint fondamentali: la prima parte del nostro viaggio muoverà essenzialmente in direzione ovest da Cape Town fino ai 34.02°S 14.64°E, quindi muoveremo verso sud-ovest fino ai 51.43°S 0.00°E, per seguire quindi il meridiano fondamentale fino all’incontro con l’Ice Shelf intorno ai 70°S. I profili di temperatura attraverso cui studiare il contenuto di calore degli strati superiori dell’oceano e la sua temperatura superficiale, con particolare attenzione alle cosiddette ‘zone di fronte’, saranno ricavati utilizzando profilatori XBT.
Un XBT, acronimo per eXpandable BatyTermometer, è una sonda a perdere inventata nei primi anni Sessanta e usata dagli oceanografi di tutto il mondo per misurare il profilo di temperatura lungo la colonna d’acqua in funzione della pressione. Il vantaggio principale è dato dall’utilizzo con nave in movimento, il che non rende necessario rallentare la velocità di crociera o interrompere altre attività scientifiche di monitoraggio in corso di svolgimento a bordo. La temperatura è misurata con un termistore collocato all’interno di un corpo a perdere appesantito da una punta in zinco. Un sottilissimo cavo di rame, collegato sia ad un rocchetto trattenuto a bordo nella pistola di sgancio che ad uno all’interno del corpo a perdere, consente il trasferimento dei dati dal termistore ai nostri computer. Al termine della misura il cavo di rame cede, o viene volontariamente tagliato una volta raggiunta la profondità desiderata, e l’XBT finisce sul fondo dell’oceano. E’ importante ricordare che la sonda è ovviamente progettata in modo da precipitare a velocità nota; in questo modo il tempo impiegato nella discesa lungo la colonna d’acqua può essere utilizzato per determinare la profondità raggiunta istante per istante e accoppiarla alla misura di temperatura registrata.
Nell’ambito del nostro programma scientifico a bordo dell’Agulhas II, tutti i Sippican Deep Blue XBT che useremo (oltre quattrocento) sono stati forniti dal NOAA’s Office of Global Programs come parte del High Density XBT Project che raccoglie questo tipo di misure in tutti i mari ed oceani del pianeta. Sarà nostro compito, quindi, anche comunicare progressivamente i dati rilevati all’agenzia statunitense, avendo cura di segnalare il numero degli esperimenti falliti. Tale circostanza si verifica solitamente a causa di vento o moto ondoso particolarmente intensi che spingono il cavo di rame contro lo scafo della nave o contro qualche iceberg di passaggio inficiando la bontà della misura. Le nostre misure ad alta risoluzione spaziale verranno effettuate ogni 90 minuti, a partire da alcune ore dopo la partenza della nave, in modo da avere una misura completa del profilo verticale della colonna d’acqua ogni 20 miglia nautiche circa.
Ciò significa che il tempo a disposizione prima di iniziare le attività scientifiche è davvero limitato e, dunque, è opportuno fare subito un check-up delle attrezzature e delle procedure alle quali attenerci per ottimizzare l’accuratezza di ogni passo del nostro lavoro. L’ombra della costa sudafricana non è ancora scomparsa dall’orizzonte alle nostre spalle mentre scendo rapidamente le scale che dal ponte 5, dove sono alloggiato, mi portano al ponte 3, dove sono allestiti i laboratori che ospiteranno le nostre ricerche oceanografiche. Wet geology, general chemistry, wet biology, operations room, dovrò rapidamente memorizzare posizione e strumentazioni presenti in ogni camera stagna. Accanto a me, uno dei miei compagni di cabina, Samuel Eberenz, giovanissimo studente tedesco di oceanografia proveniente dall’Università di Kiel, occhi azzurri e capigliatura rossiccia, copricapo e sguardo da avventuriero, sorriso perennemente stampato sul volto. Benché sia già stato in campagna nell’Oceano Meridionale con l’Università di Cape Town, non ha mai superato il celebre 66° Sud ed è davvero entusiasta di questa nuova avventura. Le misure vanno effettuate durante tutte le ventiquattro ore, noi operatori siamo in sei. Considerando che è opportuno lavorare in coppia, almeno in questa prima fase, optiamo per turni di lavoro di otto ore che ci consentiranno di dedicare qualche ora continua al riposo ed almeno altrettante alle altre attività di ricerca che dovremo svolgere a bordo. Mi tocca il primo turno. Decidiamo di iniziare per comodità le misure alle 0.00, orario della nave (in questo caso ore 22 GMT), sono in coppia con Laura Braby, giovanissima (come tutti i componenti del gruppo scientifico sudafricano) studentessa in Oceanografia all’UCT. Avviamo il software al computer, registriamo coordinate geografiche e profondità del fondale e poi usciamo sul ponte di poppa srotolando il lungo cavo che collega la pistola che sgancia il profilatore XBT al computer. Fuori è buio, l’oceano ci culla con forse troppa energia e faccio molta attenzione a dove metto i piedi tra cavi, carrucole, salsedine e casse di legno. Poi impugno la pistola, mi avvicino alla paratia, mi sporgo fuori quanto posso e sgancio la sicura che fa partire l’XBT verso le profondità oceaniche lasciando che il lungo e sottile filo di rame, trasmettendo i dati, scorra dolcemente tra le onde. Quindi, sollevo il capo e mi volto aspettando il segnale di stop di Laura, che all’interno del laboratorio controlla in tempo reale sul monitor del computer come procede la misura, per spezzare il filo di rame dell’XBT e rientrare con la pistola. In un istante solo mi rendo conto del perché ho lasciato a migliaia di chilometri il mio mondo, la mia vita, la mia meravigliosa famiglia. Un miliardo di stelle sconosciute mi osserva dall’alto, silenziosamente brillanti, pronte a guidare i miei lenti passi a pochi metri dall’oceano. Arriva il segnale di Laura che mi dà l’ok per la conclusione della misura. Trenta passi sotto l’Infinito, poi richiudo il boccaporto e rientro in laboratorio zittendo il fischiare ipnotico del vento. L’Oceano Meridionale mi ha regalato una notte meravigliosa per iniziare il mio tanto sognato viaggio verso l’Antartide.

L’Oceano Meridionale: un pozzo di CO2 per il nostro pianeta

Scienziati, ufficiali, equipaggio, giornalisti, a bordo saremo almeno in 130. Tante destinazioni diverse ma un unico obiettivo: conoscere meglio l’Oceano Meridionale e il continente antartico, il motore e il cuore del nostro pianeta. Qualcuno si fermerà tra una decina di giorni a SANAE IV, la base sudafricana inaugurata nel 1997 e situata nella Queen Maud Land a circa 80 km dal mare, quando raggiungeremo l’Antartide nei pressi di Akta Bukta. Qualcun altro verrà invece con il nostro gruppo oceanografico fino alle isole South Georgia, per poi ritornare giù nei pressi dell’Ice Shelf e riprendere quindi il percorso inverso, lungo il meridiano di Greenwich, verso Cape Town.
Con malcelata preoccupazione apprendiamo dai ragazzi del gruppo meteorologico che un’affascinante tempesta già ci attende intorno al 45° parallelo. Avrà saputo del nostro arrivo e non vorrà far mancare la propria accoglienza a questo gruppo di spavaldi avventurieri. Qualcuno si chiede se potremo evitare la burrasca modificando al caso la nostra rotta. Una risposta secca ed insindacabile arriva da Sebastian Swart, oceanografo del CSIR (Centre for Scientific and Industrial Research) e responsabile dell’intero gruppo scientifico. Si segue la Good Hope Line, lungo cui come ogni anno devono essere effettuati tutti i rilievi, campionamenti, osservazioni. La scienza non ammette ragioni, non c’è nettuniana avversità che tenga. Il comandante annuisce malizioso, sembra non veda l’ora di affrontare la burrasca. Del resto, se siamo qui a vagare nell’orizzonte infinito dell’Oceano Meridionale una ragione scientifica seria e fondata ci sarà. E le cifre folli messe in gioco dal programma scientifico antartico sudafricano ne sono chiara testimonianza. La circolazione termoalina globale è di vitale importanza per il trasporto complessivo di calore dai tropici alle alte latitudini, ovvero per il sistema di scambio di calore che regola l’intero clima del nostro pianeta. Senza dimenticare che l’Oceano Meridionale è caratterizzato anche da una consistente presenza di ghiaccio marino, che gioca un ruolo imprescindibile nel regolare gli scambi di calore tra oceano ed atmosfera, e che rappresenta il più capiente ‘pozzo’ di CO2 del nostro pianeta grazie alle basse temperature delle proprie acque.

Un iceberg in una foto d'epoca (Fonte: Wikipedia)
Un iceberg in una foto d’epoca (Fonte: Wikipedia)

Precious Mongwe, brillante studente di oceanografia chimica e responsabile delle analisi chimiche dei campioni d’acqua che raccoglieremo durante la campagna, mi conferma che l’Oceano Meridionale è in grado non solo di immagazzinare ogni anno il 50 % della CO2 di natura antropica assorbita nelle profondità di tutti gli oceani ma anche di veicolare gran parte degli scambi di CO2 naturale che avvengono tra gli oceani e l’atmosfera (circa 90 Gt di carbonio all’anno). E’ infatti l’unica regione al mondo in cui le riserve di CO2 immagazzinate negli abissi oceanici, stimate in circa 38000 Gt di carbonio, interagiscono direttamente con le modeste riserve presenti in atmosfera, pari a circa 700 Gt di carbonio. Mi spiega anche che si sa ancora poco di quanto questi flussi di carbonio e nutrienti siano legati al clima globale ed alla sua variabilità, benché circa l’85% della produttività oceanica globale sia supportata da nutrienti provenienti proprio dall’Oceano Meridionale. Nonostante il settore atlantico rivesta grande interesse, grazie anche alla presenza di numerosi eddies (vortici) a mesoscala che trasferiscono grandi quantità di energia e che sono legati ai processi di convergenza e di scambio tra i diversi bacini oceanici, esso risulta essere ad oggi una delle aree meno studiate da questo punto di vista. Durante questa campagna saranno quindi raccolti campioni e misure inerenti il ciclo del carbonio nell’ambito del Southern Ocean Seasonal Cycle Experiment (SOSCEx), progetto guidato dal CSIR e parte del Southern Ocean Carbon and Climate Observatory (SOCCO), il più grande e ambizioso programma di osservazioni ed analisi del ciclo biogeochimico del carbonio nell’Atlantico meridionale.
Questi poveri esaltati avventurieri dei giorni nostri sanno con orgoglio di avere una missione che va ben oltre il semplice esperimento, la raccolta dei campioni o la personale ricerca che sarà pubblicata sulla rivista scientifica del caso e consentirà magari di far carriera. Questi poveri esalatati, o meglio, noi poveri esaltati appassionati della regione più remota del mondo sappiamo bene che ogni piccolo tassello prodotto del nostro impegno e della nostra dedizione è un piccolo passo per conoscere meglio il nostro pianeta e le sue imperscrutabili dinamiche, per arginare la distruzione di questo caos organizzatissimo che ci ospita, per comprendere le ragioni di mutamenti repentini e anomalie continue che si stanno verificando in tutte le regioni climatiche del pianeta.
Precious torna a chinare la testa sul proprio computer preso dall’analisi dei primi dati raccolti. E’ notte fonda, lo lascio solo in compagnia della sua pCO2 e della sua alchemica strumentazione ed esco a prendere una boccata d’aria. Sarà febbraio inoltrato quando torneremo al Waterfront, oceano, ghiaccio, vento ed imprevisti permettendo. Sarà passato un istante a terra e nulla sarà cambiato per la scienza e per il mondo. Noi, invece, saremo certamente cambiati. E tanto. Come uomini e come scienziati.

Il Fronte Polare

Siamo al fronte polare, ovvero in prossimità dei 50°S. Le condizioni meteo non tradiscono le aspettative dei cosiddetti ‘furiosi Cinquanta’ e per lavorare all’aperto sul ponte siamo costretti ad indossare i necessari giubbotti di salvataggio che, per quanto indispensabili, non agevolano il nostro equilibrio reso impossibile dal moto ondoso. Ogni dettaglio deve essere curato con scrupolosa attenzione. Il posizionamento dell’ultimo Seaglider (ne abbiamo già rilasciati due più a nord, intorno ai 42°S e 44°S) e di un altro profilatore Argo (quattro degli undici previsti in totale quelli già liberati lungo la Good Hope Line) in questo punto dell’oceano è di strategica importanza. La maggior parte del flusso di sale, calore e nutrienti associato alla corrente circumpolare antartica è concentrato in un numero di fronti circumpolari concentrici che agiscono da linea di confine separando zone di masse d’acqua uniforme. A diverse latitudini in funzione della longitudine, possono essere individuate nell’Oceano Meridionale diversi importanti fronti a cui vengono associate le relative zone. Da nord a sud si incontrano, infatti, la Convergenza Subtropicale (STC), la Zona Subantartica (SAZ), il Fronte Subantartico (SAF), la Zona del Fronte Polare (PFZ), il Fronte Polare Antartico (APF), la Zona Antartica (AAZ) e la Divergenza Antartica (AAD). Il Fronte Polare rappresenta probabilmente il più importante di questi confini termoalini. La possibilità di rilasciare nell’oceano profilatori e seagliders assicura in queste aree misure in situ in continuo non vincolate ai tempi ed ai costi di una lunga serie di campagne oceanografiche.

Il Seaglider della iRobot®: il cuore dell’apparato prima del lancio nei pressi del Fronte Polare

Il Seaglider della iRobot®: il cuore dell’apparato prima del lancio nei pressi del Fronte Polare

Il Seaglider prodotto dalla iRobot® è un veicolo sottomarino autonomo (AUV – Autonomous Underwater Vehicle) capace di affrontare immersioni in acque profonde (fino a circa 1000 metri), progettato per missioni scientifiche che durino molti mesi e coprano migliaia di miglia nautiche. Grazie ai sensori di cui è dotato, è in grado di misurare temperatura, salinità e altri parametri nelle profondità oceaniche per poi tornare a galla, grazie ad un sistema di variazione di spinta di galleggiamento, e inviare tutti i dati raccolti attraverso la telemetria satellitare. Vantaggio fondamentale è la possibilità di indicare al veicolo la rotta da seguire, ovvero il punto di destinazione verso cui dirigersi, consentendo così all’operatore remoto di indirizzare la raccolta dati verso le aree di maggiore interesse. Il profilatore Argo, invece, è un CTD galleggiante che fa parte di una rete di osservazione globale fornendo dati in tempo reale, consultabili gratuitamente in rete, per studi meteo-oceanografici. Quando vengono rilasciate in mare aperto, queste sonde galleggianti (più di tremila negli oceani del nostro pianeta) si posizionano ad una profondità prefissata (di solito intorno ai 1000 metri) e si lasciano trasportare dalle correnti oceaniche per circa 9-10 giorni. Trascorso questo periodo, cambiando la propria densità in poche ore raggiungono la profondità di circa 2000 metri, quindi risalgono a galla raccogliendo misure di temperatura, salinità (attraverso la conducibilità) e profondità (attraverso la pressione). Giunte in superficie inviano via satellite la propria posizione e i dati raccolti lungo la colonna d’acqua agli operatori a terra, che provvedono a filtrare eventuali errori e mettere in rete i risultati, per poi ritornare in profondità e ripetere nuovamente lo stesso ciclo.
Non appena il rilascio del Seaglider attraverso il verricello collegato all’A-frame di poppa è completato, ci muoviamo immediatamente verso l’operations room per avviare un classico sondaggio CTD, con relativa raccolta di campioni d’acqua a diverse profondità. Per ogni Seaglider rilasciato in mare è previsto, infatti, un campionamento CTD fino alla profondità di 1500 metri, utilissimo per calibrare i dati raccolti dal glider durante la sua prima immersione. CTD è l’acronimo di Conductivity – Temperature – Depth e descrive perfettamente i parametri fisici principali che questa sonda multiparametrica ha il compito di rilevare lungo la colonna d’acqua, essendo equipaggiata con sensori di conducibilità (da cui ricavare la salinità), temperatura e profondità. Nel nostro caso la sonda a disposizione è una SBE 9/11 plus che include una unità immergibile (SBE 9plus, posizionata orizzontalmente alla base della nostra rosette di bottiglie Niskin) con i sensori C, T, P, una pompa subacquea, altri sensori ausiliari per l’ossigeno e la fluorescenza, e una console di decodifica o deck unit (SBE 11 plus). Per avere una visione quanto più completa possibile e poter caratterizzare le masse d’acqua non solo dal punto di vista fisico, si procede simultaneamente all’acquisizione dei dati biologici e chimici attraverso la raccolta di campioni di acqua a diverse profondità che saranno poi analizzati una volta riportata a bordo la strumentazione: cinque profondità per ossigeno disciolto e salinità, sei per l’analisi della clorofilla-a, dieci per gli studi relativi alla pCO2.
Beanca von den Berg (ventuno anni) è già in postazione, sarà lei ad operare al computer per azionare i comandi di chiusura delle bottiglie Niskin della rosette durante la fase di risalita della sonda CTD che guiderò fino ai 1500 m. La vera novità a bordo dell’Agulhas II è che l’ingombrante strumentazione non deve essere calata in mare dal ponte della nave ma può discendere nelle profondità oceaniche direttamente dall’interno attraverso una moon pool, una piscina a camere stagne che consente in assoluta sicurezza di operare il campionamento al riparo dalle intemperie dell’oceano. Mi siedo davanti alla console di guida ed impugno il joystick dopo aver settato e controllato tutti i parametri di sicurezza. Il personale di bordo guida con il verricello la rosette fino alla profondità di venti metri, ovvero fuori dalla nostra imbarcazione. Aspetto il segnale di via dal ponte di comando. Nel frattempo controlliamo lo svolgersi delle operazioni dalle telecamere di sicurezza. Arriva l’ok dal ponte di comando. Bene. La console ci comunica in codice binario che la pompa del CTD è attiva. Pronti, via: si parte verso le profondità oceaniche, velocità di crociera un metro al secondo.

Rosette con CTD SBE 9/11 a bordo della SA Agulhas II – calata da portellone laterale (Foto: G. Aulicino & S. Eberenz)
Rosette con CTD SBE 9/11 a bordo della SA Agulhas II – calata da portellone laterale (Foto: G. Aulicino & S. Eberenz)

Il Mare di Weddell

Siamo giunti ormai al 65° di latitudine Sud, non lontano dal Maud Rise, e viaggiamo sempre lungo il meridiano fondamentale, ansiosi di raggiungere quanto prima la mitica frontiera del Circolo Polare Antartico ai 66°33’39’’. Elefanti marini (Mirounga leonina) e pinguini ci osservano incuriositi al nostro passaggio attraverso il ghiaccio marino. Noi rispondiamo con altrettanto interesse liberando gli scatti voraci delle nostre macchine fotografiche e navigando lentamente attraverso il ghiaccio marino che ci ha accolto nel Mare di Weddell. Lunghi fino a 7 metri, con una circonferenza di 2-3 metri ed un peso di almeno 3 tonnellate, gli elefanti marini sono in assoluto le più grandi foche esistenti al mondo. A dispetto della propria mole, costituita essenzialmente di grasso sottocutaneo, e della grande proboscide posizionata appena sopra le narici utilizzata soprattutto per emettere profondi ruggiti nel difendere il proprio territorio, questi enormi mammiferi rivelano un’indole decisamente compassata e poco aggressiva che giustifica una dieta costituita soprattutto da piccoli pesci, crostacei, calamari e polpi che catturano durante profonde immersioni. La maggior parte della stagione invernale viene trascorsa in mare intorno al continente antartico per accumulare il nutrimento necessario a sopravvivere durante il resto dell’anno. Allo scoccare della primavera, infatti, i maschi tornano ogni anno sulle stesse spiagge subantartiche su cui sono nati dove riposano per diversi mesi, seguiti a distanza di qualche giorno dalle femmine, spesso in stato di gravidanza. A differenza dei maschi, queste ultime misurano appena 3-4 metri e difficilmente superano la tonnellata. I cuccioli, che avremo la fortuna di vedere da molto vicino durante la nostra sosta alle South Sandwich e alle South Georgia, sono invece dei batuffoli lucidi e nerastri lunghi all’incirca un metro che spiccano tra le pellicce marroni e grigiastre dei propri assopiti genitori con i propri occhioni tondi e luccicanti. Per il momento, ad accompagnare noi e gli enormi esemplari adulti ci pensano i fantastici uccelli polari che continuamente affiancano o seguono l’Agulhas II sfruttando le correnti, senza tuttavia disdegnare un po’ di riposo sui ponti superiori della nostra nave. Helm Van Zijl e Andrew Schoffield, esperti birdwatchers ed etologi, hanno già individuato un uovo nascosto accanto ad una scialuppa di salvataggio e identificato due nuove specie in questi primi giorni. Continuano ad elencare a noi neofiti specie, famiglie, caratteristiche e abitudini di albatros (Diomedea exulans) dall’incredibile apertura alare spesso superiore ai due metri, bianchissimi petrelli delle nevi (Pagodroma nivea) che si confondono con il paesaggio ghiacciato intorno a noi e che detengono il primato di nidificare più a sud di chiunque altro, fulmari antartici (Fulmarus glacioides) e tanti altri meravigliosi volatili. Di tanto in tanto si scorgono intorno alla nostra nave anche piccoli gruppetti di eleganti pinguini che con la propria caratteristica andatura accorrono in file ordinate per osservare il mostro rosso che squarcia il consistente pack su cui passeggiano. Si tratta dei celebri Aptenodytes forsteri, nonostante le proprie ridotte dimensioni (100-110 cm) i più grandi pinguini esistenti. La testa, il collo, il dorso e la parte dorsale delle ali sono completamente nere, mentre la zona ventrale e l’interno delle ali tendono al bianco. Caratteristica che li ha resi celebri al grande pubblico è la presenza di macchie arancioni tondeggianti nella zona auricolare che, insieme alla parte inferiore del becco, donano un tocco di colore in un paesaggio prevalentemente bicromatico. I piccoli che incontreremo in prossimità dell’Ice Shelf, nei pressi di Penguin Bukta, sono invece coperti di piume grigie e argentate ed hanno una bizzarra testa nerastra su cui spicca il bianco vivo della zona oculare. Il pinguino imperatore è notoriamente un ottimo nuotatore e alcuni studenti a bordo mi spiegano che, benché sia stata accertata l’abitudine di immergersi per pescare oltre i 350-400 metri di profondità, ad oggi ancora non si è capito come siano in grado di ovviare all’assenza di luce durante le fasi di cattura della preda.
Siamo sull’Helicopter Deck, il ponte di decollo/atterraggio dei mezzi aerei della Starlite, presi dalla discussione e dalla nostra caccia fotografica, quando mi rendo conto che il paesaggio intorno a noi sta improvvisamente cambiando. Il ghiaccio sembra allontanarsi a vista d’occhio dalla paratia della nave mentre un mare immobile e straordinariamente blu si apre a prua. Tutto intorno ghiaccio fin dove l’orizzonte dei miei occhi riesce ad arrivare. E’ come essere arrivati in un grandissimo lago dalle sponde ghiacciate. I miei studi in oceanografia mi ricordano che siamo semplicemente entrati nella celebre polynya di Weddell, una delle più estese al mondo. Grazie a questa importante area di mare libero dai ghiacci che si forma ogni anno nella parte nord-orientale della baia durante i mesi invernali, sopravvivendo fino ad estate inoltrata, il mare di Weddell, insieme al Mare di Ross, svolge un ruolo fondamentale nei processi di densificazione e di formazione delle acque antartiche di fondo che innescano la circolazione termoalina globale. Proprio nella regione che stiamo attraversando, durante gli anni 1974-1976 è stata individuata un’area libera dai ghiacci all’interno del pack di oltre 350000 km², la più estesa area di polynya mai osservata in Antartide. Quando all’interno della banchisa in accrescimento il vento o le correnti sospingono verso il largo il ghiaccio marino appena formato, con la temperatura dell’aria che scende al di sotto del punto di congelamento del mare (-1.8°C), restano isolati specchi e bracci di mare completamente liberi dal ghiaccio: ecco, questo sono le polynye. Solitamente, vengono classificate in due gruppi, quelle costiere (Latent Heat Polynyas) direttamente condizionate dall’effetto dei venti catabatici provenienti dal continente, e quelle oceaniche (Sensible Heat Polynyas) supportate dall’azione delle correnti ed associate alle zone di forte upwelling. In corrispondenza di queste aree vengono richiamate in superficie le acque intermedie, più calde e più ricche di sostanze nutritive, e contemporaneamente si originano acque profonde più dense in virtù del progressivo aumento di salinità derivante dal congelamento dell’acqua superficiale. L’alto tasso di produzione di ghiaccio conduce, infatti, ad un notevole rilascio di brine (acqua saturata di sali rilasciata durante i processi di congelamento) nelle acque superficiali. Queste acque particolarmente salate, e quindi dense, sprofondano e si mescolano per formare nuove masse d’acqua, ovvero le acque antartiche di fondo superdense, motore, come detto, della circolazione termoalina. Queste zone di open water all’interno della banchisa, inoltre, incrementano gli scambi di calore tra oceano ed atmosfera da dieci a cento volte, in funzione delle condizioni atmosferiche, intervenendo quindi ulteriormente nella regolazione dell’equilibrio climatico planetario. Per chi non lo sapesse, una delle più importanti aree di polynya del pianeta è quella che si forma a Baia Terra Nova, nel Mare di Ross, in prossimità della base italiana Mario Zucchelli.
L’importanza oceanografica della polynya di Weddell mobilita un po’ tutti i ricercatori a bordo. Innanzi tutto ci assicuriamo che il TSG, il termosalinografo che raccoglie in continuo misure ad altissima risoluzione di temperatura e salinità, sia stato riavviato e abbia ripreso a funzionare perfettamente dopo i piccoli problemi causati alle pompe dalla presenza del ghiaccio marino appena attraversato. I dati raccolti saranno poi confrontati e calibrati con le analisi effettuate sui campioni di acqua raccolti ogni due/quattro ore nell’Underway Lab, dove una doppia pompa porta l’acqua superficiale marina ad un rubinetto facilmente accessibile. Per ogni stazione saranno inoltre raccolti anche campioni da utilizzare per l’analisi di nutrienti, clorofilla-a, ossigeno disciolto, alcalinità e pCO2, batteri e virus. Una quantità di dati, persone, ricerche ricchissimi e profondamente interconnessi. Il bello della scienza.

Aree di polynya oceanica e di polynya costiera (immagine tratta dal sito web del Museo nazionale dell’Antartide http://www.mna.it)
Aree di polynya oceanica e di polynya costiera (immagine tratta dal sito web del Museo nazionale dell’Antartide http://www.mna.it)

Benvenuto in Antartide

Esemplari di Pygoscelis Adeliae sull’ice pack nei pressi di Penguin Bukta (Antartide)
Esemplari di Pygoscelis Adeliae sull’ice pack nei pressi di Penguin Bukta (Antartide)

Il mio primo Natale lontano da casa è passato già da qualche giorno. E’ stato un giorno come tanti altri a bordo, libero dalla frenesia e dall’ansia di consumo che fa da cornice al nostro italianissimo 25 dicembre. La distanza dalla mia famiglia si è fatta sentire. Sarà però bello un domani ripensare a questo nostro primo viaggio in Antartide e poter rivivere le lacrime e le gioie di questo giorno. La mezzanotte è arrivata davanti ad un piacevole campionamento CTD previsto alle ore 0:00 del 24 dicembre dal nostro nuovo responsabile scientifico, la venticinquenne inflessibile Gerda du Plessis che ha preso il posto di Sebastian Swart rientrato in Sud Africa. Campionamento che peraltro non è stato completato con successo a causa di un problema tecnico che ci ha costretto a lavorare sulla strumentazione fino al mattino. Una notte di Natale decisamente indimenticabile.
Ma ormai siamo vicini ad un’altra vigilia. Domani terminerà il 2012. Tutto il personale destinato alle attività di ricerca sul continente ormai è in base a SANAE IV. A bordo siamo rimasti in pochi. Ed allora, questa mattina, il capitano ci ha concesso un fantastico regalo, il più bello di questo Natale. Quando ho poggiato il primo passo sulla lunga scala che terminava sulla banchisa, le mie gambe hanno tremato. Non per il freddo. Passo dopo passo sotto di me il ghiaccio sempre più vicino. Poi il primo passo sul Mare di Weddell, il mio primo passo in Antartide. Sembra incredibile, sono davvero arrivato fin qui. Non faccio in tempo a gioire che quattro esserini ciondolanti mi vengono incontro mentre mi allontano prudentemente dal margine del ghiaccio marino notoriamente instabile. Mi fermo un istante sorpreso. Si fermano in fila indiana, perplessi anche loro. Mi inginocchio sul ghiaccio. Pochi istanti di attesa. Decidono che non siamo poi così pericolosi, la curiosità prevale, e s’incamminano rapidi e buffi verso di noi. Il primo si ferma a meno di mezzo metro dal mio naso, mi scruta, mi osserva. Gli altri attendono alle sue spalle. Continua a fissarmi negli occhi, con attenzione, poi improvvisamente emette un suono stridulo ed acuto. Rispondo semplicemente, a voce alta, ‘Grazie!’. Il mio benvenuto in Antartide arriva direttamente da un pinguino di Adelie (Pygoscelis Adeliae). Non potevo aspettarmi accoglienza migliore.

Un pensiero su “Cape Town – Antartide

  1. Grazie per avermi donato questo spaccato dell’Antartide a me sconosciuto, e dell’esauriente spiegazione scientifica e tecnologica, che mi ha fatto scoprire un aspetto del tutto nuovo della nave oceanografica

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