Progetti Finanziati
Il progetto CASSANDRA si inserisce nella cornice internazionale del Synoptic Arctic Survey, che mira a raccogliere dati oceanografici nell'Oceano Artico nel biennio 2020-2021 coinvolgendo il coordinamento di molte navi da ricerca. L'obiettivo è generare un set di dati oceanografici che consenta una caratterizzazione completa dell'idrografia e della circolazione dell'Artico, dell'assorbimento del carbonio e dell'acidificazione degli oceani, della distribuzione di possibili inquinanti, del funzionamento e della produttività degli organismi ed ecosistemi. SAS mira a scattare quindi una "foto" dell'Oceano Artico nel biennio 2020-21 nel modo più dettagliato possibile e a rispondere alla principale domanda scientifica: qual è lo stato attuale e i principali cambiamenti in corso nel sistema marino artico? Il progetto CASSANDRA nello specifico cerca di quantificare lo stato attuale dei sistemi fisici, chimici, biologici e biogeochimici di un transetto storico subartico a 75°N che attraversa un vortice ciclonico del mare di Groenlandia. In quest’ultimo, vi è uno dei siti formazione di acqua profonda che rappresenta uno dei principali motori freddi oceanici. Inoltre, il vortice ciclonico contribuisce a regolare le temperature artiche e quindi anche l’Arctic Amplification. La campagna oceanografica lungo il transetto 75°N è stata effettuata dal 29 agosto al 14 settembre 2021 con la N/R Laura Bassi. CASSANDRA, infine, forma giovani ricercatori e crea opportunità per promuovere la prossima generazione di ricercatori polari.
SCOPRI IL PROGETTOIl progetto CHANGE si pone come obbiettivo generale il miglioramento della conoscenza della biodiversità marina e del funzionamento degli ecosistemi in un’area ancora scarsamente esplorata della regione Artica a nord del 77° parallelo lungo la costa orientale della Groenlandia dove, negli ultimi 40 anni, si è registrata una significativa contrazione nell’estensione del ghiaccio marino stagionale. La descrizione tassonomica delle comunità è integrata delle proprietà funzionali, definite su base ecomorfologica e mediante lo studio di isotopi stabili, al fine di elucidare relazioni trofiche tra specie ittiche e con gli altri elementi dell’ecosistema, e per valutare la ridondanza funzionale del sistema e la sua vulnerabilità al cambiamento. La ricerca include inoltre una valutazione dello stato di borealizzazione delle comunità ittiche nell’area di studio, che potrà fornire elementi utili ad una migliore comprensione delle potenzialità di ecosistemi artici di supportare sia specie artiche già residenti che nuove specie arrivate da acque temperate. Queste informazioni saranno complementate da dati relativi a parametri ambientali, incluso lo stato di contaminazione. Dal punto di vista operativo, il progetto ha beneficiato dell’opportunità di utilizzare la piattaforma logistica italiana N/R Laura Bassi, a bordo della quale è stata effettuata una campagna di raccolta dati e campioni nell’agosto 2021. Ulteriori attività di campionamento potranno essere effettuate nell’agosto 2022 a bordo della nave norvegese R/V Helmer Hanssen, grazie alla collaborazione con ricercatori dell’Università di Tromsø nel quadro del “TUNU Programme: Arctic Ocean Fishes– diversity, adaptation & Conservation”.
Could dust contribute to cause the observed abrupt changes in the Arctic? ICED EARTH aims to put the bases to tackle this question through simulations with a global Earth System Model of high complexity (IPSLCM6). Dust-cryosphere processes are only just starting to be fully implemented in global ESMs, often in a fragmented way. In ICED EARTH, deposition of mineral dust and carbonaceous aerosols will be coherently coupled to snow albedo on land. Simulations will be tested against available observations.
Il progetto ICEtoFLUX si propone di studiare e quantificare in ambiente artico le dinamiche idrologiche e i loro effetti di carattere fisico, chimico e biologico. Il progetto si focalizza sul bacino del fiume Bayelva (Ny-Ålesund, Svalbard), a partire dai suoi ghiacciai, Austre- e Vestre- broggerbreen, nella parte alta, passando per il sistema proglaciale, fino al Kongsfjorden in cui il fiume sfocia influenzando le acque e le correnti del fiordo coi flussi di acque di fusione associati al trasporto di materiale sia solido che in soluzione. Grazie agli strumenti e le competenze multidisciplinari del partenariato (IGG e ISP per il CNR, Politecnico di Torino e Università di Bari), sono previste attività a carattere idrologico-idrogeologico, geofisico, geochimico, chimico-ambientale, microbiologico e di modellistica numerica, rivolte allo studio delle principali componenti del ciclo idrologico per quantificare i processi idrologici artici ed i relativi trasporti abiotici e biotici. La parte sperimentale avrà inizio nel 2022 con la stagione della fusione e sarà in buona parte ripetuta nella stagione della fusione del 2023. La parte di modellistica definirà le relazioni tra le variabili meteorologiche (acquisite da strumentazione di monitoraggio già presente) ed i parametri di quantità e qualità delle acque misurati in questo progetto, nell’ottica di fornire indicazioni previsionali sull’evoluzione del sistema in studio. I dati delle attività sperimentali e di modellistica permetteranno di incrementare le conoscenze sui cambiamenti che riguardano l’idrosfera delle Regioni Polari e gli impatti sulla qualità e quantità delle risorse idriche. I risultati di ICEtoFLUX saranno inoltre rilevanti e relazionati per/a numerosi progetti, gruppi e piattaforme internazionali, tra cui SIOS, NySMAC, Kongsfjorden System Flagship, ecc.
Il progetto PNA-IRIDYA include attività di acquisizione, analisi dei dati e loro integrazione per fornire gli elementi su cui basare modelli numerici. L’attività di acquisizione dati è avvenuta durante l’agosto 2021 nel corso della campagna oceanografica svoltasi nell’Artico a bordo della Nave Polare Laura Bassi. Durante la campagna sono stati acquisiti nuovi dati acustici di batimetria attraverso multibeam e profili di sub-bottom. L’attività di acquisizione sismica prevista dal progetto non ha ricevuto il permesso a procedere dalle autorità norvegesi. Parte di tale acquisizione è stata tuttavia portata avanti dai partner norvegesi (gruppo CAGE dell’Università di Tromsø) che forniranno i dati al PI di IRIDYA. La nuova acquisizione del record geologico include carote di sedimento ottenute con carotiere a pistone e multi-corer che sono state prelevate in 3 siti principali con lunghezze di 5– 8 m. I dati geofisici (sismica e acustica) verranno processati presso OGS per la realizzazione di carte batimetriche e profili sismici e acustici per la caratterizzazione dell’architettura di deposizione del margine occidentale delle Svalbard. Le carote di sedimento verranno analizzate con metodi di analisi continua e su campioni individuali per la caratterizzazione e ricostruzione paleo-ambientale e paleo- climatica del registro sedimentario. L’integrazione dei dati verrà fatta a tre livelli: integrazione degli indicatori misurati sulle carote di sedimento per una ricostruzione armonica dei processi di cambiamento paleo-oceanografico/paleo-climatico; inter-correlazione dei dati geofisici e geologici fornendo un quadro dinamico delle interazioni tra la calotta delle Svalbard-Barents Sea e l’oceano durante gli ultimi 60-mila anni; confronto tra il registro ottenuto dalle carote di ghiaccio e le carote marine per definire l'entità delle oscillazioni paleoclimatiche sui transetti terra-mare (tempi di reazione tra superficie terrestre e il sistema ghiaccio-oceano). Il “numerical modeling” permetterà di ricostruire le modalità di ritiro glaciale tenendo presente le informazioni dirette ottenute dal record geologico e dalle evidenze geofisiche.
The snow dynamics detection is a complex task that requires to build a multisource observation infrastructure. The aim of this proposal is to consolidate the already running multi-sensor platform in the Svalbard Archipelago by assimilating the available capabilities into a multi-sensor data infrastructure. Derived products, focused on the spatial distribution and on the spectral properties of the snow cover, will be co-designed to maximize the integration with remote Arctic observing systems
The project aimed to use the association anisakid parasites - fish host, as an indicator of the "changes in the biodiversity of Arctic marine ecosystem".
The transmission pathways of anisakid parasites are fully included in marine food webs since their indirect life cycles involve crustaceans, fish, squids and marine mammals and require both stable marine trophic webs and constant host population size to be completed. Thus, ecosystem changes may have a big impact on the infection and genetic diversity fluctuations of the host-parasite system. Indeed, the genetic diversity of marine species is known to be a sensitive target of disturbance (i.e., genetic erosion).
According to this rationale, we proposed a multi-level approach to investigate the biodiversity of marine Arctic biota, based on the analysis of anisakid parasites which is linked to their hosts. Indeed, because ecosystem changes may provoke fluctuations in demography and genetic variability of anisakids embedded in the trophic webs, we propose a comparative analysis of the genetic and infection data of both anisakids and their hosts through time, to detect temporal changes in marine Arctic biodiversity.
The main objective of this project roots in this finding and has investigated through time the variation of both the infection levels and the genetic variability estimates in anisakids from the Arctic Region. This goal is achievable by comparing parasites samples, as well as genetic and parasitological data collected for over 25 years by the Responsible from the Arctic region, with new parasites and fish host samples obtained during this project. Merging the different data obtained through time series, they will provide an indirect insight into Arctic food web stability.
Another goal will be to test for the relationship, already observed in other host-parasite systems, between the genetic variability of the fish host and the parasite infection values ("Red Queen" hypothesis). To reach this objective the Arctic iconic fish host species has been analysed, i.e. the cod Gadus morhua - also "specific" host of anisakids.
The main impact of this research will be to test a “holistic” approach to ecosystem changes, by using heteroxenous parasites and their hosts as indicators of the state of Arctic trophic webs. Since the time-series of data available for this area are among the most abundant, the results obtained will constitute an ideal baseline for Long Term Ecological studies (LTER) focussed on changes of Arctic marine ecosystem and their consequence.
Il progetto Melting-ICE si propone di indagare l'accoppiamento tra il rilascio di carbonio organico e nutrienti dal permafrost e i cambiamenti nella diversità e nel funzionamento della comunità microbica nel permafrost, valutando la relazione pre e post scioglimento stagionale. A tal fine sono previste due campagne di campionamento in Artico a fine inverno e durante l’estate. I campioni saranno prelevati lungo un transetto localizzato tra il sito di monitoraggio permanente per lo studio del permafrost Bayelva e la costa del fiordo, incluse alcune stazioni a mare. Questo approccio consentirà di prelevare e analizzare campioni di natura diversa (ghiaccio, fluidi, suolo/sedimenti e gas) prima e dopo i processi di scongelamento e ottenere informazioni relative a: i) l’effetto del carbonio organico e dei nutrienti rilasciati durante il processo di scongelamento del permafrost sulle comunità microbiche; ii) la quantità di carbonio organico e nutrienti che passa dall’ambiente terrestre all’ambiente marino durante questi processi; iii) l’efficienza del trasferimento e dell’utilizzo della materia organica da parte di organismi appartenenti a livelli trofici superiori; iv) la quantità di composti volatili (anidride carbonica e metano) rilasciati in atmosfera in seguito all’utilizzo di composti organici da parte delle comunità microbiche. Il progetto prevede l’integrazione di tecniche analitiche geochimiche, sia relative ai gas rilasciati che ai nutrienti e agli elementi in tracce oltre ad analisi microbiologiche. Questo approccio consentirà di ottenere informazioni relative alla qualità e quantità di materia organica, elementi in tracce e metalli, e alla diversità microbica tassonomica e funzionale presente in ogni campione analizzato, e al potenziale contributo microbico al flusso di gas serra dal permafrost. Inoltre, campioni di suolo e sedimento selezionati saranno sottoposti ad esperimenti di incubazione in situ in microcosmi per valutare la quantità di gas rilasciati in atmosfera e la variazione della popolazione procariotica durante lo scioglimento. I risultati ottenuti permetteranno di valutare il contributo microbico al trasferimento di carbonio dal permafrost all’atmosfera e al comparto marino.