Grotte, acquiferi e falde non sono solo buchi nel terreno: una ricerca internazionale guidata dal CNR rivela che il sottosuolo fornisce tre quarti delle funzioni vitali per la Terra — dall’acqua che beviamo al clima che respiriamo — eppure meno del 7% di questi ecosistemi è protetto
Servizi ecosistemici sotterranei: grotte e acque sotterranee coprono il 75% delle funzioni classificate
Una revisione sistematica internazionale dimostra che gli ambienti sotterranei contribuiscono a tre quarti dei servizi ecosistemici riconosciuti dalla classificazione CICES, con implicazioni rilevanti per la conservazione e la gestione delle risorse naturali
Lo studio pubblicato su Biological Reviews sui servizi ecosistemici sotterranei
Gli ambienti sotterranei contribuiscono a tre quarti dei servizi ecosistemici sinora classificati a livello internazionale.
È questo il risultato centrale di una revisione sistematica pubblicata sulla rivista Biological Reviews da un team di oltre trenta ricercatori coordinati da Stefano Mammola e David Brankovits del CNR-IRSA di Verbania. Lo studio, ad accesso aperto, rappresenta la prima sintesi completa dei servizi ecosistemici forniti da grotte, acquiferi, falde e sistemi di fessure in rocce sedimentarie, ignee e metamorfiche, coprendo ambienti sotterranei terrestri, d’acqua dolce e marini.[1][2][3]
La ricerca ha utilizzato come riferimento la classificazione CICES (Common International Classification of Ecosystem Services) nella versione 5.1, che elenca 90 servizi ecosistemici primari suddivisi in tre categorie: approvvigionamento, regolazione e mantenimento, servizi culturali. Secondo l’analisi degli esperti, gli ecosistemi sotterranei contribuiscono a 68 di questi 90 servizi, pari appunto al 75%. Un dato che supera le stime disponibili per praterie (36%), corpi idrici urbani (43%), mangrovie (33%) e persino vigneti (64%).[3]
Servizi ecosistemici sotterranei di approvvigionamento: acqua, cibo ed energia dal sottosuolo
I servizi di approvvigionamento — quei beni tangibili che gli ecosistemi forniscono direttamente — sono coperti dagli ambienti sotterranei per il 63% delle voci classificate. Le acque sotterranee costituiscono la più grande riserva di acqua dolce liquida non congelata del pianeta. Circa il 95% delle risorse idriche liquide accessibili proviene da falde e acquiferi, e oltre un quarto della popolazione mondiale dipende in tutto o in parte da questa risorsa. Il 43% dell’acqua irrigua e il 49% dell’acqua per uso domestico proviene dal sottosuolo.[3]
Le grotte e gli ambienti ipogei hanno un ruolo anche nella produzione alimentare. Le acque sotterranee irrigano oltre il 40% delle colture globali. Le cavità naturali, con temperature e umidità stabili, sono state utilizzate per millenni nella stagionatura dei formaggi (il caso del Penicillium roqueforti nelle grotte di Roquefort è emblematico), nella coltivazione dei funghi e nella conservazione degli alimenti. Le pozze anchialine alle Hawaii servono tuttora per l’acquacoltura del gambero rosso Halocaridina rubra.[3]
Sul fronte energetico, i sistemi geotermici poco profondi — che sfruttano il calore del sottosuolo entro i primi 400-500 metri — rappresentano il segmento a più rapida crescita tra le energie rinnovabili. La produzione geotermica mondiale raggiunge i 95 TWh l’anno.[3]
Regolazione e mantenimento: i cicli biogeochimici nelle grotte e negli acquiferi
È la categoria nella quale gli ecosistemi sotterranei forniscono il contributo più ampio: l’82% dei servizi di regolazione e mantenimento classificati dalla CICES. Gli ambienti ipogei sono nodi cruciali dei cicli globali del carbonio, dell’azoto, del fosforo e dello zolfo. I processi microbici nelle acque sotterranee — denitrificazione, riduzione del ferro, mineralizzazione della sostanza organica — attenuano le concentrazioni di nitrati e carbonio organico disciolto, contribuendo alla depurazione naturale delle acque.[4][3]
Le acque sotterranee alimentano il flusso di base dei fiumi, che a livello globale rappresenta circa il 59% della portata fluviale complessiva. La vegetazione sostenuta dalle falde — circa il 37% della copertura vegetale mondiale — regola l’erosione, attenua le alluvioni e stabilizza i versanti. Il valore del controllo delle inondazioni garantito dalla vegetazione alimentata dalle falde è stato stimato in circa 16 miliardi di euro nella sola Unione Europea.[3]
I pipistrelli cavernicoli rappresentano forse il caso più studiato di regolazione biologica legata agli ecosistemi sotterranei. Questi mammiferi forniscono servizi di impollinazione, dispersione dei semi e controllo biologico degli insetti con un valore stimato di 3,7 miliardi di dollari l’anno nel solo Nord America.[5][3]
I servizi culturali degli ecosistemi sotterranei: turismo, scienza e patrimonio
I servizi culturali degli ambienti sotterranei raggiungono la copertura più completa delle categorie CICES. Nel mondo si contano circa 1.223 grotte turistiche che accolgono 79 milioni di visitatori l’anno, generando un introito stimato di 800 milioni di euro solo dai biglietti d’ingresso. Le grotte sono laboratori naturali per la ricerca in campi che spaziano dalla biologia evolutiva alla paleoclimatologia: gli speleotemi (stalattiti e stalagmiti) fungono da archivi climatici millenari, mentre i pesci ciechi delle grotte sono modelli per lo studio di malattie umane come il diabete e l’autismo.[3]
Il patrimonio culturale legato al mondo ipogeo ha radici profondissime. Dai cenotes sacri dei Maya alle sorgenti aborigene australiane, le grotte hanno plasmato pratiche rituali e identità culturali in ogni continente. Il proteo della Grotta di Postumia, in Slovenia, è diventato un simbolo nazionale.[3]
Molti servizi ecosistemici sotterranei ancora senza quantificazione economica
Uno degli aspetti più significativi emersi dallo studio riguarda il divario tra conoscenza qualitativa e quantificazione. Tra un terzo e la metà dei 68 servizi ecosistemici sotterranei identificati è stato misurato numericamente almeno in uno studio locale. La maggior parte delle stime riguarda le acque dolci sotterranee, più accessibili e monitorabili rispetto agli ambienti terrestri o marini. Per i servizi legati alle grotte terrestri e ai sistemi sotterranei marini, la quantificazione resta frammentaria.[2][3]
Lo studio sottolinea come questa lacuna ostacoli la comunicazione del valore del sottosuolo a decisori politici e opinione pubblica. Se non si riesce a misurare e comunicare il contributo economico e ambientale di questi ecosistemi, è difficile inserirli nelle politiche di conservazione. Solo il 6,9% degli ecosistemi sotterranei conosciuti ricade oggi in aree protette.[6][7]
Il team internazionale dietro la ricerca e il ruolo del CNR italiano
La ricerca è stata coordinata da Stefano Mammola del CNR-IRSA di Verbania e David Brankovits dello stesso istituto, con il contributo di Tiziana Di Lorenzo del CNR-IRET e ricercatori provenienti da oltre venti istituzioni in Europa, Americhe, Asia e Oceania. Tra gli autori figurano anche Diana M.P. Galassi dell’Università dell’Aquila, Martina Cappelletti dell’Università di Bologna e Giuseppe Nicolosi dell’Università di Catania, oltre a colleghi delle Università di Helsinki, Lisbona, Lubiana, Vienna e diversi istituti brasiliani.[8][3]
La pubblicazione è ad accesso aperto su Biological Reviews (DOI: 10.1002/brv.70137) ed è accompagnata da un dataset che cataloga sistematicamente i servizi ecosistemici associati a ciascun compartimento sotterraneo.[1][8]
Perché gli ecosistemi sotterranei sono fondamentali per il futuro
I risultati di questa revisione sistematica offrono a speleologi, ricercatori e gestori ambientali uno strumento concreto per argomentare il valore degli ecosistemi sotterranei. Le grotte non sono solo mete turistiche o curiosità geologiche. Gli acquiferi non sono solo serbatoi da cui estrarre acqua. Il sottosuolo è un sistema integrato che regola cicli biogeochimici planetari, sostiene la produzione alimentare, alimenta i fiumi, mitiga le alluvioni, ospita una biodiversità unica e fornisce risorse per la biotecnologia e l’energia rinnovabile.[9][3]
Con i cambiamenti climatici che intensificano la frequenza delle siccità e la pressione sulle risorse idriche, il ruolo degli ecosistemi sotterranei è destinato a crescere. Questa sintesi rappresenta un passo importante per inserire finalmente il mondo sotterraneo nelle agende di conservazione globali, dalla Strategia Europea per la Biodiversità 2030 alle Convenzioni delle Nazioni Unite.[10][6]
Fonti
[1] Subterranean environments contribute to three-quarters of classified ecosystem services. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/brv.70137
[2] Subterranean environments contribute to three-quarters of classified ecosystem services – PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41665280/
[3] [PDF] Subterranean environments contribute to three-quarters of classified … https://ecoevorxiv.org/repository/object/9360/download/17467/
[4] Groundwater ecosystem services: a review | Freshwater Science https://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/679903
[5] Pipistrelli e Grotte: I Chirotteri Come Custodi … – Scintilena https://www.scintilena.com/pipistrelli-e-grotte-i-chirotteri-come-custodi-della-biodiversita-negli-ambienti-carsici/01/03/
[6] Biodiversa+ DarCo: Un piano concreto per la conservazione degli … https://www.scintilena.com/biodiversa-darco-un-piano-concreto-per-la-conservazione-degli-ecosistemi-sotterranei-in-europa/11/20/
[7] Sotto la Superficie: La Salvaguardia degli Ecosistemi Sotterranei https://www.scintilena.com/sotto-la-superficie-la-salvaguardia-degli-ecosistemi-sotterranei/05/28/
[8] Subterranean environments contribute to three-quarters of classified … https://gba.uac.pt/research/publications/ver.php?id=1907
[9] L’acqua sotterranea: un ecosistema chiave per la salute del pianeta https://www.scintilena.com/lacqua-sotterranea-un-ecosistema-chiave-per-la-salute-del-pianeta/12/15/
[10] Le acque sotterranee: la risorsa invisibile al centro delle sfide globali https://terra.regione.sicilia.it/le-acque-sotterranee-la-risorsa-invisibile-al-centro-delle-sfide-globali-governance-e-gestione/
[11] 01-Introduzione-alla-speleologia.ppt.txt https://ppl-ai-file-upload.s3.amazonaws.com/web/direct-files/collection_08c39ce1-fb5a-4696-a8a1-73d261c2e891/86d36e7b-fb33-423c-9ed5-5859bb837351/01-Introduzione-alla-speleologia.ppt.txt
[12] 02-Evoluzione-speleo-italia.ppt.txt https://ppl-ai-file-upload.s3.amazonaws.com/web/direct-files/collection_08c39ce1-fb5a-4696-a8a1-73d261c2e891/35124a74-892b-451f-9c91-aa405245406d/02-Evoluzione-speleo-italia.ppt.txt
[13] 03-Speleologia-e-ricerca-scientifica.ppt.txt https://ppl-ai-file-upload.s3.amazonaws.com/web/direct-files/collection_08c39ce1-fb5a-4696-a8a1-73d261c2e891/2e8b1d27-c01e-4793-9b8a-e405da6de545/03-Speleologia-e-ricerca-scientifica.ppt.txt
[14] Biodiversità Sotterranea: La Sfida Globale per … https://www.scintilena.com/biodiversita-sotterranea-la-sfida-globale-per-la-conservazione-degli-ecosistemi-ipogei/09/18/
[15] Mappe sotterranee al servizio della sicurezza: quando la cartografia … https://www.scintilena.com/mappe-sotterranee-al-servizio-della-sicurezza-quando-la-cartografia-delle-grotte-diventa-strumento-di-prevenzione/10/06/
[16] Speleo 2025: acque e grotte senza frontiere – Un convegno su cultura scientifica e valorizzazione del patrimonio speleologico – Scintilena https://www.scintilena.com/speleo-2025-acque-e-grotte-senza-frontiere-un-convegno-su-cultura-scientifica-e-valorizzazione-del-patrimonio-speleologico/05/15/
[17] Lo Scienziato della Biodiversità Sotterranea: Stefano … https://www.scintilena.com/lo-scienziato-della-biodiversita-sotterranea-stefano-mammola-e-la-conservazione-degli-ecosistemi-ipogei/07/27/
[18] Ecosistemi Mediterranei a Rischio: Studio su Acquiferi Carsici e … https://www.scintilena.com/ecosistemi-mediterranei-a-rischio-studio-su-acquiferi-carsici-e-minacce/09/29/
[19] Grotte su Marte e sulla Luna: L’Esospeleologia Apre la … https://www.scintilena.com/grotte-su-marte-e-sulla-luna-lesospeleologia-apre-la-strada-allesplorazione-sotterranea-dello-spazio/08/14/
[20] Microplastiche in Grotte Inesplorate: Studio Inedito Rivela … https://www.scintilena.com/microplastiche-in-grotte-inesplorate-studio-inedito-rivela-inquinamento-nel-continente-buio-abruzzese-2/08/24/
[21] La Memoria Radioattiva Nascosta nelle Grotte di Ghiaccio https://www.scintilena.com/le-grotte-glaciali-come-archivi-di-radioattivita-ambientale-pre-moderna/07/25/
[22] Acqua su Marte in abbondanza ecco la mappa https://www.scintilena.com/acqua-su-marte-in-abbondanza-ecco-la-mappa/08/25/
[23] Le aree protette sotto la lente: la biodiversità sotterranea … – Scintilena https://www.scintilena.com/le-aree-protette-sotto-la-lente-la-biodiversita-sotterranea-ancora-fuori-tutela/08/20/
[24] Lo studio delle tracce fossili riscrive la storia dell’ … https://www.scintilena.com/lo-studio-delle-tracce-fossili-riscrive-la-storia-dellevoluzione-animale-prima-dellesplosione-cambriana/07/18/
[25] DarCo lancia una collezione tematica su Subterranean Biology per la conservazione della biodiversità sotterranea europea – Scintilena https://www.scintilena.com/darco-lancia-una-collezione-tematica-su-subterranean-biology-per-la-conservazione-della-biodiversita-sotterranea-europea/05/15/
[26] Microplastiche nelle acque sotterranee: identificata presenza anche … https://www.scintilena.com/microplastiche-nelle-acque-sotterranee-identificata-presenza-anche-nella-fauna-ipogea/12/28/
[27] Spedizione Speleologica Montenegro 2025: Tra Cielo e … https://www.scintilena.com/spedizione-speleologica-montenegro-2025-tra-cielo-e-pietra/08/20/
[28] Perspectives and pitfalls in preserving subterranean biodiversity through protected areas https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11332058/
[29] Let research on subterranean habitats resonate! https://subtbiol.pensoft.net/article/59960/download/pdf/
[30] An ecoregion?based approach to restoring the world’s intact large mammal assemblages https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1111/ecog.06098
[31] A conservation roadmap for the subterranean biome https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1111/conl.12834
[32] Towards evidence?based conservation of subterranean ecosystems https://imbbc.hcmr.gr/wp-content/uploads/2022/05/2022-Mammola-Biological-Reviews-25.pdf
[33] Collecting eco?evolutionary data in the dark: Impediments to subterranean research and how to overcome them http://fulir.irb.hr/6864/1/Ecology%20and%20Evolution%20_%202021%20-_Mammola_Collecting%20eco11_5911.pdf
[34] An expert-based global assessment of threats and … https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006320723002379
[35] Ecologia delle acque sotterranee – Cnr Iret https://www.iret.cnr.it/laboratorio/ecologia-delle-acque-sotterranee/
[36] Towards evidence?based conservation of subterranean ecosystems https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12851
[37] Perspectives and pitfalls in preserving subterranean biodiversity … https://www.nature.com/articles/s44185-023-00035-1
[38] Towards evidence?based conservation of subterranean ecosystems … https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9545027/
[39] Nuove scoperte sulla meiofauna ipogea conquistano il … https://www.scintilena.com/nuove-scoperte-sulla-meiofauna-ipogea-conquistano-il-terzo-posto-al-premio-badino-2025/07/25/
[40] Adattamenti degli organismi alla vita sotterranea – Scintilena https://www.scintilena.com/adattamenti-degli-organismi-alla-vita-sotterranea/03/17/
[41] Scoperta la più grande ragnatela del mondo in una grotta sulfurea https://www.scintilena.com/una-metropoli-di-ragni-in-una-grotta-sulfurea-scoperta-la-piu-grande-tela-ragnatela-mai-documentata/11/06/
[42] È in Italia il più importante scrigno di biodiversità sotterranea del mondo. Speleologi e amministrazioni locali fanno rete per proteggere gli ecosistemi carsici e sviluppare un turismo sostenibile – Scintilena https://www.scintilena.com/e-in-italia-il-piu-importante-scrigno-di-biodiversita-sotterranea-del-mondo-speleologi-e-amministrazioni-locali-fanno-rete-per-proteggere-gli-ecosistemi-carsici-e-sviluppare-un-turismo-sostenibile/11/05/
[43] Dossier 152_2006 documentazione.doc https://www.scintilena.com/wp-content/uploads/2024/08/Dossier-Le-Acque-di-origine-carsica-una-risorsa-strategica.pdf
[44] I pipistrelli nei dialetti italiani – Scintilena https://www.scintilena.com/i-pipistrelli-nei-dialetti-italiani/01/04/
[45] Le miniere abbandonate della Majella: situazione attuale, … https://www.scintilena.com/doppio-appuntamento-in-abruzzo-le-miniere-abbandonate-della-majella-situazione-attuale-nuove-scoperte-e-prospettive-future/03/08/2/
[46] Le ipotesi sull’esistenza di una vita intelligente all’interno … https://www.scintilena.com/capitolo-3-le-ipotesi-sullesistenza-di-una-vita-intelligente-allinterno-della-terra/01/03/
[47] Multifunctionality of belowground food webs: resource, size and spatial energy channels https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1111/brv.12857
[48] Litter and soil biodiversity jointly drive ecosystem functions https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1111/gcb.16913
[49] The Ecology Underground coalition: building a collaborative future of belowground ecology and ecologists https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1111/nph.17163
[50] The deep subterranean environment as a potential model system in ecological, biogeographical and evolutionary research https://subtbiol.pensoft.net/article/23530/download/pdf/
[51] Aboveground and belowground biodiversity have complementary effects on ecosystem functions across global grasslands https://dx.plos.org/10.1371/journal.pbio.3002736
[52] Collecting eco?evolutionary data in the dark: Impediments to subterranean research and how to overcome them https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8207145/
[53] Parte I Titolo della Parte della Relazione https://www.provincia.lodi.it/wp-content/uploads/9_Relazione-sui-servizi-ecosistemici_REV02bis_pdfA1.pdf
[54] [PDF] Carta dei servizi ecosistemici dei suoli della Regione Emilia-Romagna https://mappegis.regione.emilia-romagna.it/gstatico/documenti/dati_pedol/servizi_ecosistemici_suoli.pdf
[55] Servizi ecosistemici del suolo – Geologia, suoli e sismica https://ambiente.regione.emilia-romagna.it/it/geologia/suoli/suoli-pianificazione/servizi-ecosistemici-del-suolo
[56] [PDF] SERVIZI_ECOSISTEMICI.pdf – Ispra https://www.isprambiente.gov.it/files/biodiversita/SERVIZI_ECOSISTEMICI.pdf
[57] Subterranean environments contribute to three-quarters of classified … https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41665280/?fc=None&ff=20260210180647&v=2.18.0.post22+67771e2
[58] [PDF] SERVIZI ECOSISTEMICI E SOSTENIBILITÀ – Ispra https://www.isprambiente.gov.it/files/biodiversita/Santolini_2010_Servizi_ecosistemici.pdf
[59] Subterranean environments contribute to three-quarters of classified … https://www.semanticscholar.org/paper/Subterranean-environments-contribute-to-of-Mammola-Brankovits/7d7138a6eac033d7016c5e50ca9cb5f8e5a900fe
[60] CICES https://cices.eu
[61] [PDF] IL RUOLO, LA VALORIZZAZIONE E IL PAGAMENTO DEI SERVIZI … https://asvis.it/public/asvis2/files/Pubblicazioni/PositionPaper/2024/PositionPaperASviS_Servizi_Ecosistemici_febbraio2024.pdf
[62] [PDF] Subterranean environments contribute to three-quarters of classified … https://dirros.openscience.si/Dokument.php?lang=slv&id=33218