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L’erosione idrica plasma i paesaggi e le acque freatiche sono determinanti per la creazione di valli e canyon a «forma di teatro».
Se da un lato si ritiene che le acque freatiche abbiano modellato i fondali marini nelle zone costiere, note come margini continentali, dall’altro il nesso tra erosione da parte di queste acque e questo tipo di paesaggi si è di solito basato sugli studi della terraferma.
«Occorre riesaminare le prove sul ruolo delle acque freatiche nella geomorfologia in mare aperto in generale e sull’erosione nei canyon in particolare, soprattutto in prossimità del margine continentale», afferma Aaron Micallef, coordinatore del progetto MARCAN, finanziato dall’UE, e sostenuto dalConsiglio europeo della ricerca.
I margini continentali costituiscono quasi un quinto del fondale marino, ospitano risorse e rischi geografici in mare aperto e rappresentano l’archivio delle attività climatiche e geologiche passate. I canyon sottomarini che hanno origine dal 20 % dei margini continentali sono importanti punti caldi della biodiversità, poiché regolano i processi oceanografici e forniscono un registro degli antichi serbatoi di idrocarburi.
MARCAN si avvale di una combinazione di misurazioni geofisiche e dati di perforazione per realizzare modelli tridimensionali delle acque freatiche e del paesaggio e comprendere meglio i cambiamenti delle acque nel corso del tempo.
«La nostra intuizione nasce dal fatto che trascurare l’impatto del livello del mare e delle fluttuazioni delle acque freatiche abbia probabilmente comportato l’estrema semplificazione, forse sbagliata, dei concetti relativi all’evoluzione dei margini continentali», spiega Micallef. «Le nostre scoperte sul ruolo svolto dalle acque freatiche nell’evoluzione del fondale marino mettono in luce l’importanza di valutare i rischi, tra cui le frane sottomarine.»
Il livello del mare: il segreto per una modellizzazione più precisa
Quando le acque freatiche, rimpinguate dalle piogge, scorrono lungo i dislivelli del paesaggio, si parla di flusso meteorico guidato topograficamente.
La modellizzazione di MARCAN ha tratto ispirazione dalla constatazione che i margini continentali, sia passati che presenti, possano essere compresi solo se osservati in presenza di un basso livello del mare e di sistemi di acque freatiche con flusso meteorico guidato topograficamente che si estendono in mare aperto.
Il motivo è che per l’80 % degli ultimi 2,5 milioni di anni, il livello del mare era più basso rispetto a quello odierno. Un livello inferiore lascerebbe scoperta una maggiore porzione della piattaforma continentale, attenuando la pressione dell’acqua marina e generando più energia potenziale dalle acque freatiche a causa delle quote più elevate. Essenzialmente, la zona più vasta disponibile affinché le piogge riforniscano le acque freatiche crea a sua volta le condizioni ideali per permettere alle acque di estendersi oltre le coste esistenti.
Ciò sortisce forti effetti sulla topologia locale. «Le nostre simulazioni dimostrano che con un livello del mare inferiore, il flusso meteorico guidato topograficamente deve avere prodotto numerose falde freatiche e flussi massicci di acque freatiche. Ciò avrebbe generato pressioni elevate nei sedimenti della piattaforma continentale e delle pendenze superiori, rendendole più suscettibili al crollo», afferma Micallef.
Tesori in mare aperto
È risaputo che i sistemi di acque freatiche, condotti dalla ricarica del flusso meteorico guidato topograficamente, formino serbatoi di acqua dolce e salmastra di buona qualità con volumi globali stimati di circa 500 000 km2.
Il gruppo responsabile del progetto ha raccolto i dati geofisici dalle acque e dalle coste della Nuova Zelanda e di Malta.
Il progetto ha confermato che la ricarica del flusso meteorico guidato topograficamente durante livelli inferiori del mare sembri essere il meccanismo globale principale della fornitura di acque freatiche ai serbatoi in mare aperto. In Nuova Zelanda, dove il gruppo ha messo insieme una delle migliori serie di dati sulle acque freatiche al mondo, tale evento pare essersi verificato nell’arco di 300 000 anni durante gli ultimi tre cicli glaciali.
Inoltre, il gruppo ha trovato prove evidenti di un serbatoio di acque freatiche al largo di Malta, un aspetto di particolare rilevanza dato che questo arcipelago appartiene a uno dei paesi più poveri al mondo per quanto riguarda le risorse idriche per abitante.
Risorse di acqua dolce
L’acqua e l’ambiente marino ricoprono un’importanza primaria per l’UE come dimostrato dalle direttive sulla strategia per le acque e l’ambiente marino. MARCAN offre il suo contributo con dati ambientali di riferimento, conoscenze scientifiche, strumenti di osservazione e modelli quantitativi per aiutare i responsabili politici nell’elaborazione delle migliori politiche ambientali, sfruttando al contempo preziose risorse di acqua dolce in mare aperto in modo sostenibile.
L’operato di MARCAN risulta interessante anche per i settori che dipendono dall’ingegnerizzazione del fondale marino, dal sequestro di anidride carbonica, dai depositi di minerali e dalla ricerca di idrocarburi poiché approfondisce le conoscenze relative ai cambiamenti climatici e idrologici passati, favorendo il perfezionamento delle valutazioni dei rischi. MARCAN potrebbe inoltre concorrere alle valutazioni in merito all’abitabilità di ambienti estremi, tra cui i fondali marini profondi e persino altri pianeti.
«Al momento stiamo analizzando in che modo il flusso delle acque freatiche modifica i materiali del fondale marino fino alle particelle dei sedimenti, ottenendo risultati preliminari incoraggianti. Tuttavia, perché si inneschi una svolta radicale nelle conoscenze sono necessarie perforazioni idrogeologiche per effettuare un campionamento e un collaudo precisi. Per dare il via a questa fase siamo in attesa di una risposta alla nostra proposta da parte dell’International Ocean Discovery Program», conclude Micallef.