Istituto Centrale per la Ricerca scientifica e tecnologica Applicata al Mare

PR 138 – MAT-  Processi di formazione delle mucillagini nell'Adriatico e nel Tirreno (1999-2003)

 Responsabile scientifico del progetto: Dott. Michele Giani

 

Scenario di riferimento

La formazione massiva di aggregati gelatinosi nell'Adriatico non è un fenomeno di origine recente, le segnalazioni più antiche risalgono infatti al 1729 e numerose sono le segnalazioni dello stesso tipo di fenomeno verso la fine del 1800 e nei primi decenni di questo secolo. A partire dagli anni ‘50 vi è stato un periodo prolungato in cui non sono state segnalate aggregazioni massive, ricomparse solo nei periodi estivi del 1988 (Brambati et al., 1988),'89 (Giani et al., 1992[1]), '91 (Andreoli et al., 1992[2]) e del '97, anno in cui, nonostante la consistente presenza di aggregati nell'Adriatico settentrionale tra fine giugno e settembre, gli affioramenti sono stati limitati ed hanno interessato un periodo ristretto compreso tra metà agosto e metà settembre.

Nell'estate del 1991 le mucillagini hanno interessato gran parte del Tirreno, anche se in modo non uniforme (Diviacco, 1992[3], Innamorati, 1992[4], Calvo et al., 1995[5]), ma sono state osservate anche nel 1990 e nel 1992 nell'area dell'arcipelago Toscano. Sono stati descritti due tipi di mucillagini: una bentonica, costituita da alghe filamentose Tribonema marinum e Acinetospora crinita (Sartoni e Sonni, 1992[6]) che in genere si presenta come tappeto gelatinoso, ed una pelagica (Innamorati, 1995[7]), simile a quella adriatica, con una composizione fitoplanctonica di tipo invernale-primaverile in cui dominano le Bacillarioficee.

 

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[1] Giani, M., A.M. Cicero, F. Savelli, M. Bruno, G. Donati, A. Farina, E. Veschetti, L. Volterra, 1992. Marine snow in the Adriatic Sea: a multifactorial study. Sci. Tot. Environ. Supp. 1992: 539-549.

[2] Andreoli, C., P. Arata, M. Giani, E. Hommè, M. Vidali, 1992. "Processi di formazione e caratterizzazione degli aggregati gelatinosi nell'Adriatico settentrionale.

Risultati delle crociere oceanografiche e delle indagini di laboratorio condotte nel 1990/91". Quaderno ICRAM N. 2: ,107 pp, Roma

[3]. Diviacco, G., 1992.. Aggregati gelatinosi in mar Tirreno durante l'estate 1991: indagini sulla presenza e sull'evoluzione del fenomeno. Quaderno N.9 dell'Accademia Internazionale di Scienze e Tecniche Subaquee, Ustica, 19-32.

[4] Innamorati, M., E. Raddi, S.Buzzichelli, A. Melley, M. Balzi, 1992. Le mucillaggini nel Mar Tirreno. Biol. Mar. suppl. al notiziario SIBM, 1: 23-26

[5] Calvo, S., R. Barone, L. Naselli Flores. 1995. Observations on mucus aggregates along Sicilian coasts during 1991-1992. Sci. Tot. Environ., 165: 23-31

[6] Sartoni, G., F. Cinelli, S. Boddi, 1992. Ruolo di Tribonema marinum J. Feldmann ed Acinetospora crinita (Carmichael) sauvageau negli aggregati mucillaginosi bentonici delle coste toscane. Biol. Mar. suppl. al notiziario SIBM, 1: 31-34.

[7] Innamorati, M., 1995. Hyperproduction of mucilages by micro and macro algae in the Tyrrhenian sea. Sci. Total Environ., 165: 65-81

 

 

Le diverse tipologie di aggregati mucillaginosi sono riconducibili a quelle descritte nella tabella 1.

Tab. 1 - Scala numerica per la definizione della tipologia degli aggregati visibili.

Valore	Tipologia di aggregati visibili
0	Assenti
1	Fiocchi (flocs): aggregati di piccole dimensioni, lunghi da 0.5 mm a circa 1 cm.
2	Macrofiocchi (macroflocs): aggregati con forma subsferica, irregolare, generalmente biancastra delle dimensioni di 1-5cm.
3	Filamenti  filamenti(stringers, threads): aggregati di forma allungata che presentano  dimensioni da 2 a 25 cm circa. Lo spessore è dell'ordine di alcuni millimetri. Si presentano tipicamente nella forma a cometa, cioè consistono di una “testa” a forma sferica allungata od ovale e di una “coda” allungata.
4	Nastri   Nastri(ribbons): aggregati di forma allungata con spessore dell'ordine dei centimetri, che possono essere lunghi da alcune decine di centimetri fino ad oltre un metro; possono presentarsi anche come festoni che si estendono orizzontalmente.
5	Ragnatele   Ragnatele(cobweb): aggregati, in genere di colore bianco, formati da filamenti intrecciati che possono arrivare a dimensioni dell'ordine del metro estendendosi orizzontalmente su ampie aree.
6	Nubi (clouds): aggregati di grandi dimensioni tipicamente da 0.5 a 3-4 m. Possono affondare o risalire nella colonna d'acqua grazie alle bollicine di gas incorporati negli aggregati. Possono presentarsi in forma compatta allungata con una “testa” ed una o più “code” (di apparenza spettrale, ghost-like).
7	Falso fondo (false benthos): filamenti e macrofiocchi, in genere di colore biancastro, tendono a disporsi talvolta in uno strato ben definito in corrispondenza del picnoclino subsuperficiale formando una specie di orizzonte con spessore che va da alcuni millimetri ad alcune decine di centimetri in genere molto esteso. I filamenti o i macrofiocchi sono molto densi ma meno compatti rispetto allo strato cremoso superficiale.
8	Coltre o lenzuolo (blanket): strato di aggregati gelatinosi che copre in modo uniforme rocce ed organismi sessili.
9	Strato cremoso superficiale (creamy surface layer): strato superficiale di filamenti o fiocchi liberi disposti all'interfaccia acqua-aria, di consistenza cremosa spesso fino a 15 cm di colore biancastro quando è di recente formazione. Lo strato cremoso non è propriamente galleggiante sulla superficie ma è piuttosto disposto al di sotto dell'interfaccia acqua-aria.
10	Strato gelatinoso superficiale (gelatinous surface layer): strato molto consistente e di aspetto spugnoso, galleggiante sulla superficie marina. Gli strati tendono ad essere prevalentemente di colore giallastro o marrone piuttosto che biancastri. Tali strati tendono a disporsi in bande larghe fino a 100 m e lunghe anche diverse decine di chilometri.

    Il Progetto di monitoraggio e studio è stato finanziato dal Ministero dell'Ambiente - Servizio Difesa Mare.

Obiettivi

 

Determinare il peso dei principali fattori meteoidrodinamici nel creare le condizioni necessarie alla formazione di aggregazioni gelatinose massive su scala di bacino.

Individuare i fattori biologici, chimici ed idrologici determinanti nel processo di produzione e formazione di aggregati gelatinosi

   

Programma di attività e Metodi

 

Il progetto di Monitoraggio e studio dei processi di formazione delle mucillagini nell'Adriatico e nel Tirreno si è basato su crociere mensili su tre transetti dalla costa italiana a quella croata nel mare Adriatico e in tre aree del Tirreno (Arcipelago toscano, Ischia, costa della Sicilia settentrionale).

Le crociere oceanografiche nell'Adriatico sono state svolte impiegando le navi oceanografiche G. Dallaporta e Vila Velebita.

Sono state impiegate sonde oceanografiche, campionatori multipli tipo rosette, correntometri, laboratori mobili attrezzati per misure di produzione primaria.

Oltre ai rilievi oceanografici sono state condotte indagini sui popolamenti bentonici e studi in laboratorio di tipo ecofisiologico su alghe e batteri e sulla caratterizzazione chimica e fisica delle frazioni organiche isolate dalle mucillagini.

Gli studi specifici sulle mucillagini si sono avvalsi di telecamere subacquee che di operatori subacquei per i campionamenti degli aggregati.

Sono stati condotti studi selle variazioni meteoclimatiche e di modellizzazione fisica ed ecologica.

 

Unità Operative e responsabili scientifici

Oltre 150 ricercatori e tecnici italiani e croati appartenenti a 29 Unità operative hanno collaborato alla realizzazione del programma:

• ICRAM Laboratorio biogeochimica Chioggia (M. Giani)

• ICRAM Laboratorio benthos Chioggia (O. Giovanardi)

• ICRAM Dip. Uso sostenibile delle risorse Palermo (G. Sunseri)

• ICRAM Dip. Monitoraggio qualità ambientale Roma (A. M. Cicero)

• ICRAM Dip. Monitoraggio qualità ambientale Roma (M. Mecozzi)

• ICRAM Roma Dip. Prevenzione, valutazione e mitigazione degli impatti (D. Pellegrini)

• Centro Biologia Ambientale -Università di Urbino (N. Penna)

• Centro Ricerche Marine Cesenatico (R. Poletti)

• Centro per la Ricerca del Mare-Istituto Rudjer Boskovic Rovigno Croazia (D. Degobbis)

• Centro per la Ricerca del Mare-Istituto Rudjer Boskovic Zagreb Croazia (B. Cosovic)

• Centro Ricerca Interdipartimentale Scienze del Mare-Università di Bologna (A.R. Borgatti)

•  CIRITA-Università di Palermo (R. Barone)

• Dipartimento di Biochimica Biofisica e Chimica delle Macromolecole -Università di Trieste (R. Urbani)

• Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari e Microbiologiche-Università di Firenze (M. Vincenzini)

• Dipartimento Biologia Vegetale-Università di Firenze (G. Sartoni, M. Innamorati)

• DIPTERIS Università di Genova-CONISMA (M. Fabiano)

• Istituto di Scienze del Mare-Università di Ancona (C. Totti, R. Danovaro),

• Laboratorio Biologia Marina Trieste (S. Fonda-Umani)

• Struttura Oceanografica Daphne -ARPAER Cesenatico (C. R. Ferrari)

• Dipartimento di genetica e microbiologia Università di Pavia (A. Occhipinti)

• Istituto di Ricerca sulla Pesca Marittima-CNR Ancona (E. Paschini)

• Istituto di Ricerca sulle Acque-CNR Roma (A. Puddu, A.M. Zoppini)

• Istituto di Biologia del Mare di Venezia (G. Socal)

• Istituto di Geologia Marina-CNR di Bologna (N. Pinardi),

• ARPAT Area Tutela Ambiente MarinoPiombino ( M. Bucci)

• Servizio Meteorologico-ARPAER Bologna (M. Deserti)

• Servizio Sistemi Ambientali-ARPA ER Ferrara (C. Milan)

• Space Application Institute-JRC Ispra (V. Barale)

• Stazione Zoologica Napoli (M. Modigh)

 

Consiglio scientifico del progetto

Il consiglio scientifico del progetto MAT, che si è riunito periodicamente nel corso del progetto per fornire valutazioni ed indicazioni in base ai risultati raggiunti nelle diverse fasi progettuali, è costituito da:

Attilio Rinaldi, presidente, Unità Oceanografica Daphne, Agenzia Regionale Per l'Ambiente Emilia Romagna, Cesenatico, Italia

Antonio Artegiani, Istituto di Scienze del Mare, CNR, Ancona, Italia

Danilo Degobbis, Rudjer Boskovic Institute, Rovinj, Croazia

Serena Fonda Umani, Laboratorio di Biologia Marina, Trieste, Italia

Michele Giani, Istituto Centrale per la ricerca Applicata al Mare, Chioggia, Italia

Mario Innamorati, Dipartimento Biologia Vegetale, Università di Firenze, Italia

Richard A. Vollenweider, National Research Institute, Burlington, Canada

Marco Zavatarelli, Laboratorio di simulazione del Clima e degli Ecosistemi Marini, Università di Bologna, Ravenna, Italia

 

 

ATTIVITA' SVOLTE NEL 2002-2003

 

E' stata completata la fase sperimentale del monitoraggio triennale sia nel mare Adriatico che nel Tirreno e nell'estate 2002 sono state condotte crociere ed attività di campionamento suppletive nel mare Adriatico in concomitanza con la formazione di mucillagine.

La presentazione dei risultati ottenuti é stata effettuata  nei seguenti Workshop relativamente al IV anno del progetto:

16 luglio 2002, ICRAM, Chioggia, Oceanografia fisica dell'Adriatico

27 settembre 2002, Malinska - Isola di Veglia (Krk, Croazia), Oceanografia chimica dell'Adriatico

16 ottobre 2002 Università di Urbino, Pesaro, Processi di produzione, aggregazione e degradazione di aggregati gelatinosi ed interazione con i popolamenti biologici

24 ottobre 2002, ICRAM, Chioggia, Indagini climatologiche, indagini sull'evoluzione delle comunità planctoniche e modellizzazione dei processi ecologici

20 novembre 2002, Dip. Biologia Vegetale, Università di Firenze, Monitoraggio delle caratteristiche idrologiche e biologiche del Tirreno

22  novembre 2002, ICRAM,  Hotel Airone Chioggia, Oceanografia biologica dell'Adriatico

 

RISULTATI

 

I risultati ottenuti sono stati presentati nel Convegno di Presentazione dei risultati finali del Progetto di monitoraggio e studio sui processi di formazione delle Mucillagini nell'Adriatico e nel Tirreno – MAT. 1999 – 2003, svoltosi il 16- 17 aprile 2003 a Roma presso la Sala Marconi della Sede centrale del Consiglio Nazionale delle Ricerche.

Nel corso del progetto sono state condotte 38 crociere oceanografiche su 43 stazioni nel mare Adriatico dalla costa italiana a quella croata lungo tre sezioni: delta del Po-Rovigno, Cesenatico–Capo Promontore e  Senigallia-Isola di Sansego.

I processi di formazione di mucillagini bentoniche e pelagiche nel Tirreno sono stati seguiti con frequenza mensile nell'Arcipelago toscano (Isola del Giglio, Isola di Giannutri, isola d'Elba), nell'isola d'Ischia e lungo le coste della Sicilia settentrionale (isola delle Femmine e Capo d'Orlando).

Sono stati redatti 38 bollettini informativi sui Processi di formazione delle Mucillagini nell'Adriatico e nel Tirreno che sono stati trasmessi a cadenza mensile al Ministro dell'Ambiente e della Tutela del Territorio-Direzione Difesa Mare.

Nel luglio 2003 è stato consegnato il V rapporto finale comprende i risultati dei tre anni di attività sperimentali, dal giugno 1999 al maggio 2003 costituito da V volumi:

Il primo volume comprende i risultati ottenuti nelle seguenti tematiche:

• Monitoraggio delle caratteristiche idrologiche e biologiche dell'Adriaticosettentrionale

Il secondo volume comprende i risultati ottenuti nelle seguenti tematiche:

• Monitoraggio delle caratteristiche idrologiche e biologiche in alcune aree del Tirreno

• Indagini climatologiche, indagine sull'evoluzione delle comunità planctoniche e modellizzazione di processi.

Il terzo volume comprende i risultati ottenuti nelle seguenti tematiche:

• Processi di produzione, aggregazione e decomposizione di aggregati gelatinosi e interazione tra aggregati gelatinosi e popolamenti biologici

• Banca dati del progetto e diffusione dei rapporti e delle informazioni

Il quarto volume comprende i risultati ottenuti nelle seguenti tematiche:

• Data Report Grafico della tematica “Monitoraggio delle caratteristiche idrologiche e biologiche dell'Adriatico settentrionale” giugno 2001 – luglio 2002

Il quinto volume comprende i risultati ottenuti nelle seguenti tematiche:

Sintesi

 Al I volume sono allegati 3 CD-ROM:

1 - V rapporto: testi e i grafici.

2 - Atlante grafico dell'Adriatico ed i Bollettini informativi del Progetto

3 - MAT OceanBase Software per l'esplorazione dei dati fisici, chimici e biologici generati nel progetto.

Ringraziamenti

Il programma è stato realizzato grazie alla collaborazione degli equipaggi delle navi Thetis, G. Dallaporta, Vila Velebita e delle imbarcazioni da ricerca Daphne II e Poseidon e dela M/N Visma II.