Monitoraggio di temperatura e anidride carbonica in grotte a passaggio cieco e l’effetto della ventilazione naturale
Monitoraggio della CO2 e temperatura nelle grotte cieche della Nuova Zelanda
Due grotte a passaggio cieco con un’unica entrata, Ruakuri Cave e Aranui Cave, situate nel distretto di Waitomo in Nuova Zelanda, sono state oggetto di uno studio scientifico volto a comprendere l’influenza delle condizioni ambientali sulla concentrazione di anidride carbonica (CO2) al loro interno.
Il monitoraggio ha riguardato in particolare la temperatura e la pressione parziale di CO2, con l’obiettivo di valutare l’impatto dei visitatori e delle condizioni naturali sull’ambiente ipogeo[1].
Variazioni stagionali della CO2 e ruolo della temperatura esterna
In Ruakuri Cave, è stato osservato che i cicli annuali della pressione parziale di CO2 seguono un andamento simile a quello del numero di visitatori, con picchi in estate.
Inizialmente si era ipotizzato che l’aumento di CO2 fosse causato dalla respirazione antropica dei visitatori.
Durante i periodi di chiusura prolungata dovuti alla pandemia di Covid-19, il ciclo annuale della CO2 si è mantenuto, suggerendo una fonte naturale del gas.
Ulteriori misurazioni più dettagliate hanno evidenziato che quando l’aria esterna è più calda di quella interna alla grotta, la pressione parziale di CO2 aumenta, mentre diminuisce rapidamente quando l’aria esterna si raffredda al di sotto della temperatura interna[1].
Meccanismo di circolazione dell’aria e accumulo di CO2 nelle zone di crollo
Entrambe le grotte terminano in zone di crollo superiori, attraverso le quali l’aria penetra e si percola, accumulando CO2 proveniente dal suolo.
Questo fenomeno è spiegato da un effetto camino: quando l’aria esterna è più calda, si crea un flusso d’aria che attraversa queste zone di crollo e l’epikarst, trasportando gas del suolo, inclusa l’anidride carbonica, e calore verso l’interno della grotta.
Quando l’aria esterna è più fredda, invece, l’aria entra attraverso l’unica entrata a livello inferiore, portando i livelli di CO2 a valori simili a quelli esterni.
Questo meccanismo ricorda la ventilazione a camino osservata in altre grotte della zona, come la Waitomo Glowworm Cave, anche se in Ruakuri e Aranui non sono presenti ingressi superiori evidenti[1].
Implicazioni per la conservazione delle grotte e la comprensione del processo carsico
L’accumulo di CO2 nelle grotte è un fattore critico poiché livelli elevati possono causare il degrado delle concrezioni speleotematiche.
Lo studio dimostra che la presenza di CO2 non è solo legata all’attività umana ma è influenzata da processi naturali di circolazione dell’aria e dal trasferimento di gas dal suolo.
Questi risultati contribuiscono a una migliore comprensione del microclima delle grotte cieche e dei processi che regolano la composizione dell’aria ipogea, elementi fondamentali per la gestione e la conservazione degli ambienti carsici[1].
Nota sulla licenza: Questo articolo si basa su uno studio distribuito con licenza Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0, che consente la condivisione e l’adattamento non commerciale con attribuzione agli autori originali[1].
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Fonti
International Journal of Speleology
https://digitalcommons.usf.edu/ijs/vol54/iss1/5/
Hendy, C.H., Merritt, D.J., Corkill, S., Cross, T., 2025. Temperature-driven air circulation in caves with blind passages. International Journal of Speleology, 54(1), ijs2532. https://doi.org/10.5038/1827-806X.ijs2552