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"materiali"
-dipartimento
di geografia
-università
di padova
21/1999
CONVEGNO NAZIONALE
DI GLACIOLOGIA ANTARTICA
EPALEOCLIMA
Padova, 6-7 luglio 1999 -Riassunti
A cura di A. Bondesane M. Meneghel
Conil patrocinodi:
Comitato Glaciologico Italiano
Dipartimento di Geografia "G. Morandini"
ENEA- Programma Nazionale di Ricerche in Antartide
Università degli Studi di Padova
Comitatoscientifico
Pierpaolo FAGGI
Mirco MENEGHEL
Graziano ROTONDI
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Quindici anni di ricerca glaciologica italiana in Antartide:
risultati e progetti
G. Orombelli
Dipartimento di Scienzedell 'Ambientee del Territorio -Universitàdegli studidi Milano-Bicocca
Dopo 14campagneannuali di ricerca in Antartide e alle soglie della 150è doverosoriflettere
sui risultati raggiunti e sui progetti in corso nell'ambito del settore della glaciologia,
paleoclimatologiae geomorfologiaglaciale. Dai primi timidi approcci e dalle prime ingenue
iniziative indubbiamentemolti progressisono stati compiutie molti importanti risultati sono stati
conseguiti,quando si considerila baseristretta e inadeguatache la glaciologia in Italia avevae
tutt' ora sostanzialmentemantienenel panoramadella ricercaitaliana. Tra i risultati promossidal
PNRA va posto anzitutto il coinvolgimentodi nuove competenze,quali la geofisica,la geodesia,
la geochimica isotopica, la chimica analitica, che nella glaciologia hanno trovato motivi di
interessee di appassionatolavoro di ricerca.
L'inserimento della ricerca italiana in programmiinternazionali,quali GRIP ed EPICA, ha
portato i nostri ricercatori a contatto con progetti scientifici di punta; le innegabili difficoltà
inizialm~nte incontrate sono state ampiamenteripagate dai risultati ottenuti, e ancora più lo
saranno,se verranno mantenutil'impegno e la serietàsin qui dimostrati.Anche talune iniziative
di realizzazionesostanzialmente
italiana (nell'ambito di programmiconcepitiinternazionalmente,
quali ITASE), hanno mostratola maturità scientificae operativaraggiuntadai ricercatori PNRA
nel settoredella glaciologia.
Molte le tematiche investigate, dalla valutazione del bilancio di massa, agli studi
paleoclimatici e paleoambioentalisulle carote di neve e ghiaccio, alle indagini geofisiche e
geodetiche su settori della calotta, su piattaforme e lingue di ghiaccio galleggianti, alla
cartografiageomorfologicae glaciologica,alle indagini sul permafroste forme associate.Inoltre
agli studi glaciologici veri e propri sono stati associatiquelli sulle meteoritiantartichee gli studi
paleoclimatici sui sedimentimarini, nell' intento di creareuna comunità scientifica aperta agli
apportiinterdisciplinari e tesaalla risoluzionedi problemiscientifici di ampiorespiro.
È da sottolineareche i risultati raggiunti sono anche in larga misura il frutto del costante
sostegnoe incoraggiamentoottenutoda quanti hannooperatoa livello direttivo e organizzativo,
nella CommissioneScientificaNazionaleper l'Antartide e nella attuazionee gestionelogistica deiprogrammi
(ENEA). Il supportoeconomicoricevuto ha consentitodi attrezzarelaboratoriidonei,
--1
in precedenzanon esistenti o inadeguati in Italia, mentre la costante presenzagarantita in
Antartide ai ricercatori del settore ha permessodi recuperarein pochi anni una esperienza
mancante,avviando anche nuovi ricercatori (purtroppo pochi, ma ciò è dipeso da fattori più
generali!) verso la glaciologia e geomorfologiapolari. La connessionetra attività scientifica e
attività logistica in programmi complessiin Antartide (quali perforazioni in ghiaccio, traversate
con mezzicingolati, campiremoti, crociereoceanograficheecc.)è, inoltre, strettissimae i risultati
dipendonoin egualmisuradall'impegnoscientifico,tecnologicoe logistico.
Sulla base della esperienzapassata,l'organizzazione della ricerca glaciologica è stata
ristrutturata nel programmatriennale 1999-2001 con l' esplicitazionedi linee di ricerca maturate
negli anni passatie con la separazioneda altri settori, quali la geologia marina, una volta
esauritasila opportunitàdi mantenerestretti contattitra la ricerca paleoclimaticaa maree a terra.
La attuale struttura della ricerca PNRA nel settore "Glaciologia e paleoclima" è pertanto
articolatain 5 progetti:
1- Paleoclimae paleoambientenelle carote di ghiaccioe nella documentazione glaciale (13
unità operative);
2- Pennafroste variazioniclimatiche in Antartide (4 unità operative);
3- il settorepacifico della calotta antarticaorientale: bilancio di massaed evoluzione negli
ultimi 200 anni (7 unità operative);
4- Concentrazionedi meteoriti: individuazione,raccolta,studio (4 unità operative);
5- Rapporti isotopici e concentrazionedei gas nobili (He, Ne, Ar, Kr e Xe) nella colonna di
ghiaccioe nel bedrocksottostante:mixing e sorgentipresentiin Antartide(1 unità operativa).
Sono stati, inoltre, mantenuti gli impegni nei progetti internazionali EPICA, Concordia,
ITASE e in altre iniziative non ancoraforrna1izzate.
La prossimacampagnaantartica(150 -1999/2000) prevedela partecipazionedi una ventina
di ricercatori (a Baia Terra Nova, pressoaltre basi e a Dome C) nei settori della esplorazione
geofisica, dei controlli geodetici,delle ricerchegeomorfologiche(cartografia,permafrost),delle
meteoriti.
il futuro offre, da un lato, motivi di garanziadi continuazionedelle ricerche in un settorenon
eludibile in Antartide, ma anche motivi di riflessione responsabile sul buon uso e sulla
concentrazionedelle risorse, in tempi di probabili ridotte disponibilità. il problema più
impegnativoè quello di garantireuna ulteriore crescitaculturalealla comunitàscientifica italiana,
anche integrandolacon competenzeancora non presentio non sufficienti, quali la fisica del
ghiaccio, la modellistica, la fisica dell'atmosfera e la climatologia dinamica. Sarà opportuno
manteneree rafforazare i collegamenti internazionali stabiliti, mentre sarà pure necessario
progettarenuoveiniziative di rilievo, anchecon collaborazioniinternazionali,ma non in posizioni
2
scientificamenmtesubalterne.Soprattutto,pur riservandouna aliquotadelle risorse alle ricerche
libere, occorrerà evitare una eccessivaframmentazione,che il più delle volte porta ad una
ripetizione routinaria della ricerca ed a risultati complessivamentiinadeguati alle risorse
impegnate.
'-3
"materiali" -Dipal1imento di Geografia
I Ghiacciai locali di Baia Terra Nova. Dodici anni di osservazioni.
M. Meneghel
Dipartimentodi Geografia.Universitàdegli Studidi Padova
Già dalle prime campagneantartichedel PNRA i ghiacciailocali hannoattratto l'attenzionedei
glaciologi, principalmenteper due motivi. il primo è che si ritenevache, trattandosidi apparati
molto piccoli, il loro bilancio di massafosse sensibile alle variazioni ambientali, alle quali
avrebbedovuto corrispondereuna rapida variazionevolumetricae di posizione della fronte. il
secondoè che gli apparati isolati avrebberoconsentito l'esecuzionedi numerosee frequenti
misure di vari parametriutili per modellizzarequestacategoriadi ghiacciai.Finalità delle indagini
era la ricostruzione della storia dei ghiacciai locali a partire dall'ultimo acme glaciale, la
comprensionedella dinamica attuale, la previsione del comportamentodi questi ghiacciai in
funzione della tendenzadel clima prevedibile. I risultati ottenuti avrebberopoi potuto essere
applicati ai ghiacciai di maggioridimensioni.
Attualmente i ghiacciai locali sotto controllo sonocinque.Quello dove sono stateeseguitele
osservazionipiù dettagliatee le misure più frequentiè il Ghiacciaio Strandline, situato a poca
distanzadalla Baseitaliana, sul quale le prime osservazioninell'ambito del PNRA risalgono alla
campagna86/67. Nell'89/90 sonoiniziati i controlli al ghiacciaiosettentrionaledi Tarn Flat. Nel
95/96 sono stati materializzatipunti di controllo per il ghiacciaiodella conca di AnderssonRidge.
Nel 96/97 è iniziata l'osservazionedel ghiacciaio del Mt. Levick e l'anno seguentequella del
ghiacciaio del Mt. Matz.
Le misureeffettuatesonostatemolteplici, eseguitecon finalità diversee in modo non sempre
coordinato.La metodologiae gli strumentiutilizzati, ancheper la misura degli stessiparametri,
sono stati assaivari. Le osservazionicompiutepossonoesserecosìsintetizzate:
-posizione e morfologiadella fronte
-accumulo e ablazione
-topografia della superficie
-velocità e deformazione
-dati meteorologici
-stratigrafia, chimica del ghiaccioe.degli inclusi
-indagini geofisiche.
44
I dati e le osservazionisinora pubblicati sono stati molteplici, ma fondamentalmente
parziali.
Manca una sintesi che evidenzi la correlazionetra comportamentodei ghiacciai e parametri
ambientali, questo anche per la detta disomogeneitàdei dati raccolti e delle metodologie
utilizzate. Si ritiene pertantoche perarrivarea questorisultato sia necessaria:
-una migliore definizione dei parametriche si vogliono misurare
-facilità e tempo ridotto di esecuzionedelle misure da ripetere ogni anno, in modo tale che
possanoessereeseguiteancheda personalenon afferentealla linea di ricercaspecifica
-esecuzione di indagini approfonditesu ogni apparatoglaciale "una tantum" o a distanzadi
tempo.
In concreto si propone la misura annualedella posizione della fronte dei ghiacciai sotto
osservazionee di altri ghiacciailocali (chepotrebberoesserequelli di Tarn Flat e del Mt. Larsen).
A questemisure annuali si dovrebberopoi affiancareosservazionidi maggiordettaglio (velocità,
deformazione,morfologia, accumulo e ablazione, stratigrafia, topografia del fondo ecc.) da
eseguirevolta per volta suuno dei ghiacciai peruna suamigliore conoscenzae per la creazionedi
modelli.
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6
"materiali"
Unive~ità
-Dlpal1imento di Geografia
di Padova -n° 21/1999
Studio sulle variazioni delle fronti dei ghiacciai delle coste Adélie e
Clarie dal 1947 al 1996 (Antartide orientale, Settore Pacifico)
M. Polizzi & M. Frezzotti
ENEA C.R.Casaccia-Dip. Ambiente,PO Box2400,00100 RomaAD
Nel presentelavoro sonooggettodi studio, attraversol'impiego di dati telerilevati, i ghiacciai
antarticidei settori costieri appartenentialle costeAdélie e Clarie e compresitra la BuchananBay
(144°30'E, 67°05' S) e la PorpoiseBay (129°30' E, 66°30' S); il tratto di costaesaminatocopre
una lunghezzadi circa 1130km (figura). I ghiacciai in esamedrenanouna partedell'areadi Dome
C (173.000 km2). Lo scopo del presente studio è quello di fornire un contributo per la
comprensionedei cambiamentiambientali in Antartide vista la stretta relazione esistentetra
questi ultimi e le variazioni dell'estensionedelle lingue e delle piattaforme di ghiaccio
galleggianti.
Con l' ausilio del software Erdas Imagine sono state elaborate carte francesi (in scala
1:100.000e 1:500.000)ottenute per restituzione di fotografie aereedell'U.S. Navy del 1947;
fotografie del satellite Argon del 1963; immagini dei satelliti Landsat1 MSS del 1973;fotografie
del satellite Soyuz del 1985; immagini LandsatTM 4 e 5 del 1989e del 1990e immagini radar
dei satelliti ERS-SAR1 e 2 degli anni 1995e 1996.
Inizialmente sono state analizzatele immagini Landsat TM che, grazie alla loro elevata
risoluzionea terra (30 m), sonostategeoreferenziate
utilizzando i punti astronomicipresentisulla
cartografiadisponibile; in seguitotali immagini sonostateadoperatecomebasesatellitareper la
successivageoreferenzzazione
delle rimanenti immagini e fotografie dell'areaesaminata.Per le
carte e le fotografie da satellite, a differenza degli altri materiali già disponibili su supporti
magnetici, si è resa necessariauna scansioneiniziale. Successivamente
è stata effettuata una
vettorializzazionedelle linee di ancoraggiodei ghiacciai alla terraferma(grounding fine) e delle
fronti degli stessi per ciascuna immagine, per poter effettuare una valutazione dell' area
galleggiante occupatadai ghiacciai e della loro variazione nel corso dei vari anni. li valore
dell'area di ciascunghiacciaio in funzione dell'anno e la relativa ubicazione, ricavati sempre
tramite software,sono stati riportati nella tabella.
Da una prima analisi dei dati appare significativa, dal 1947 al 1963, la riduzione della
superficie dei ghiacciai ad Est di 138°32'E, mentrenel settoreoccidentaledell'areaesaminatasi
riscontranello stessoperiodo un generaleincremento.Nei dieci anniche vanno dal 1963al 1973
7
le variazioni dei corpi glaciali non sembranoavere una tendenzaomogenea;notevole è la
riduzione di più della metàdell' areagalleggiantedel Glacier du CommandantCharcot. Dal 1973
al 1985appareevidentel'arretramentodelle fronti glaciali, mentrenel periodo che va dal 1985 al
1989 si assistedi nuovo ad un lieve avanzamentoverso mare di quasi tutte le fronti, molto più
marcatotra il 1989e il 1995-1996.
8
di Geografia
Valutazione preliminare degli spessori di parte della piattaforma di
Hells Gate (Baia Terra Nova, Antartide) attraverso misure
fotogrammetriche
L. Vittuari l & A. Bondesan 2
I DISTART (Laboratorio di Topografia. Fotogrammetria e Rilevamento Geologico), Università di Bologna. Viale
Risorgimento 2, Bologna -Email: luca. vittuari(Q)mail.inrr.unibo.it
2 Dipartimento di Geografia, Università di Padova. Via del Santo 26. Padova -Email: [email protected]
La piattaforma di ghiaccio galleggiantedi Hells Gate è stataoggetto in passatodi numerose
campagnedi rilevamento da parte di ricercatori di discipline diverse. In particolare,una ricerca
(BONDESANet al., 1994) facente uso di tecniche GPS ha permesso di verificare che la
piattaforma di ghiaccio è in sostanzialeequilibrio idrostatico, risentendodelle oscillazioni di
mareae fornendo pertanto i presuppostiper calcolare lo spessoredel ghiaccio a partire dalla
quotadella superficie.
Le misure geofisiche effettuate con tecnichediverse (GPR, sismica,geoelettricae altro) nel
corso di numerosespedizionihannofornito un termine di confrontoutilissimo per la verifica degli
::§:
"E
o
:z
Fig. J: spessoridel ghiaccio espressiin metri.
o
modello.
spessoriderivati dal modello digitale del terreno,confrotandola bontà dei risultati raggiunti.
Attraverso l'impiego di tecniche fotogrammetrichedigitali denominatedi autocorrelazione
risulta possibile, una volta effettuate le usuali proceduredi orientamentointerno ed esternodi
fotogrammi,la determinazioneautomaticadelle coordinatetridimensionalidi punti posti nell'area
di sovrapposizionestereoscopica.Il grado di successodegli algoritmi più evoluti, nella corretta
individuazionedi punti omologhi su più fotogrammiè percentualmentesoddisfacente,ma viene
verificato principalmenteattraversol'analisi di un coefficientedi correlazione.Tale indice
purtroppo non è in grado di validare in modo certo il risultato raggiunto e allo stato attuale
risulta spessonecessarioun intervento manualea posteriori, da parte di un operatoreesperto,
particolarmentenelle aree in ombra o aventi tono fotografico poco diversificato (Bitelli et al.
1996).Tale tecnica apre però la via della generazionedi modelli digitali del terreno aventi una
densità di punti realmentemisurati estremamenteelevata (DTM di alta fedeltà), decisamente
maggiorerispettoa quella verosimilmenteraggiungibile in produzioneda un operatore.
In un precedentelavoro (Marsella& Vittuari, 1996)tale tecnicaè stata sperimentatasu di una
coppia di fotogrammiappartenentealla strisciataTMA 3037 279 aventescala media 1:40000e
scattatain data23/11/1993nell'ambito di un progetto di fotograrnrnetriaaereaassistitadal GPS
nella Terra Vittoria (Antartide). In tale occasione è stato misurato, con una stazione
fotograrnrnetricadigitale Leica-HelavaDPW770 un DTM avente passo di griglia pari a 20 m
della parteterminaledella piattaformadi Hells Gate.
Partendoda tale DTM, dopo alcune verifiche circa la precisione del modello, attraversoun
confronto con rilievi effettuati nell'area contecnichetopografichediverse(quali GPScinematico,
fotogrammetriaanalitica ecc.)è stataindividuatadirettamentedai fotogrammila quota del livello
del mare al momentodella presafotograrnrnetrica.In basealla quota topografica, riferita a tale
livello del mare, dei punti appartenentialla superficie della piattaforma sono stati desunti gli
spessoriapprossimatidella piattaformagalleggiante,considerandoun semplicecomportamento
isostaticodi galleggiamentodella piattaformain un mezzoaventedensitàvariabile verticalmente.
Quali dati di densità dell' acqua marina sono stati impiegati i profili di densità misurati nello
stessoperiodopressola fronte della piattaforma(TISONet al., 1997)e quale densitàdel ghiaccio
i valori misurati in sededi carotaggio.
In figura l si riporta una mappapreliminare degli spessoridi ghiaccio ottenuti in basea tale
lO
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Il
"materiali"
Università
-Dipartimento
di Geografia
di Padova -n° 21/1999
Evoluzione estiva su substrato pianeggiante del manto nevoso di Baia
Terra Nova (Antartide)
L. Matta & M. Matta
Dipartimentodi Scienzedella Terra. Via ValpergaCaluso35, Torino.
12
-
Evoluzione
del manto nevoso a BTNA
confrontata
registrata
con l'intensità
dalla stazione
nel periodo
5/23
del vento
ENEIDE
-12
-1998
nodi
100.
80.
60 -
40.
20.
O.
~
..
~~~~
5
6
7
dL_~_--,
8
9
8bi -ghiaccio
m
10
12
13
16
17
3sr -piccole
di fondo
18
19
6cl -grani arrotondati
Sii -strato
6mf -policristalli
di ghiaccio orizzontale
1 f -cristalli di recenteprecipitazione
~
7ch -brina di cavità
D
5cp -cristalli a calice
20
21
22
particelle arrotondate
8ic -colonnedi ghiaccioverticale
D
-31r
15
14
a grappoli
arrotondati
6s1 -neve fusa
~
2bk -particelleestremamente
spezzettate
2dc -particelle
parzialmente
frammentate
4fa -particellepiene sfaccettate
::iiiiii:iiiiiii 4sf -piccole par1icellesfaccettate
4mx-forme mistesfaccettate
~
9mfc -crosta da fusione e rigelo
3mx
§
9wc -crosta da ventoB
forme miete arrotondate
-grosse particellearrotondate
9sc1- crostada sole
13
23
dell 'acqua di fusione superficiale. La superficie assumeuna caratteristicamicromorfologia a
penitenti, mentre a maggiorescala si osservanoforme simili a grandi sastrugi,ma generateda
sublimazioneinvececheda erosionemeccanica.
Allontanandosidal mare,la fusionediventasempremenoimportante.Al Boulder Clay Glacier
e al Browning Pass(210 -300 m s.l.m.) i cristalli da metamorfismodi fusione prevalgonosolo a
fine estate.A partire dai 650 m s.l.m. sul medioe alto CampbellGlacier non si è osservataalcuna
traccia di fusione, anche superficiale. Al posto di questo processodiventa preponderanteil
metamorfismocostruttivo, reso possibiledal gradientetermico, molto forte sino a circa 2000 m
s.l.m. Nel medio e alto Campbellsi incontranoquindi in superficie alternanzedi strati di neve
ventataa elevatacoesionee piccola granulometria,e strati di particelle sfaccettateo cristalli a
calice. In profondità si osservauna progressivatrasformazionein strati di particelle sfaccettate
anchenella neveventata.È quindi probabileche l'unico limite al metamorfismocostruttivo sia la
scarsaporositàdella neveventata,che limita la diffusione del vapore,notoriamentenecessariaal
metamorfismocostruttivo.
Confrontando siti con differente substrato, si è accertatoche questo fattore ha influenza
relativamentemodesta.
I rari substratiorganici(alghe,guanopresentisoprattuttoa InexpressibleIsland)e i molto più
comuni substratisalini favorisconopalesementeil metamorfismocostruttivo, con formazione di
brina di profonditàanchea livello del mare fuori da periodi di perturbazionifredde (lnexpressible
Island). Analoghi studi sulle Alpi suggerivanoun metamorfismocostruttivo per produzione di
calore con la decomposizionedella sostanzaorganica(Motta et al., 1995). Per quantoriguarda i
substratisalini, si può ipotizzareche lo scioglimentodelle efflorescenzesaline crei dei vuoti alla
basedel mantonevoso.Essifacilitano la circolazionedel vapore,con azioneanalogaa quella dei
substratiricchi di cavità. È anchepossibileche lo scioglimentodei sali raffreddi la parteinferiore
del mantoaccrescendoil gradientetermico.
I substratirocciosiessendoimpermeabilicausanoil ristagnodell'acquadi percolazione.Hanno
quindi un'azioneoppostaai substratiorganicie salini, favorendoi processidi fusione-rigelo,con
la formazionealla basedel mantodi uno spessostratodi ghiaccio di fondo.
Confronti fra substratiglaciali e substratidetritici a permafrost,mostranoscarsedifferenze,
ancheperchèla presenzadel mantonevosomantienegelato lo strato attivo del permafrost.Con
l'ovvia eccezione delle coperture di limitato spessore,in cui l'intero manto nevoso è alla
temperaturadi fusioneo prossimoalla temperaturadell'aria, si osservanoi seguentitipi di profili
termici nei due substrati.
-Nel substratodetritico il profilo termico varia continuamentein risposta alle variazioni di
temperaturadell'aria. Si ha superficialmenteuna zona di escursionetermica giornaliera, stretta
14
quandoè determinataesclusivamentedall'altezzadel sole sull'orizzonte,ampia quandola neve è
ombreggiataalcune ore al giorno. In profondità giungono solo le perturbazionitermiche più
prolungate,legatealle variazionimeteorologiche.il profilo apparesoventespezzatofra una parte
superiore adattata alle nuove condizioni termiche e un'inferiore che conserva l'andamento
precedentealla variazionemeteorologica.Alla basela diffusa presenzadi cavità e substratiporosi
permettel'infiltrazione d'aria, causaed effetto della diffusa morfologia degli ammassinevosi a
banchi isolati, limitati da orli subverticali(sastrugida sublimazione,snow drift). Ne deriva una
certa tendenza della parte basale a raggiungerela temperaturadell'aria prima degli strati
intermedi.
-il substratoglaciale delle zone di ablazioneè assimilabilea quello detritico; in zona di
accumuloinvece si osservad'estateun profilo molto regolare,tendentea una curva logaritmica.
Piccole escursionitermichegiornaliere,o variazionia più lungo periodoconnessealle variazioni
meteorologiche,si osservanonei primi decimetridi spessoredel profilo.
Bibliografia
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~~.
del
manto
.
di Geografia
Un archivio di firme spettrali di superfici nivo/glaciali per il
monitoraggio di ambienti glaciali con dati telerilevati
A. Cagnatil, R. Casacchia2,S. Ghergo3,R. Salvatori2 & M. Valtl
'RegioneVeneto-ARPAJI;Centro Valanghedi Arabba (BI)
2CNR-lIA. MonterotondoStazione(Roma)
JCNR-Dip. Attività ScientificheRoma
Gli ambienti glaciali sono quelli che risentonomaggiormentedei cambiamenticlimatici. Le
variazioni di temperaturadeterminanouna diminuzionenell' estensionedelle coperturenevoseed
una modifica sostanzialenella strutturadel mantonevoso.Permonitorarequesticambiamenticon
i sensorisatellitari del visibile e dell'IR, è necessarioconoscereil comportamentospettraledella
neve a questelunghezzed'onda nelle diversecondizioniambientali.Studi sul riconoscimentodei
diversi tipi di manto nevosocon dati da satellite (Dozier e Marks, 1987; Dozier, 1989;Winther,
1993) e analisi sul comportamentospettraledella neve (Warren, 1982; Winther et al., 1998;
Wiscombe e Warren, 1981; Zibordi et al., 1996)dimostranoche le variazioni strutturali delle
coperture nevose possono essereanalizzate con dati di riflettanza ripresi nell' intervallo di
lunghezzed'onda compresotra 350 e 2500nm.
Al fine di studiarela relazionetra la rispostaspettraledelle superficie la loro caratterizzazione
nivologica,nell'ambito dell'attività di ricercacondottadal progettoTelerilevamentoè statocreato
un' archivio di misure spettroradiometrichee nivologiche basatosull'esperienzasviluppata nel
PNRA, sia attraversole campagnedi misura condotte in Antartide, nella regione di Baia Terra
Nova (Cagnati, 1996;Zilioli e Cagnati, 1995),che mediantel'analisi delle immagini telerilevate
(Casacchiaet al., 1998e 1999).L'archivio, che saràconsultabilevia rete, è strutturatoin mododa
correlare direttamente le proprietà nivologiche della superficie investigata con le sue
caratteristichespettrali.I dati contenutinell'archivio sonotutti dati acquisiti al terrenoe, pertanto,
per ogni sito di misura, sono riportati oltre ai dati radiometrici, anche dati geografici,
meteorologicie nivologici (figura 1).
In particolare,per ogni sito di misurasonodisponibili:
.misure
di riflettanzaassolutanell'intervallo 350-2500nm;
dati nivologici comprendentitemperatura,densità e contenuto in acqua della neve;
dimensionie geometriadei grani, morfologia dello strato superficialee profilo del manto
nevoso;
informazionigeografichee meteorologicherelative ai siti ed alle datedelle misure.
16
L'archivio è inoltre arricchito dei dati acquisiti in Artico, alle Isole Svalbardnei pressidella
stazionescientifica di Ny-Alesund (Cagnatiet al., 1998),e in Italia, nelle Alpi Bellunesi (Cagnati
etal., 1997).
Data
Ora
19.11.1998
09.30-11.30
Coordinate
Sito
Altre misure
m
74°33'38 S
162°56'36 E
Mc Carthy Ridge
Temperatura dell'aria:
Stato del cielo:
-7.4 cC
Numero cicli misure:
Misure eseguite:
Pannello di riferimento:
100
67
304 x 304 mm
Strato superficiale:
strato a debole coesione di brina di superfice
particelle arrotondate (3a E=0.2 mm)
3
molto bassa (pugno: 0-10 Pa)
-15.9°C
neve asciutta
Durezza strato superficiale:
Temperatura neve:
Umidità strato superficiale:
Densità:
-3
Mc Carthy
600
850
1100
Ridge
1350
lunghezza
1 -Esempio
(7a E=3.0
150 kgm
superficie liscia da vento (Sa)
Rugosità superficiale:
350
Stratigrafia 100 cm
Penetrometria 100 cm
650
sereno (0/8)
calma di vento
Vento:
Figura
Quota
di dati nivologici
1600
2100
2350
d'onda
e spettroradiometrici
17
1850
presenti
nell'archivio.
mm) e piccole
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~8
"materiali" .Dipartimento di Geografia
Università di Padova. n° 21/1999
SAR Interferometric
Analysis of David -Drygalski
Nansen Ice Sheet (Antarctica)
Glacial System and
F. Corenl, M. Frezzotti2,R. Vidrnarl & P. Sterzai3
1OsservatorioGeofisicoSperimentaleDipartimentodi Geofisicadella Litosfera.POBox2011 Trieste-ITALY
2ENEA.Dip. Ambiente,P.O.Box2400. RomaAD-/TALY
3Museodell'Antartidedi Siena-Via del Laterino,853100 SienaITALY
We bave used tandempairs of the remote sensingsatellitesERS-1 and ERS-2 synthetic
apertureradar (SAR) observationsof the David glacier and NansenIce Sheetin the vicinity of
Terra Nova Bay -Antarctica, for the double purpose to outline the glacial setting and ice
structure of the area and contemporarystart an evaluationphaseto assessthe best processing
procedurebeforeto extensivelyapplydifferential interferometricalanalysison the whole Victoria
Land. The reconstructionof the ice velocity field in a large scale over Antarctica is ODeof the
rnain goal of the VECTRA project, thereforewe focusedour attentionto this test gite that was
objective of rnany studiesand investigationsto determinethe possibility to assessinforrnation
about the glacial setting of the area directly from amplitude, raw interferogramand coherence
images.This procedurecould be useful in a further step of interferometric analysis to better
understandand evaluateanomalousbehavioursin the baskscattered
signals that could effect the
phaseand consequentlythe interferogramquality. ERS1-2 SAR tandemorbit RAW data images
bave beenprocessedwith phasepreservingalgorithrnsin orderto allow interferometricanalysis
obtaining single look images (SLC). The pair of SLC obtained bave been processedand
coherencemap and interferogramgenerated.The interferogramhas beencorrected only for the
fIat terrain frequencythereforeit containsrnixed togetherthe inforrnationof both topographyand
ice motion. The radar imagescoverthe David -Drygalski glacial systemand NansenIce Sheet
where we performed a glacial analysis based on interferometric (Joughin et al. 1995) and
amplitude products (Dowdeswellet al. 1994).The glacial featuresinterpretedusing amplitude,
coherence and interferogram images bave been subrnitted to a validation procedure. The
validation approachinsights the comparisonbetweenLandsatTM (Tematic Mapper) satellite
images and SAR data and ground truth data. SAR products bave been ellipsoid (WGS84)
geocoded in order to be compared with Landsat TM images. Landsat TM bave been
georeferencedusingGPScontrolpoints and thenmatchedwith SAR images.
By the comparisonbetweenthe data corning from LandsatTM image and ground truth data
(Frezzottiet. 1998)an interpretationprocedurecan be achievedusing different SAR productsfor~
19
20
this area.The raw interferogramwell describesthe ice flux differenceand the stressfields related
to the confluenceof the two ice fluxes of the David Glacier. Becauseof the groundingline (GL)
lirnit is relatedto a changeof both topographyand ice velocity the GL of the two ice fluxes of the
David Glaciercan be outlined directly usingthe raw interferogram.Deformationpatterncan also
beenoutlined in the NansenIce Sheet.Stresspatternof the outlet glacier marginand differential
ice flux inside the mainstreamcanalso beenpicked interpretingthe raw interferogram.
The amplitudeimageand coherencemapsdescribethe distribution of different type of ice and
crevasspatternand allow the discrirninationbetweencontinentalice and thin ice shelf.
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di Geografia
I tephra di Frontier Mountain e Lichen Hills (Terra Vittoria
settentrionale)
N. Perchiazzi, L. Folco* & M. Mellini
'corrispondenza
a: LF- MuseoNaziona/eAntartide. Siena;e-mai/:[o/[email protected]
I campi di ghiaccio blu dell'alto Rennick sono spessotraversatida bande di polvere con
spessore da centimetrico a decimetrico che si estendono per chilometri. Bande di tali
caratteristiche affioranti a Frontier Mountainsonostatein precedenzaclassificatespeditivamente
comedetrito basaleriesumatoin corrispondenzadi ghiacci in risalita.
Quattro di questebandesono statecampionatea Frontier Mountaine Lichen Hills. L'assenza
di rocce locali e di frammenti di rocce sedimentarie,la presenzaubiquitaria di vetro vulcanico
privo di tracce di abrasione,i minerali ignei, la composizionechimica di vetro e minerali e la
composizionechimica del campionetotale indicano in manieraunivoca che si tratta di ceneri
vulcaniche(tephra).
Le singole bande presentanocaratteri sostanzialmentecomuni alla scala dell' affioramento,
salvo la eventuale diversa abbondanzae diversa giacitura. Nonostantequesta loro apparente
somiglianza,le singole bandepossonoesserenettamentediscriminatel'una rispetto all'altra su
basemineralogico-geochimica.
Caratteridiscriminantisonole dimensionidelle particelle, il grado
di vescicolaritàdel vetro, il contenutoin elementimaggiorie traccedi minerali, vetro e campione
totale.
Le dimensionidelle particelle (in media,da 20 a 200 ~m) indica trasportotroposfericoe
provenienza da una sorgente di distanza non superiore ai 500-1000 chilometri. Vincoli
geocronologicie composizionichimicheindividuanola sorgentedei tephra di Frontier Mountain
e Lichen Hills all' interno della recenteattività della provincia vulcanicadel Monte Melbourne.I
possibili centri di emissionesonoLe Pleiadie/o il Monte Rittmann(attivi rispettivamenteda circa
50 ka e 4 Ma).
~
"materiali" -Dipanimento
di Geografia
Primi risultati delle prospezioni geofisiche condotte sulla parte
meridionale della Nansen Ice Shelf (Terra Vittoria, Antartide)
G. Caneval, Lozej A. 2,Merlanti F.1, Pavan M.l & Tabacco 1.2
JDipartimento per lo studio del Territorio e delle sue Risorse -Università di Genova
2 Dipartimento di Scienze della Terra -Università di Milano
Nel corso della XIV CampagnaItaliAntartide (1998/99)è stata effettuata una prospezione
sismica a riflessione nella parte meridionaledella piattaformadi ghiaccio gallegianteNansen.
Tale prospezioneha compresol'indagine di un transettotra BackstairPassageed Inexpressible
Island. Lo scopo principale di questo studio, condotto con tecniche indirette, era quello di
determinarela morfologia del fondo marino sotto la piattaformae le relazioni con l'evoluzione
quatemariadel settore.Perottenereuna buonadefinizionedella morfologia di fondo è necessaria
la stima, il più possibileprecisa,degli spessoridi piattaformaa causadella differenza di velocità
di propagazionedelle onde elastichetra il ghiaccioe l'acquamarina sottostante.In questosenso
sono state utilizzate tecniche integrate di rilevamento topografico GPS, osservazioni
elettromagneticheradar e i profili sismici a riflessione. I risultati delle elaborazionipreliminari
hannoposto in evidenzauna morfologia del fondo marinocostituitada tre sezionivallive separate
da alti morfologici. Due di questi alvei concordanocon gli arrivi dei ghiacciai Priestleye Reeves
mentre il terzo è di più difficile correlazione.Nonostantele corrispondenzeosservatenon è
ancora possibile affermare se la morfologia del fondo è dovuta a erosione glaciale e/o a più
complessimovimentitettonici.
22
di Geografia
Ice wedge polygons in the Terra Nova Bay region, Antarctica
Distribution and morphological features
R. Raffi!, A. Gambini2& C. Smiraglia3
l Dipartimentodi Scienzedella Terra, Università "La Sapienza",P.le A. Moro, 5, Roma
Diartimento di Scienzedella Terra, Universitàdi RomaTre,Largo S.L. Murialdo, l, Roma
Dipartimentodi Scienzedella Terra, Universitàdi Milano, Via Mangiagalli 34, Milano
This report servesas documentationof the existenceof a particularperiglaciallandform, "ice
wedge polygons", in an area of Northern Victoria Land overlooking the Ross Sea. The area
principally lies within the coastal section of the Terra Nova Bay region. The area considered
extends approximatelybetweenlatitude 74° and 75° southand betweenlongitude 162°15'and
164°15'east. It is one of the largestdeglaciatedareasin Antarctica, with the exceptionof the Dry
Valleys and the McMurdo Sound area. The area nearestto the coast, the Northern Foothills,
presentsreliefs with slightly undulatedpeaksthat reach1000m in altitude. They afe evidenceof
the glacial modelling that took pIace during a phaseof greaterexpansiontowards the Ross Ice
Shelf. The areasof the interior contrastwith these latter areasand afe characterizedby alpine
typical altitudesand landforms,suchasridges,glaciercirquesand horns.Thesedeglaciatedzones
afe virtually islandsseparatedby vast outlet glaciers,the Reeves,Priestleyand Campbellglaciers
and they afe characterizedby the presenceof permafrostandvariousperiglaciallandforrns.
Studiesconductedon the patternedground or polygonsin the Antarctic bave focused mainly
on the McMurdo Soundand Dry Valley areas(Péwé,1959;Black, 1973).This researchhas seen
markeddevelopmentin the Terra Nova Bay areafollowing the installationof the Italian scientific
station in 1986-87.In addition to geomorphologicalinvestigations(Orombelli, 1986; Baroni,
1989and 1996ed.), geophysicalsoundingsbavealso beenconductedto examinethe typologies
and characteristicsof the permafrost(Guglielmin et al., 1997).Bondesanet alii (1997) recently
compiled a descriptionand geneticinterpretationof polygons.
The polygons constitutethe most widespreadperiglaciallandform presentin the entire study
area.The meshsizerangesfrom oneto tens of metersand theyafe borderedby furrows that range
betweenseveraldecimetersand one meterin width, with depthlying within a similar range.
The authors carried out a systematic study of the polygons in the study area between
December1998and January1999. Severalhelicopterflights were madeover variousdeglaciatedsectors.
On the basis of the observationsmadeand data alreadyreportedin the literature, severalsample
siteswere selected,takingnumerousparametersinto account(type of morphology,type of
debris cover, lithology, aspect,altitude etc.). A total of 21 stationswere set up within the gite
areas.Sectionsweremadeaiongthe furrows markingthe polygonsand where necessary,trenches
were dug with depthsand widths exceeding2 meters.
The field surveysconductedreveaiedthe presenceof ice wedges.The latter were found in a
total of eight stations:Mt. Emison(2 stations),on BoomerangGlacier (2), at the GerrnanBase
Campof Gondwana(1), nearEnigmaLake (2) and on InexpressibleIsland (1).
The ice wedgeswere found at depthsrangingbetweenlO and 30 cm from the surfacelevel on
Mt. Emison and BoomerangGlacier and between 65 and 75 cm on Inexpressible Island,
Gondwanaand at Enigma Lake. The wedge sizesvary even in terrns of stations located in the
samesurveyarea.Wedgeupperwidths rangefrom slightly aver lO cm (on BoomerangGlacier)to
aver 150 cm (on Mt. Emison).They extend in depthtram 50-60 cm to aver 150cm. In alI of the
wedgesobserved,the outer lateral transition to the permafrostis marked by glassyclear ice,
whereasthe air bubbles in the ice increase,revealingvisible vertical strips, moving tram the
edgestowardsthe centraIpart of the wedges.The presenceof centraifissuresthat bavegaps of 5
to 6 mm full of frost and snow,indicatesthat the polygonsare relatedto thermal contractionsof
the frozenground during the winter. Sandwedgesmeasuring30 -50 cm in width and 70 -100 cm
in depth were found beneaththe furrows in severaisectionsmade in the interior zones on the
westernslope of Mt. Levick (nearPriestleyGlacier).
The results of the field surveysrevealedthe widespreadpresenceof polygonswith ice wedges.
On the basis of the dataavailable,the DeepFreezeRangeand NorthernFoothills sites appearto
be the sites in which the developmentof ice wedgesprevails. Though stilI on the basis of
preliminary data, it is possible to state that the variety of moisture conditions affects this
particular distribution of ice wedge polygons. The moisture level is definitely higher in the
Northern Foothills and in the southernsectors of the Deep Freeze Range, comparedto the
EisenhowerRange and this has probably contributed to the developmentof the landforrns
observed.
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25
I.-L.
26
"materiali" -Dipartimento di Geografia
Università di Padova. n° 21/1999
Significant Marine Ice Accumulation Near the Grounding Line of the
Nansen Ice Shelf (Terra Nova Bay, Ross Sea): Implications and New
Insights into the Consolidation Process and the Resulting
Isotopic/Chemical Fractionation
Tisonl, A. Khazendarl,A. Bondesan2,M. Dini3 & B. Stenni"
DépartementdesSciencesde la Terreet de l'Environnement.UniversitéLibre de Bruxelles,Av. F.D. Roosevelt50.
BruxellesBelgium
2Dipartimentodi Geografia. Universitàdi Padova,Via del Santo26, Padova
3Laboratoriodi GeochimicaIsotopica,Dipartimentodi Scienzedella Terra.
Universitàdi Trieste,ViaE. Weiss6. Trieste
Ice shelve'smassbaIanceis an essentialkey to the stability of the ice sheetunder climatic
changes.A major issue that has beenfocusedon in the last decadeis the processof marine ice
accretion at the ice-oceaninterface. ODe and two-dimensionalmodels along flow lines bave
reasonablyreproducedbasai melting at grounding lines and frazil ice accretion rates further
downstream,in the sub-ice shelf Deep ThermohaIineCirculation pattern. Recent 3-D oceanic
models suggestthat the topographyof the ice shelfs basehas a criticai impact on depositional
patterns of the marine ice forming in the water column. Previous work at Hells Gate Ice Shelf
(HGIS), in the Terra Nova Bay area, indicated that junction lines betweenindividuai flows
convergingto form the ice shelf(near groundingzonesor in the lee of pinning points)afe sites of
preferredaccretionof the individuai frazil ice crystaIsfloating up in the watercolumn.
The High resolutioncrystaIlographic,saIinity and isotopic anaIysisof the NIS 1 45-meterice
core presentedbere (see preliminary results in MENEGHEL& BONDESAN,1996), reveals a
unprecedentedcase where similar thick accumulationof marine ice occurs in widely open
transversecrevassesfracturingthe NansenIce Shelf up to the surface,close to its groundingline
in the Reeves Glacier area. This is supportedby the overaIl field configuration and by the
discrepancyin somepropertiesbetweenthis core and the marine ice sectionsof other previous
drilling projects.Occurrenceof suchan accretionprocessin an areawhere melting from the Deep
Thermohaline Circulation should normally prevail is of utmost importance in the context of
dynamicaI stabilization of the ice shelf. BasaI crevassesand rifts afe common features near
groundinglines of ice shelvesand in their frontal zonesas precursorsfor icebergcalving. Hughes
(1983) explored the importantrole that thesefracture featuresplay in the disintegrationof ice
shelves,while, on the other hand, Stephenson
and Zwally (1989)discussedthe stabilizing effect
that might regOlitram the filling of rifts with ice. Recently,work by Rignot and MacAyeal (1998)
and MacAyeal et al. (1998)bavedemonstratedhow the dynamicpropertiesof what they calI the
"ice melange" in openrifts do play an importantrole in the calvingprocessat the frani and in the
overall stability of an ice-shelf. According to theseauthors,the melangeis composedof multiyear sea ice, ice shelf fragmentsand wind-blown snow. lt is quite plausible that the dynamic
properties of the material filling the rifts and its responseto temperaturevariation would be
different if the ice was mainly an homogeneousbody of marineice (resulting from a processsuch
as the one describedhere)ratherthan the mixture describedby the aboveauthors.
On the other hand, the high resolution measurementspresentedin this paper, and more
speciallythe salinity/ol80 relationship,also allow us to improve our understandingof the relative
"purity" of the marineice ascomparedto seaice, a subjectstilI stronglydebatedin the litterature.
A modelis developedto explainthe observedchemicalpropertiestaking into accountthe various
complexprocessesleadingto consolidatedmarineice as it is observedin the cores.
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RIGNOTE. & MACAYEAL D.R. (1998)-lce-shelf dynamicsnear thefront of the Filchner-Ronnelce Shelj;
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27
2&
"materiali" .Dipartimento
Università di Padova -n'
di Geografia
21/1999
Holocene and transition SO41.,N03- and Cf profiles in the first 580 m of
EPICA-Dome C ice core.
R. Udisti!., E. Castellano2,
S. Becagli2,S. Vennigli2,S. Torcini5& G. Piccardi2
1DepartmentofChemistry,UniversityofCalabria. 87030 Arcavacatadi Rende(Cosenza).ltaly
2Department ofPublic Health and EnvironmentalAnalytical Chemistry,University ofFlorence. via G. Capponi 9, 150121 Florence.ltalv
JENEA,AMB, CRECasaccia.1-00100Rome,ltaly
.Correspondenceaddress:Analytical ChemistrySection.University ofFlorence. ".ia G. Capponi,9 -50121 Florence1taly.E-mail: [email protected]ì.it
During the 1997/98 and 1998/99 EPICA -Dome C campaigns, an ion chromatographic method
coupled with a flow analysis system was carried out for the direct, in situ, deterrnination of
sulphate, nitrate and chloride in semi-continuous way. The method perrnitted to obtain a powerful
screening of these components at very high resolution along alI the ice core. In this way, it was
possible to show particular events characterized by sudden increases of the concentrations of oDe
or more of the analysed compounds. 5uch information is essential to individuate reliable temporal
horizons for the ice layer dating, to understand the temporal trend of the sources and/or of the
transport processes of substances used as environmental and climatic markers and to drive,
directly in situ, the successive sub-sampling of the ice core. The last point is very interesting to
obtain sub-samples with very high resolution only around the most important ice core sections,
shown by 5042",N03" and CI- peaks.
In the 1998/99 campaign, the drilling reached the depth of about 780 m, whose the first 584 m
were analysed. In accordance with the preliminary dating proposed by the EPICA 5teering
Committee, the processed ice core covers the period of about 30,000 years before presentoIn the
Holocene period (about 0-400 m depth range), sulphate and nitrate show rather constant
background levels, with concentration means around 95 and 15 ppb, respectively. No particular
trends were pointed out in their concentration/depth profiles in this periodo On the other hand, the
sulphate profile is characterized by the very sharp signals of several volcanic events. Many spikes
afe also present in the chloride profiles, some ascribable to volcanic emissions and other to sea
spray contributions, but a particular trend is bere visible, too. We can observe a progressive
increase of the chloride concentration from the surface to the Holocene low limito The mean value
in the 300-400 m depth range (around 25 ppb) is about 2 times higher than the more superficial
layers. In particular, a sharp concentration increase is visible in the depth range 270-360 m,
probably due to an increase of atmospheric turbulence (able to carry on the plateau areas higher
marine aerosol contents)and/or to a variation of the snow accumulationrate (able to maintain
more constantthe chloride concentrationby decreasingits post-depositionaldecompositionor reemissioninto the atmosphere).Globally, the Holocene period was dominated by the sulphuric
acidity. The sulphuric contributionto the total (sulphuric,nitric and chloridric) acidity budgetis
around73%. In the interglacial/glacialtransitionperiod (about400-580 m) a very sharpincrease
of concentrationof alI three componentsis shown.This pattemis particularly evident for nitrate
(concentrations3-5 times higher than the Holocene values) and, above all, for chloride that
reachesvalues about lO times higher. The sulphateconcentration,on the other hand, increases
only of about 2 times. As a consequence,the percentagecontribution of the acidic species
changesdramatically. Therefore, in the transition period, the relative contribution of sulphuric
and chloridric acidity is similar (around48% and 42%, respectively)and the nitric contribution
increasesfrom 7 to lO % about.
As above noted, rnany spikesafe presentin the concentration/depth
profi1esof ch1orideand
sulphateboth in the Holoceneand in the transitionperiodoSome of the sulphatepeaks, suchas
markers for volcanic explosive emissions, were described in detail, to give reliable and
characteristictemporalhorizonsfor dating.In this way, it was possibleto suggesta lime scalefor
the last 1000 years, by recognisingthe signals related to temporal known volcanic events
(betweenthem, for instance: Tambora-1815,Kuwae-1450and EI Chichon-1259).Many other
volcanic inputs were pointed out, but their temporal classificationis not so easyas in the most
superficial ice core sections. Anyway, these signals can be used to compare the volcanic
signaturesat DomeC with thosefound in otherice coresdrilled in Antarctica or in Greenlandand
to assignreferencehorizonsto the datingperformedby fim densificationmodels.In particular, in
the transitionperiod, two volcanic eventsshow very high sulphatepeaks(up to 1200 ppb) at the
depths of 454.2 and 494.8 m. The height and the characteristicshapeof these sulphatepeaks
could permit their useas a global temporalhorizons.
29
di Geografia
Elements and minerals in Coastal Antarctic Aerosols by PIXE and
SEM-EDAX analyses or recent snow
G. Gherrnandi ',P. Laj 2,M. Capotosto' & R. Cecchi'
IDept. Scienze dell'Ingegneria. University 01 Modena and Reggio Emilia.
Via Campi 213/a -4 I 100 Modena (ltaly)
;'Laboratoire de MètèorologiePhysique. UniversityolClermont-FerrandIl (France)
The physical and chemicalcharacteristicsof aerosolsin the remoteregions of the atmosphere
unperturbedby anthropogenicactivities afe importantinputsto atmosphericmodelson scalefrom
the meso to global. Becauseany changein the nature of atmosphericaerosolscan significantly
affect the Earth's radiationbudget,either directly by absorbingand scatteringincoming radiation
or indirectly by modifying the radiative properties of clouds, determinationof the background
aerosolcompositionand sourcesis of greatimportance.The determinationof the compositionof
recentAntarctic snow allows to characterisethe polar aerosoland its short term variability in
remoteregions.
Twenty-sevensnow samplesbave beencollected -during the ninth field trip of the PNRA
(ltalian Antarctic ResearchProject) in 1994-along a 320 cm snow-pit (about 200 m from the
HerculesNévé camp, 2960 m a.s.l., Lat. 73006.378' S , Long. 165027.785' E) with a lO cm
resolution interval startrng at a depth of 30 cm. AlI sampling operations were performed
following a standardprocedure,and the sampleswere kept frozen until preparation(that took
pIace in a «clean»laboratory)for PIXE and SEM-EDAX analyses.
The targets for PIXE analysiswere preparedby sampleevaporationto dryness of 25 mi of
liquid sample (Laj et al., 1996, 1997).PIXE measurements
were performedat the Laboratory of
the Nationallnstitute of NuclearPhysics(INFN) in Legnaro(Padua,ltaly) by meansof a proton
beamacceleratedto 1.8 MeV by the AN 2000 Van de Graaff accelerator{Aprile si et al., 1984).
Concentrationsof Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cf, Fe, Ni, Cu, Zn were determined,with
measurementerrors from 5% to 10% (LOD: some ng cm-2,i.e. p.p.b. level in melted snow)
(Ghermandiet al., 1996).
Single-particle analysis of the sampleswas performed by SEM-EDAX. Sampleswere by
filtration through a Nuclepore membrane. Analyses were carried out with a Philips XL4C
scanningelectronmicroscopecoupledto a PV9900 energydispersive analyserat CIGS (Modena
University, Italy), with precisionrangingfrom 5% to 10% (LOD about 10-2gg-l). Between50
and 150 analyseswere performed on each sample, dependingon particle concentration.The
30
elementsmeasuredwere : Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cf, Fe, Cu, Zn. The shapeand size
of eachanalysedparticle were alsonoted.
The dating of the snowlayers,deducedfrom the variation of '{)180in snow,revealedthat the
320 cm were depositedoveran 8-yearperiod, from 1986to 1994.
The elementalconcentrationsmeasuredby PIXE afe generallyvery low, comparab1ewith the
typical concentrationsfound in CentraIAntarctica, while the concentrationsof Cu and Zn afe
two orders of magnitude larger than typical values, probably due to increasinganthropogenic
input or also to local contarnination.The totalloading of chemicalspeciesrangesfrom 0.15 to 2
l.1g/gof waterequiva1ent.
The seasonalvariations of the elements in snow show highest concentrationsof marine
components (especial1yNa and S) either during or directly following the Austral winter
temperatureminima in the years 1987-1990and 1992-1993.The presenceof marine-derived
chemicalspeciesis linked to the occurrenceof long-rangeadvectionof air massesfrom the openwater areas.The depositionof crostal materialis also maximumduring the Austral winter. This
disagreeswith the assumptionthat the depositionof minerai dustis maximumduring the Austral
surnrner,and it maybe due to local sourcesofparticulate aroundHerculesNévé.
Most of the studiede1ements(especiallyMg, K, and also Ca, Si, and Al) afe presentin excess
of the typical sea-saltratio with Na; they would appearto derive also from the crost component,
as indicatedby the SEM-EDAX measurements
(Ghermandiet al., 1998).
On a first approximation,Fe, Al, Si and Ti concentrationsresult correlated(cross-corre1ation
with Fe always higher than 0.7) as we11as Na and Mg (cross corre1ationof 0.8). Instead,the
correlation of the marine componentwith Cl is not significant, probablyderiving from advection
and scavengingof HCI. Cf, Cu and Zn were not takeninto accountin correlationand the data
reductiongiventhe low numberof samplesabovethe detectionlimit .
To completethe exarninationof elementsources,we baveinvestigatedthe PIXE analysesof
Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Fe by meansof a factor analysis.This analysisconfirmed
previousresults.Na, Mg, Al, Si, Ti, Fe afe associated(loadings> 0.7) to the first factor (of ten)
that explains 39% of the tota1 variance. It indicates a common source or the occurrenceof
commontransportpaths that producesthe samepatternfor crostaland marine e1ements.
To the
secondfactor (17% explainedvariance)is relatedS, and1essstronglyP and Cl and may represent
the marine biogenic input. The third factor (explained variance 16%) relates K and Ca.Nevertheless,
it has to be taken into account that the multivariate analysis techniquesafe
preferablyapplied whena highernumberof cases( 27 analysedsamplesin this work) afe treated.
Size distribution and compositionof the insoluble particulatewere derived from the SEMEDAX analyses.The size distribution of insoluble particlesis unimoda1in the 1-5 I.1mdiameter
3~
32
range. aver 80% of the particlesbaveaveragediameterof lessthan lO ~m. Comparisonwith the
temperaturevariationshowsan enrichmentof the coarsefraction(10-100 ~m) during the Austral
winter, probably indicating a local source of mineraI aerosol.The mineraI composition of the
individuai particlesshowsthat about40% of the identified particlesresult from the aggregationof
two or three minerals.Quartz,plagioclaseand K-feldspar,and clay accountfor about50% of alI
particles. sulphurandphosphatemineralsaccountfor about10%, suchas oxidesandcarbonates,
micas for 3%; other unidentified minerals for the rernaining17%. No clear relationship was
found betweentemperaturevariationsand the occurrenceof minerals in snow (Gherrnandiet al.,
1998).
Coupling of the PIXE and SEM-EDAX resultsperrnitsto computethe relative distribution of
elementsbetweenthe solub1eand the insoluble phases(Laj et al, 1997): insoluble material was
found to be predominant(more than 50%) for Al. Fe, K, Ca. Instead,the soluble fraction is
higher both in S and Cl .
The depth of 130 cm correspondsto the beginning of 1991 (Austral summer).The results
show that a marked change in the relative concentrationof the main elementsand minerals
measuredtook pIaceat this time, perhapsasa result of a perturbationof the Antarctic atmosphere.
A tentative examinationof the two set of PIXE data separately(given also the low number of
casesin eachset), correspondingto depth lower than 130 cm (from 1991to 1994)and to samples
deeperthan 130 cm (from 1986to 1990),hasbeenperformedby meansof factor analysis.
For the deepestsamples,three factors cover about the 71 % of total variance. The first
includesNa, Mg, Al, Si (loadingscloseto 0.7) and Ti (0.6) andFe (0.8). Na is also weaklyrelated
to S and Cl in the secondfactor. The third factor relates P, K and Ca. Given also the SEMEDAX results,the first factor may identify the crostalcomponent,while the secondand the third
marine and marine biogenic components .
The factor analysis of the PIXE data of the samples collected at lower depth «130cm)
provides a completely different picture. Four factors cover 90% of the total variance. At the first
ODe(53.0% of the total variance) are strongly related Na, Mg, Al, Si, Ca, Ti, Fe (loadings > 0.75)
and also K. At the second factor is related P and weakly Na and Mg. At the third is strongly
related only Cl and at the fourth factor is significant related only S (0.60). The set of oldest
(before 1991) data describes an unperturbed condition, with crustal and marine elements, while
the recent set shows a perturbed condition, with separate trends of Cl and S, perhaps due to
another source then the sea saltoThis source would be identified in the volcanic gases emitted by
the lune 1991 eruption of Mount Pinatubo. The major inputs of S and Cl gases were in the
stratosphere and could bave been transported southwards to the polar regions (Solomon et al.,
1996). In fact, the whole atmosphericcompositionand circulation were notoriouslyaffected by
Pinatuboeruption(Wolfe, 1992):this exceptionaleventcould explainsthe particular behaviourof
Cl, S and other elements in the Antarctic precipitation. However, additional investigationis
neededto confirm this hypothesis,in particularthe analysisof snowdepositedafter 1993.
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33
Università di Padova -n'
di Geografia
21/1999
La distribuzione degli elementi in tracce nella neve e nel ghiaccio.
Confronto fra aree polari ed alpine
C. Barbante1,2,
G. Cozzi1,C. Turetta2,G. Scarponi3& P. Cescon1,2
Dipartimentodi ScienzeAmbientali,UniversitàCa' Foscaridi Venezia,Dorsoduro2137,30123 Venezia,Italia
: Centrodi Studi sulla Chimicae le Tecnologieper l'Ambiente,C,N,R" Dorsoduro 2137, 30123 f'enezia,Italia
3Istituto di Scienzedel Mare, Universitàdi Ancona,Via BrecceBianche,60131 Ancona,Italia
La neve e il ghiaccio accumulatisinel corso dei secolinelle regioni polari ed alpine, si sono
dimostratidegli ottimi strumentinello studio dei cicli biogeochimicidegli elementiin traccesia in
areeremoteche fortementeantropizzate.Gli elementiin tracce,soprattuttoin relazionealla loro
distribuzione durante le ere climatiche passate,alle loro proprietà tossicologiche verso gli
organismi viventi ed al fatto che sin dall'antichità le attività umane ne hanno favorito la
dispersionenell' atmosfera,sono staticontinuooggettodi studioda parte dei ricercatori.
Molti metalli pesanti quali piombo, zinco, mercurio, bismuto, cadmio, rame, sono stati
analizzati nelle nevi e nel ghiaccio dell' Antartide (Barbante& alii, 1997b) (Barbante & alii,
1997a;Barbante& alii, 1998),della Groenlandia(Barbante& alii, 1998)e delle Alpi (Van de
Velde & alii, 1998);tuttavia,tanto per le ere climatichepassate,quantoper i decennipiù recenti,
la comprensionedei cicli biogeochimicidi tali sostanzeè ancoraben lontana dal potersidefinire
completa.
Per cercare di valutare l'entità dei differenti gradi di antropizzazionedell' ambiente,si sono
confrontati i valori di concentrazionedi diversi eleIÌ1entiin tracciafino ad ora poco o non del tutto
studiati (quali oro, cromo, molibdeno, uranio, argento, cobalto ed antimonio) in campioni
prelevati in Antartide (Barbante& alii, 1997b)(Barbante& alii, 1997a;Barbante& alii, 1998)
(Dome C) e Groenlandia(Barbante& alii, 1998)(Summit)con i risultati ottenuti recentemente
attarversole analisi di campioni provenientida due diverse località dell'arco alpino: Dame de
Gouter(massicciodel M.te Bianco)e Colle Gniffetti (massiciodel M.te Rosa).
Le analisi chimiche sono stateeffettuatemediantespettrometriadi massaad alta risoluzione
con sistema di ionizzazioneal plasmaaccoppiatoinduttivamente(ICP-HR-MS). I campioni di
neve e ghiaccio alpini e quelli provenientidalla Groenlandiasono stati analizzatidirettamente,
dopo scioglimentoed acidificazionecon acido nitrico ultrapuro, mentre i campioni provenienti
dall' Antartide sono stati preconcentratiattraversoun processodi evaporazioneal di sotto del
punto di ebollizione, sotto cappail flusso laminare(Classe100)e quindi acidificati. Mediamente
si è utilizzato circa l mi di campioneper le analisi, questograzie alla capacitàdi analisi multi~
elementaredello spettrometrodi massaed alla bassissimavelocità di introduzione del campione
(40 -80 ~l mini)
In Tab. 1 si sono riportati i valori di concentrazionemedi per Cr, Co, Zo, Mo, Ag, Cd, Sb, Au,
Fe, Bi e U nelle Alpi, nella Groenlandiae nell' Antartide.
Tab. 1: Concentrazionimediee tra parentesi le deviazionistandard (SD)di metalli in tracceper
campioni di neve alpina (n=14) del periodo 1989-1990,di nevegroenlandese(n=68) del
periodo 1990-1995e di ghiaccio antartico (n= 3) (3700-5700annifa).
Monte Bianco
Monte Rosa
Cr
238 (170)
352 (241)
Co
264 (132)
176 (187)
5.8 (3.6)
0.6 (0.3)
Zn
1932 (2580)
7970 (11360)
47 (40)
9.8 (4.9)
Mo
19 (21)
22 (20)
1.6 (1.2)
0.9 (0.2)
Ag
1.8 (1.7)
0.7 (0.7)
0.6 (0.8)
Cd
21 (33)
58
Sb
23 (20)
38 (29)
Au
0.1 (0.02)
0.2 (0.07)
Bi
101 (193)
175 (504)
2.5 (3.2)
0.0081[0.001)
U
8.5 (6.3)
4.3 (5.9)
1.8 (2.7)
0.031[0.03)
2.5 (2.2)
0.06 (0.06)0.02)0.04)
0.7 (
0.9 (0.6)
0.1 (
0.661(0.30)
Fe
119 (71)
La concentrazionedei metalli in traccenei campioniantartici, databili tra i 3700 e 5700 anni
fa, può esserericonducibileunicamentea processidi origine naturale.I campionidi neverecente,
provenientiesclusivamentedalla Groenlandiae dalle Alpi, al contrariopresentanoconcentrazioni
di gran lunga superiorinella neve groenlandesee di diversi ordini di grandezzanei campioni di
nevealpina.
Certamentequestiandamentiriflettono la diversainfluenzadei fenomeniantropicirispettoalla
collocazione geografica dei siti di campionamentoconsiderati.È possibile tuttavia rilevare il
significativo scostamento,rispetto alla maggior parte degli elementi considerati, dell'oro che
presentanella neve alpina livelli di concentrazioneprossimia quelli del fondo naturale(0.66 pg
g-l), dell' argento(0.6 pg g-l) e dell' antimonio(0.9 pg g-l) che nei campionidi nevegroenlandese
evidenzianoconcentrazionimolto vicine a quelle dei campioniantartici.
B;b/;ografia
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di Geografia
Variazioni di regime termico superficiale lungo l'asse vallivo del
Campbell Glacier (Terra Nova Bay, Antarctica)
M. Mottal, M. Pavan2& C. Smiraglia3
Dipartimento di Scienze della Terra. Università di Torino. Via Valperga Caluso 35. Torino
2Dipartimento per lo Studio del Territorio e delle sue Risorse,Università di Genova
3Dipartimentodi Scienzedella Terra. Universitàdi Milano. ViaMangiagalli 34, 20133 Milano
Nella campagna1998-99 si è eseguitauna serie di trincee stratigrafiche,carotaggie profili
termici lungo l'assevallivo del CampbellGlacier, in prosecuzionedi ricerche iniziate dieci anni
prima (Meneghel & Smiraglia, 1990). Lo scopo era di quantificare le variazioni chimiche,
termiche e cristallografiche di ghiaccio e neve in un ambiente di transizione costiero continentale. I siti di misura sono quindi tutti nella medesimasituazione di fondovalle
pianeggiante,ma via via più lontani dal mare ed elevati di quota. Nonostante le difficoltà
logistiche, si sonocomplessivamente
eseguite21 analisistratigrafiche,32 profili termici e si sono
raccolti oltre 200 metri di carote di firn e ghiaccio. Mentre i dati stratigrafici, chimici e
cristallografici sono attualmentein corso d'elaborazione,si è già in grado di fornire un primo
quadro del regime termico superficiale,grazie a un'elaborazionedei dati compiuta in gran parte
direttamentenella basedi Baia Terra Nova.
I dati termometriciraccolti appartengonoa duecategorie:
.misure
profonde ottenute mediante sonda calata nel foro di carotaggio (debitamente
sigillato);
.misure
superficialiraccoltea intervalli di 2 -5 cm nei primi decimetridi profonditàe ogni
lO cm sino al fondo della trincea stratigrafica, mediante termometro per analisi
stratigrafichee termometroelettronicocon sondaa spina.
Le misure sono state effettuate nei mesi di dicembree gennaio,in piena stagioneestiva. È
evidenteche in tali condizioni la temperaturadiminuiscecon la profondità,tendendoalla media
annua.L'obiettivo della ricercaera la verifica dell'andamento
della curvaprofondità/ temperatura,
con la determinazionedi un'eventualeasintoto a cui tende la curva, in base al quale si può
determinare la temperaturamedia annua, e della variazione della derivata della curva, che
rappresentail gradiente di temperatura,fondamentaleper i processi metamorfici del manto
nevoso.
Le curve sperimentalipresentanoandamentimolto simili nella parte inferiore, variabili nella
superiore. Ciò ha fatto ipotizzare che la parte superiore fosse determinata da oscillazioni
~7
.
giornaliere legate alla diversa altezza del sole sull'orizzonte, e quindi fondamentalmente
influenzata dall'ora di misurazione.Quest'ipotesiè stata confermata mediante l'esecuzionein
diversetrincee stratigrafichedi dueo tre profili a ore diversedello stessogiorno.
Fra 50 e 250 (massimaprofondità delle trincee) cm di profondità le curve appaionoregolari,
salvo variazioni legate a strati particolarmentecompatti (buoni conduttori del calore), con un
gradiente di circa 5 cC / m. Fino ai 2,5 m di profondità non si nota alcuna attenuazionedel
gradiente con la profondità; le misure profonde indicano però che ciò avviene fra 2,5 e 13 m.
Allontanandosi dal mare, non cambia la forma della curva, e la temperaturain tutto il profilo
decresceproporzionalmentealla diminuzionedella temperaturamediadell'aria.
Si può concludereche:
i profili termici rispecchianouna regolarediminuzionedella temperaturalungo l'assedel
ghiacciaio,senzavariazionidi gradientetermico; sul fondovalle il regimetermico è quindi
omogeneo,specienei riguardi dei processimetamorfici;
il gradiente termico è assai elevato, più che sufficiente a generalizzatecondizioni di
metamorfismocostruttivo.Oltre i 600 m s.l.m., massimaquota a cui siano stati riscontrati
segni di processi di fusione, il metamorfismocostruttivo diventa l'unico responsabile
dell'evoluzionedel mantonevoso,comedel restoriscontratonelle analisi stratigrafiche.
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1 ENEA.Dip. Ambiente.CR-Casaccia,Via Anguillarese301,1-00100Roma,1taly2
Dip. di ScienzeGeologiche.Ambientalie Marine. Universitàdi Trieste.Via E. Weiss2.1-34127Trieste. /taly
As a part of the Intemational Trans-Antarctic Scientific Expedition (IT ASE), the ltalian
Antarctic Prograrnrne undertook a traverse from Teua Nova Station to Talos Dome, during the
1996-97 ltalian Antarctic Expedition. The aim of IT ASE is to collect environmental data (climate,
atmospheric composition, snow accumulation rate, impact of anthropogenic activity etc.) on the
last 200 yrs, by means of the study of the upper layers of the Antarctic ice sheet.
The study of some parameters obtained by means of the chemical and isotope analyses permits
to build up an accurate time scale. The latter is essential far interpreting past atmospheric
conditions, and their variation in the time period studied.
In this work we investigated the isotope and chemical composition on two fim cores from
Talos Dome the most peripheral culmination of East Antarctic lce Sheet Pacific Sector. The
cores, about 89 m and 19 m long, were collected at an elevation ,or 2335 m and 2160 m
respectively. The temperatures of -41 cC and -38.1 cC were recorded at a depth of 15 m, at Talos
Dome and at ST 556 respectively.
Chemical and isotope analyses were cauied out along the whole fim cores: this choice allows
to reconstruct in detail the seasonal trend of a few chemical and isotopic elements and
compounds. By the analysis of the seasonal trend far the most significant parameters it has been
possible to date each annuallayer.
Concentration versus depth trend far nssSO4provides the unambiguous recognition of some of
the most importantvolcanic eventsin the pastand their interactionwith climate. Indeedvolcaniceruptions
may produce climatic changesas they modify the flux of both the solar radiation
reachingthe earth surfaceand the terrestriallong-waveradiation. In particular, recenteruptions
representa goodchancein investigatingthe climatic interactionsat local and global scale.
Volcanic
M.
39
The core sections,after surfacecleaning in a cold room, were sub sampledevery 2.5-4 cm.Samples
were kept frozen and stored in pre-cleaned (with 18 Mohm ultra-pure-water)polyethylene
containers.The sampleswere then melted in a clean room prior to their chemical
The
possible
analyses.
Cl",
N03",
S042" and methanesulphonic acid (MSA)
were performed by ion-
chromatography,H2O2was analysedby a electrochemicaldetectorand oD by massspectrometry.
Tritium measurements
wereperformed,by direct liquid scintillation counting, in the upperpart of
the care, betweenabout4 m and 9 m, in arderto identify the 1965-66thermonuclearatmospheric
bombteststritium peak.
In the Talos Domecare higher tritium concentrationswere found in the depth interval of 530640 cm with a maximumvaluefound at 607-610cm correspondingto the 1966.This corresponds
to the year suggestedby the seasonalvariationsof nssSO4o
calculated overall mean oD value is -286.1 %0 (V -SMOW). The amplitude of the oD
seasonalvariationdecreaseswith depthdue to smoothingprocessesactingmore effectively in the
fim layers when accumulationratesafe quite low.
The H2O2concentration,betweenO and lO m, at Talos Dome and ST 556 shows a median
value of 13.4 f.1gL-l and Il.2 f.1gL-l respectively, with higher concentrations in the upper part of
the care, while below lO m depth H2O2 values decreaseand the profile is smoothed auto
The MSA analysis has been carried out on the whole ST 556 care, whereas about Talos Dome
care this compound has been analysed only starting from 48.7 m.
The medianvalues of the MSA concentrationfar Talos Dome and ST 556 afe 0.054 ~Eq Land0.041 ~Eq L-l respectively.
The median CI- concentrations afe 1.30 JlEq L -l at Talos Dome and
34 I1Eq L-I at ST 556;
these values afe lite Dome C and South Pale values.
The medianvaluesof the NO3- concentrationfor Talos Dome and ST 556 afe 0.898 ~Eq Land 0.786 IlEq L-I respectively,and the rather srnall standarddeviations (0.279 and 0.285)
suggesta low variability of the NOx sources.Along the whole sectionof the two firo cores it is
to recognisea markedseasonalsignal.
The concentrationof nssSO4showswell-defined annualcycles in phasewith the òD profile in
the upper part of the care. This confirrns that peak values correspond to late spring-summer.
concentrationscoupled with the tritium time markerlevel; the dating was then fine-tuned using
volcanic level as time markers.In the Talos Domeand ST 556 coreswere recognisedrespectively
779 and 97 yrs.
Numeroushigh nssSO4concentrationsfound at different depthcorrespondto the fall-out of
some known explosive volcanic eruptions. The highest volcanic signal in the XIX and XX
centuries in Antarctica is linked to Tambora eruption (1815). The highest signal found in Talos
40
Dome care it is linked to paroxysmal1452Kuwae eruption, that has beenidentified in previous
Antarctic sites. The effects of this eruption interestedthe entire globe producing strong coo1ing
evento
At Talos Domethe meansnowaccumulationrate obtainedfar the whole care is 80 kg m-2yi
.1
whereas at ST 556 it is 106 kg m-2yr-l. At Talos Dome, if we take into account the 10-yr average
value, the snow accumulation rate did not change significantly throughout the period investigated.
A high interannual variability with a decadal scale has been observed for alI periodo The lower
accumulation rate is observed between 1450 and 1480 (52 kg m-2yr-1). Starting from this period a
mean increase values progressive of the accumulation rate is observed up to
-2 -1
(108 kg m yr ).
«
1590
4')
di Geografia
Ricostruzione paleoclimatica basata sulla strati grafia isotopica di carote
di nevato-ghiaccio nella Terra Vittoria Settentrionale (Antartide)
B. Stenni l, R. Gragnani2,M. Proposito 2,O. Flora l, J. Jouzel3 & M.
Frezzotti 2
l Dip. di ScienzeGeologiche,Ambientalie Marine, Universitàdi Trieste,ViaE. Weiss2, 34127 Trieste,ltaly
2ENEA,Dip. Ambiente,CRECasaccia,ViaAnguillarese301,00100 Roma,ltaly3
Laboratoire desSciencesdu Climat et de l'Environnement(UMRCEAiCNRS1572),L'Orme des Merisiers,CEA
Saclay,91191 Gif-sur-Yvettecédex,France
L'incrementodella temperaturamediaglobalea partiredalla metàdel XIX secoloviene spesso
citato per mettere in evidenza il fatto che la crescenteconcentrazionedei gas-serradovuta
all'attività umana sta determinandoun cambiamentodel clima (IPCC, 1995). Sebbenenon sia
ancora chiaro quanto l'uomo possa aver contribuito a questo riscaldamento,si è accresciuto
l'interessedegli studichepossonoessereutili percomprenderemeglio il clima e le suevariazioni.
I profili del 0180 e del oD delle carote di ghiaccio dell' Antartide rappresentanoun'archivio di
inestimabileimportanzadelle variazioniclimatiche del passato.L'obiettivo di questolavoro era
di effettuareuna ricostruzioneclimatico-ambientaledegli ultimi 500-600anni della Terra Vittoria
e della parte periferica della Calotta Est Antartica per mezzodell' analisi isotopica di carote di
nevato-ghiaccio,e di constatarese in esse vi sono evidenzedella correlazionetra variazioni
climatiche ed attività antropica. Sono stati presi in considerazionedue siti: Talos Dome e
Hercules Névé. La perforazionea Talos Dome è stata effettuata nell'ambito del programma
ITASE nel corso della spedizione1996/97,con recuperodi una carota lunga 89 m. Nel corso
della spedizione1994/95è stataeffettuatauna perforazionesul plateaudell'Hercules Névé con
recuperodi una carotadi nevatolunga42 m.
Talos Dome (coordinate72°48'S, 159°06'E)è un largo duomo, alto circa 2330 m, situato a
Sud-Ovestdelle montagneUSARP (United StatesAntarctic ResearchProgramme)e ad Ovest
della Terra Vittoria Settentrionalee rappresentala culminazionedella calotta antarticaorientale
nel settoredel Mare di Ross.La temperaturamediaannuarilevata a -15 m di profonditàè di -41,0
°C. Il duomo rappresentaun'area di confine fra un settore maggiormenteinfluenzato dalla
circolazione umida collegataall'Oceano Pacifico (250 km) ed alle perturbazionioceaniche,ed
uno più continentaleinteressatodalle perturbazioniche provengonodall' interno della calotta o
dal Mare di Ross(285 km).
L'Hercules Névé (coordinate 73°07'S, 164°58'E) ha un'area di circa 1100 km2, posto ad
un'altitudine di circa 3000 m e a circa 75 km dal mare (Lady NewnesBay) che, con l'adiacente
Evans Névé, forma il più grande ice field della Terra Vittoria Settentrionale.Subito dopo le
operazionidi carotaggio,alla profondità di lO m nel nevatoè statamisuratauna temperaturadi 33,1°C.
Su questecarote è statadeterminatala composizioneisotopicadell'ossigeno(0180) nel caso
della carotadell'Hercules Névé e dell'idrogeno (oD) nel casodi Talos Dome, previa definizione
della variabilità spaziale della composizione isotopica della neve superficiale nella Terra Vittoria
e della sua relazione con la temperatura. È stato determinato un gradiente composizione
isotopica/temperatura di O,64%o/OCper il 0180 e di 5,85%o/OCper il oD.
La datazionedi questedue caroteè stataeffettuataper mezzodel conteggiodegli strati annui,
definiti dalle variazioni stagionali dei parametrichimico-isotopici, in particolare utilizzando le
variazioni stagionaliche si possonoosservarenel profilo dei nss 5042- (non sea salt sulphatesolfati non derivanti da spray marino). Quindi, dopo aver effettuato un conteggio degli strati
annui, la datazioneè stata"forzata" prendendoin esamegli orizzonti di riferimento che vengono
forniti dall'attività del trizio, almenoperquantoriguardala parte più superficialedel carotaggio,e
dall' attività vulcanicadi carattereesplosivo.
La carotadell'Hercules Névé ricopre un intervallo di tempocorrispondenteal 1770-1992con
un accumulomedio di 119 kg m-2 yrl. La carotaprelevataa Talos Dome ricopre un periodo di
tempoche va dal 1217al 1996,con un accumulomedio di 80 kg m-2yrl.
Entrambele caroteindicanocondizioniambientali"più fredde"fra il 1550ed il 1850(nel caso
dell' HerculesNévé a partire dal 1770)che potrebberoesserecollegatealla fasefreddaconosciuta
come Piccola Età Glaciale. Questo conferma quanto è già stato osservatoin altre carote di
ghiacciodell' Antartide Orientale(Mosley-Thompson,1992).È statoperò messoin evidenzache i
profili isotopici relativi ad entrambele carote non registranosolo le variazioni di temperaturama
sono influenzati ancheda altri fattori, sia ambientaliche meteorologici.Questo probabilmente
mette in luce il fatto che il profilo isotopicoè disturbatoda un "rumore di fondo", collegatoalla
variabilità interannuale di questo parametro,che viene esasperatonel caso di siti con basso
accumulo.
Per la carotadell'HerculesNévé si riporta una certaamplificazionedelle variazioniosservate,
che potrebbeesserecollegataal caratterepiù costierodi questosito, maggiormenteinfluenzatoda
una variazione di estensionedel ghiaccio marino o da una variazione nella frequenzadelle
precipitazioni rispetto al sito di Talos Dome, che sembra registrare condizioni più stabili,
caratteristichedi una situazioneambientaledi plateau.La carotadell'Hercules Névé indica una
43
maggioretendenzaal riscaldamentonel corso del XX secolo,che potrebbeessereassociatanon
solo al cambiamentodi temperatura,ma anche ad una variazione di condizioni ambientali
nell'area (estensioneghiaccio marino, attività ciclonica ecc.). Infatti, se si confrontano le
differenze di temperaturacalcolate con la funzione di trasferimentoalT nel caso dell'Hercules
Névé si ottiene un raffreddamentodurantela Piccolaetà Glaciale di circa -2°C e di circa -1°C per
il sito di Talos Dome.
Infine verrà preso in considerazioneil possibilelegamefra le grosseeruzioni vulcaniche del
passato(ad esempioquella del Tambora-1815) ed i conseguentieffetti climatici che si possono
osservarenelle due carotedi ghiaccio.
Bibliografia
IPCC (INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE) (1995) -The climate system: an overview.
In: J.T. Houghton, L.G. Meira Filho, B.A. Callander, N. Harris, A. Kattenberg & K. Maskel1 (Eds.),
Climate Change 1995: The Science of C1imate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK,
55-64.
MOSLEY-THOMPSON E. (1992) -Paleoenvironmental conditions in Antarctica since A.D. 1500: ice care
evidence. In: Bradley, R. S. and P. D. Jones (Eds.), C1imate Since A.D. 1500. London and New York,
Routledge, 572-591.
44

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