Come geologi, chimici e biologi lavorano insieme per comprendere e tutelare i mondi sotterranei
L’integrazione di diverse discipline scientifiche permette una comprensione completa dei sistemi carsici, fondamentale per sviluppare strategie efficaci di conservazione e gestione sostenibile delle risorse idriche sotterranee.
La collaborazione tra specialisti di aree diverse consente di affrontare problemi complessi che richiedono competenze multiple e di produrre risultati di ricerca più robusti e affidabili.
**Visione unificata dei processi naturali**
Un’acqua che scorre sotto terra non è solo un fenomeno idrologico, ma interagisce con la geologia, la chimica, la biologia e perfino la storia umana.
Ad esempio, in Grotta del Cervo (Trentino) un progetto congiunto tra geologi e idrogeologi ha combinato rilievi laser 3D delle gallerie con monitoraggi piezometrici e analisi chimiche, rivelando che le variazioni di livello d’acqua erano correlate a eventi meteorici estremi e alla conformazione delle fratture calcaree.
**Integrazione di metodologie e strumenti**
– Rilievi tridimensionali (LiDAR, fotogrammetria UAV) forniscono modelli matematici delle cavità, indispensabili per simulazioni numeriche.
– Sensori multiparametrici (temperatura, conducibilità, pH, ossigeno) registrano in continuo le condizioni idrogeologiche.
– Traccianti fluorescenti misurano i tempi di transito e i percorsi dell’acqua nelle reti carsiche, come nel sistema di Lilliput, dove fluoresceina e rivelatori fotometrici hanno mappato connessioni a oltre 15?km di distanza.
– Tecniche di DNA ambientale (eDNA) identificano specie ipogee in base ai frammenti genetici presenti nell’acqua, come dimostrato dal progetto GReG in grotte abruzzesi.
– Monitoraggio acustico registra i suoni delle piene sotterranee, permettendo di analizzare l’“effetto pistone” in grotte della Val d’Aosta.
**Casi di studio interdisciplinari**
Al Karst Research Institute (Slovenia) un team di geologi, biologi e ingegneri ha installato stazioni telemetriche AquaTROLL per monitorare continuo di livello e qualità dell’acqua in un acquifero carsico transfrontaliero.
I dati hanno alimentato modelli numerici che integrano parametri geologici e climatici, consentendo previsioni accurate delle dinamiche di ricarica stagionale.
In Italia, le ricerche nella Riserva Naturale delle Grotte di Pertosa-Auletta hanno visto la collaborazione di speleologi, ecologi e chimici per valutare l’impatto turistico sulla qualità delle acque sotterranee, mediante analisi isotopiche e sensori bioacustici.
**Benefici per la tutela ambientale**
Un approccio interdisciplinare massimizza l’efficacia delle azioni di conservazione: la definizione di aree di protezione si basa su dati geologici (zone di ricarica), idrogeologici (percorsi d’acqua) e biologici (habitat sensibili).
La modellazione integrata supporta piani di monitoraggio che anticipano fenomeni di inquinamento o variazioni climatiche.
**Conclusione**
L’interdisciplinarità è la chiave per uno studio completo dei sistemi carsici: la combinazione di tecniche e competenze diverse consente di comprendere e tutelare in modo sostenibile gli acquiferi e gli ecosistemi ipogei, garantendo una solida base scientifica per le decisioni ambientali.
Ecco un glossario mirato ai concetti chiave presenti nell’articolo:
Glossario
- Sistema carsico
Insieme di cavità, fratture e condotti sotterranei formati dall’azione dell’acqua su rocce solubili (come calcari e gessi), che regolano il deflusso e l’immagazzinamento delle acque sotterranee. - Idrogeologia
Disciplina che studia il movimento, la distribuzione e la qualità delle acque sotterranee. - Piezometro
Strumento che misura il livello dell’acqua contenuta in un acquifero, utile per analizzare le variazioni di pressione e portata. - LiDAR (Light Detection and Ranging)
Tecnologia di telerilevamento che utilizza laser per creare modelli tridimensionali ad alta precisione delle cavità sotterranee. - Fotogrammetria UAV
Tecnica che impiega droni (UAV) per acquisire immagini aeree e ricostruzioni 3D di superfici o ambienti sotterranei. - Sensori multiparametrici
Dispositivi che registrano simultaneamente più variabili fisiche e chimiche (temperatura, conducibilità, pH, ossigeno, ecc.) dell’acqua. - Traccianti fluorescenti
Sostanze come la fluoresceina utilizzate per studiare i percorsi e i tempi di transito dell’acqua in sistemi carsici complessi. - DNA ambientale (eDNA)
Frammenti di materiale genetico presenti nell’ambiente (acqua, suolo) che consentono il rilevamento di specie anche senza cattura diretta degli organismi. - Monitoraggio acustico
Tecnica che registra suoni e vibrazioni nelle cavità sotterranee per analizzare eventi idrologici (come improvvise piene o l’“effetto pistone”). - Stazioni telemetriche AquaTROLL
Strumentazioni automatiche per il monitoraggio remoto e in continuo di parametri idrologici e chimici in acquiferi. - Modello numerico
Rappresentazione matematica che simula il comportamento idrogeologico e climatico di un sistema, utile per fare previsioni e scenari di gestione. - Isotopi stabili
Varianti di elementi chimici non radioattivi usati come traccianti per studiare i cicli dell’acqua e le interazioni tra acqua e ambiente. - Acquifero
Formazione geologica in grado di immagazzinare e trasmettere acqua sotterranea. - Approccio interdisciplinare
Metodo di ricerca e gestione basato sull’integrazione di competenze e strumenti provenienti da discipline differenti (geologia, biologia, chimica, ingegneria, ecc.). - Grotta del Cervo (Trentino)
Sito carsico in Trentino oggetto di studi interdisciplinari tra geologi e idrogeologi, con rilievi 3D e monitoraggi piezometrici che hanno correlato le variazioni idriche a eventi meteorici estremi e alla conformazione delle fratture calcaree. - Riserva Naturale delle Grotte di Pertosa-Auletta (Campania)
Grotte calcaree visitabili con tour sotterranei, sede di progetti di ricerca per la valutazione dell’impatto turistico sulla qualità delle acque sotterranee, con collaborazione tra speleologi, ecologi e chimici. - Cascate del Varone (Trentino)
Una spettacolare cascata in ambiente carsico, accessibile tramite sentieri e scale dentro la grotta. Area ideale per studi legati all’idrologia e alla morfologia carsica, e per osservare gli effetti dell’interazione tra acqua e rocce calcaree. - Sistema di Lilliput
Rete carsica oggetto di studi mediante traccianti fluorescenti (come la fluoresceina) per mappare i percorsi sotterranei dell’acqua e le connessioni idrogeologiche su lunghe distanze. - Karst Research Institute (Slovenia)
Centro internazionale per lo studio dei sistemi carsici, dove il monitoraggio continuo con stazioni telemetriche ha permesso la modellazione integrata delle dinamiche di ricarica stagionale degli acquiferi. - Progetto GReG (Abruzzo)
Ricerca innovativa sull’ecosistema ipogeo tramite analisi di DNA ambientale (eDNA), utile per censire e monitorare specie presenti nell’acqua delle grotte abruzzesi.
Approfondimenti
Ecco 10 link utili e aggiornati per approfondire l’approccio interdisciplinare ai sistemi carsici, la gestione delle acque sotterranee e la tutela degli ecosistemi ipogei:
- Monitoraggi ambientali nelle aree carsiche: approccio interdisciplinare
https://www.scintilena.com/monitoraggi-ambientali-nelle-aree-carsiche-un-approccio-interdisciplinare-per-la-tutela-delle-grotte-naturali/07/01/ [1] - “Sopra e sotto il Carso” – Rivista di divulgazione speleologica
https://www.cavernas.org.br/wp-content/uploads/2023/11/Sopra-e-sotto-il-Carso-5-2023.pdf [2] - Speleologia e geositi carsici in Emilia-Romagna (guida e raccolta di casi studio)
http://www.venadelgesso.it/assets/speleologia-e-geositi-carsici-in-e-r.pdf [3] - Raccolta di risorse web su speleologia e ricerca carsica
https://www.circolospeleologicoromano.it/csr/risorse-web [4] - Biodiversità e monitoraggi multidisciplinari in ecosistemi carsici italiani
https://www.insalutenews.it/in-salute/ecosistemi-carsici-e-in-italia-il-piu-importante-scrigno-di-biodiversita-sotterranea-del-mondo/ [5] - Definizione e obiettivi della speleologia scientifica
https://www.scintilena.com/definizione-e-obiettivi-della-speleologia-scientifica/09/05/ [6] - Raccomandazioni UIS per la protezione delle grotte e del carsismo
https://www.scintilena.com/protezione-delle-grotte-e-del-carsismo-le-raccomandazioni-della-uis-in-21-lingue/08/22/ [7] - Progetti di monitoraggio e valorizzazione delle acque carsiche venete
https://sites.google.com/site/clubspeleologicoproteo/attivitascientifica/progetti_fsv [8] - Studi multidisciplinari in territori carsici
http://vecchiosito.geologipuglia.it/doc/downloads/3619-scarica-file-geologi-e-territorio-22022.pdf [9] - Studio degli acquiferi carsici mediterranei e rischi ecosistemici
https://www.scintilena.com/ecosistemi-mediterranei-a-rischio-studio-su-acquiferi-carsici-e-minacce/09/29/ [10]
Questi link offrono materiali di approfondimento, linee guida, casi studio e ricerche scientifiche autorevoli per capire e studiare in modo completo la tematica.