18/01/2024
Note preliminari sui parametri fisici rilevati (novembre 2023).
link a pubblicazione: mondo sotterraneo, n.s., a. XLVII (1-2), 2023, pp. 81-98 Influenza delle maree sul sistema carsico del Bue Marino (researchgate.net)
testo tratto da relazione tecnica intermedia:
L’obiettivo prioritario di questo progetto di ricerca speleologica è quello di stabilire eventuali interazioni tra le oscillazioni di marea e i principali parametri chimico-fisici (variazioni di livello, temperatura e conducibilità elettrica) registrati negli ambienti carsici allagati e di verificare i possibili effetti di tali oscillazioni sulla biodiversità dell’ecosistema ipogeo: dalle osservazioni sinora svolte, infatti, le maree sembrano essere il “motore” principale che regola le evoluzioni fisiche e biologiche nell’intero sistema carsico. Le variazioni di livello idrico connesse alle oscillazioni di marea osservate nel sistema carsico del Bue Marino, che incidono su un contesto geomorfologico complesso e fortemente condizionato dai cicli climatici del Quaternario, producono effetti che si sovrappongono ai processi idrodinamici che, generalmente, regolano l’evoluzione dei sistemi carsici. Se si eccettuano le fasi parossistiche temporalmente brevi delle piene, le variazioni di livello connesse alle oscillazioni di marea impattano sui sistemi carsici costieri allagati con un’energia molto più intensa e prolungata rispetto a quella generata dalla normale circolazione idrica di tipo carsico: a riprova di ciò è sufficiente considerare che le variazioni di livello idrico di 30 centimetri che si registrano in fase di morbida e di magra negli acquiferi carsici della Sardegna centro – orientale si svolgono in un lasso temporale di 2000/2500 ore mentre le stesse variazioni di livello registrate al Bue Marino si susseguono ad ogni ciclo di marea, ovvero in circa 12 ore e ogni 12 ore.
Figura 1: rilievo del Bue Marino con localizzazione dei sensori di monitoraggio (da: Hutňan D., Fancello L., 2013, modificato)
I dati dei monitoraggi sinora svolti nella grotta del Bue Marino hanno consentito di correlare le diverse condizioni idrodinamiche che caratterizzano le diramazioni indagate ai differenti processi geomorfologici che hanno modellato, e tuttora modellano, l’intero sistema carsico.
Il Ramo Sud, a monte del termine del percorso turistico e sino al lago “Sifone Terminale”, è caratterizzato da gallerie la cui base è occupata da depositi sedimentari, concrezionamenti e antiche morfologie su roccia, anch’esse concrezionate, che ne elevano la quota al di sopra del livello del mare. In questo contesto, le acque presenti sono quelle contenute nelle gours o che da queste tracimano per alimentare una limitata circolazione idrica. Tali acque, che hanno origine da diffusi stillicidi, non interagiscono con le acque salate di origine marina come dimostrano i valori di conducibilità e temperatura registrati.
La temperatura delle acque subisce una diminuzione di circa 0,5 °C tra la stazione RS1 e RS2, decremento che si osserva anche valutando il parametro della conducibilità elettrica. Nelle acque di entrambe le stazioni si rileva una modesta stratificazione che si manifesta con temperature e conducibilità che tendono a crescere con l’aumento della profondità. Si può ipotizzare che il valore della conducibilità elettrica registrato in RS1, quasi doppio di quello registrato in RS2, sia da mettere in relazione alla maggior prossimità alla bocca a mare della prima stazione rispetto alla seconda e, quindi, ad una maggior incidenza dello spray marino in RS1.
Il Ramo di Mezzo è caratterizzato da una continuità idrologica tra il Mar Mediterraneo e le gallerie carsiche, che si protende almeno sino alla stazione di monitoraggio M27. Tale continuità è da mettere in relazione con un’evoluzione geomorfologica delle cavità che ha prodotto, nel tempo, uno smantellamento più pervasivo dei depositi sedimentari e concrezionari che, viceversa, ancora occupano gran parte della base del Ramo Sud. Per questo motivo, le oscillazioni di marea registrate nel Lago Abissale si manifestano, con modalità pressoché sincrone, nelle stazioni di misura M19 e M27.
Le variazioni di conducibilità elettrica registrate nella stazione M19 dai due sensori disposti sulla stessa verticale risultano sincrone alle oscillazioni di marea mentre le variazioni di temperatura nella stessa stazione non sembrano influenzate da tali oscillazioni ma solamente da un incremento lineare che, probabilmente, è dipendente dall’aumento termico stagionale di tutto l’areale. Nella porzione superficiale della stazione M27, viceversa, sia le variazioni di temperatura che quelle della conducibilità elettrica registrate dai tre sensori disposti sulla stessa verticale mostrano tutte una stretta dipendenza con le oscillazioni di marea. In entrambe le stazioni i sensori hanno registrato una stratificazione delle acque superficiali monitorate, con valori di T e C che crescono con l’aumentare della profondità. Il quarto acquisitore posizionato nella stazione M27 ad una profondità di circa 450 cm e sulla stessa verticale dei tre sensori superficiali ha registrato una singolare variabilità dei parametri di T e C: al variare dei livelli di marea, e in tempi molto rapidi, questi parametri assumono differenziali di ±2 °C e ±24 mS/cm che indicano la presenza di un’anomalia in grado di differenziare le acque più superficiali da quelle più profonde nell’intorno della stazione. Tale anomalia è da ricondurre agli effetti di pistonaggi causati dalle oscillazioni di marea su serbatoi idrici tra loro connessi ma contraddistinti da differenti chimismi che innescano impulsi idrici che transitano, con periodica regolarità, nella porzione più profonda del Ramo di Mezzo. Il dato più interessante che emerge dall’analisi delle variazioni di temperatura acquisite dai tre sensori Gemini, posti sempre a 450 cm di profondità ma a diverse distanze dalla stazione M27, è che il sensore ubicato 80 metri a valle della stazione verticale ha registrato variazioni di T comprese tra 17,1 e 17,3 °C mentre quello ubicato 40 metri a monte della stessa stazione ha registrato variazioni di T comprese tra 20,0 e 20,2 °C; pertanto, il differenziale di temperatura assunto dall’acqua, alla profondità di 450 cm e in un tratto del Ramo di Mezzo di poco più di 100 metri di galleria allagata, è di circa ±3 °C. Un rilevamento simile nello stesso tratto di grotta, eseguito in condizioni non statiche nel corso di una singola progressione speleosubacquea, era stato registrato da Daniel Hutňan nell’ottobre del 2011.
Prospettive di ricerca
Alla stregua delle più studiate “sorgenti intermittenti”, che tuttavia non hanno ancora svelato compiutamente l’idraulica cui sono correlate, i fenomeni osservati meritano ulteriori approfondimenti da condurre nelle grotte marine della costa orientale sarda ma, anche, in contesti geomorfologici analoghi che si affacciano nel bacino del Mediterraneo. Per una completa caratterizzazione del complesso sistema sommerso del Bue Marino occorrerà estendere al Ramo Nord i monitoraggi sin qui eseguiti nei Rami Sud e di Mezzo. Allo stesso tempo andrà ripetuta l’osservazione del fenomeno di pistonaggio rilevato nel Ramo di Mezzo estendendo il monitoraggio ad un arco temporale di acquisizione dati almeno bisettimanale. Tali operazioni andranno eseguite in periodi di magra (2024) in modo da evitare gli effetti delle piene che possono impattare improvvisamente sul sistema carsico.
Tabella 1: specifiche della strumentazione in uso per la ricerca
Tabella 3: compendio dei risultati sin qui conseguiti
Hanno sin qui collaborato alle ricerche:
Mauro Chiesi°, Stefano Chiesi°, Leo Cipriano Fancello°, Maria Grazia Fronteddu°, Stefania Loi°, Andrea Marassich*°, Andrea Moretti°, Francesco Murgia°, Fabio Stoch°, Gianfranco Tomasin°.
(°) Società Speleologica Italiana ETS – Gruppo di lavoro monitoraggi ambientali in grotte naturali
(*) Phreatic APS
comunicato stampa 3 maggio 2023
