Gli studi del prof. Mauro Guglielmin sul riscaldamento globale nell’Artico e nel Parco Nazionale dello Stelvio

Professore Guglielmin lei è docente presso l’Università dell’Insubria, che cosa insegna e perché ci troviamo allo Stelvio.

Sono professore ordinario di Geografia Fisica e Geomorfologia nel dipartimento di Scienze Teoriche Applicate dell’Università dell’Insubria che ha sede a Varese. Insegno nel corso triennale the Scienze Ambientali che ha due sedi Varese e Como come tutta la mia Università. Ci troviamo qui, nel Parco Nazionale dello Stelvio, a più di 2700 m di quota perché questo è uno dei siti principali per lo studio del permafrost.

Perché studiate il permafrost?

Il permafrost è un qualsiasi materiale che rimane a temperature inferiori allo zero gradi per più di due anni consecutivi. Molti pensano al permafrost come uguale a Mammut e Siberia. Invece così non è, il permafrost c’è anche in Italia, anche nelle nostre montagne e in particolare nelle Alpi, un un po’ più raramente sulle cime più alte degli Appennini e può esserci anche nelle rocce e non soltanto nei sedimenti, può contenere al suo interno del ghiaccio oppure può essere completamente asciutto.

È importante capire se nel permafrost c’è ghiaccio oppure no. Perché, se c’è ghiaccio, con l’aumento della temperatura questo si scioglierà. Se invece il ghiaccio non c’è cambierà poco, quindi una delle cose che noi studiamo di più è capire dov’è il permafrost e laddove c’è, se c’è ghiaccio oppure no. Questo è necessario per prevedere e prevenire i possibili cambiamenti del paesaggio, della sua superficie, dovuti appunto allo scioglimento del ghiaccio che ci può essere al suo interno.

Questo posto vicino al passo dello Stelvio ci da un esempio clamoroso di questi fenomeni. Clamoroso e unico. Perché qui possiamo osservare sia condizioni naturali di evoluzione dell’ambiente del permafrost, sia come l’impatto dell’uomo ha modificato in parte questa evoluzione.

In particolare se noi guardiamo qua, dietro di me, c’è questo grosso accumulo di grossi blocchi che, come si vede verso destra, ha una fronte molto ripida e anche il fianco è molto ripido.

La superficie è invece caratterizzata da una serie di rughe concentriche. Il fatto che abbia queste rughe ci suggerisce che questo corpo sia in movimento o sia stato in movimento. Quello che abbiamo qui davanti si chiama “rock glacier”, ghiacciaio di pietre. Dalla maggior parte della letteratura è considerata una delle forme tipiche del permafrost montano, non solo delle Alpi, ma anche delle Ande, delle Montagne Rocciose, in Himalaya o in Karakorum.

Quindi quando si trova questa forma, come in questo caso particolarmente gonfia e con la fronte molto ripida, si dice che è intatta o attiva cioè dovrebbe avere del ghiaccio al suo interno.

Come si fa a verificare la presenza di ghiaccio nel permafrost?

Purtroppo sono rarissimi i casi in cui il ghiaccio contenuto viene a giorno, affiora, per cui bisogna utilizzare delle tecniche per capire se il ghiaccio è presente o meno. Le tecniche possono essere dirette o indirette.

Le tecniche indirette, come quelle chiamate geofisiche, con l’utilizzo di un particolare tipo di segnale, possono mettere in evidenza come a una certa profondità ci possa essere del ghiaccio. Le tecniche dirette invece sono le perforazioni cioè dei buchi in cui si va a prendere direttamente il campione di quello che c’è dentro e quindi anche del ghiaccio se è presente.

Da quanto tempo state studiando questo sito?

In questo caso specifico dal 1998, quando iniziammo un progetto europeo che fu il primo sul permafrost e si chiamava PACE (Permafrost And Climate in Europe) terminato poi nel 2001. Ormai da vent’anni monitoriamo la presenza del permafrost e anche del ghiaccio al suo interno, non solo su questo rock glacier ma anche nella zona che vediamo appena a fianco di esso.

Su questo versante si nota un piccolo rilievo leggermente più inerbito, che sale fino alle parete rocciosa, questo è un piccolo cordone morenico lasciato dal ghiacciaio che era presente su questo versante fino al 1980 mentre ora noi posiamo i piedi sul proseguo di questo cordone morenico. Tutta la zona a sinistra, si vede bene, è stata modificata dall’uomo ed è stata lisciata per fare una pista da sci. Al posto della pista da sci fino al 1983 c’era esattamente il rock glacier gemello dell’altro che abbiamo visto.

A cosa servono questi strumenti?

In questo momento stiamo facendo proprio una di queste indagini indirette che si chiama tomografia elettrica. Questo strumento è un tomografo, registra la corrente in uscita, e quindi ci permette di vedere le zone in cui il ghiaccio è presente. Ovvero stiamo facendo passare della corrente attraverso il terreno e siccome il ghiaccio è un materiale che non fa passare la corrente, si rivela come una vera e propria resistenza.

Quali dati avete raccolto in tutti questi anni.

In questa zona specifica abbiamo trovato ghiaccio dal 1998 ad oggi, sempre in questo periodo dell’anno ad una profondità minima di 2 m e mezzo, dai 2 m e mezzo ai 3 m, e con uno spessore massimo di una ventina di metri.

Scendendo dal versante nella zona invece più piana che era la zona di rallentamento della pista, fino a dove si vedono quei grossi sassi, si trovava permafrost fino all’anno scorso. Le nuove misure che stiamo facendo quest’anno, i risultati sono praticamente in diretta, ci dicono che il permafrost non è più presente nella zona piana che tra l’altro, già da quasi dieci anni, ha cominciato a modificarsi a causa dello scioglimento del ghiaccio contenuto in esso.

Come avvengono tecnicamente le misurazioni?

Qui abbiamo la strumentazione della tomografia elettrica. Il principio, come dicevo prima, è abbastanza semplice perché a partire da una batteria viene immessa la corrente in una serie di picchetti conficcati nel terreno e il terreno fa da resistenza. Lo schermo ci fa vedere le singole misure. Questo cavo arancione ha 48 picchetti, distanziati ognuno di 2 m, e consente di effettuare rilevazioni fino a una profondità di almeno una ventina di metri. Quello che noi otterremo sarà una specie di sezione geologica lungo questa linea.

Per essere precisi e capire come varia il contenuto di ghiaccio all’interno di questa sezione viene fatta anche una misura GPS. Il collega professor Forte dell’Università di Trieste sta effettuando una misurazione con un GPS RPK che rileva la direzione e la morfologia. Sta registrando con una precisione e accuratezza rilevante perché unitamente alla variazione del ghiaccio che noi abbiamo nella sezione cambia anche la morfologia della superficie.

Come si modifica la superficie?

Proprio qui davanti abbiamo questa depressione che in termini tecnici si chiama termocarst, che è dovuta allo scioglimento del ghiaccio che era all’interno di questo deposito. Dieci anni fa questa buca non esisteva, adesso come si vede e profonda più di 2 m. Ciò vuol dire che si sono sciolti non 2 m di ghiaccio ma molti di più.

Queste depressioni qui sullo Stelvio sono, a mia conoscenza, l’unico esempio presente in permafrost sulle Alpi. Ma queste forme molto più grandi, di decine di volte più grandi, in qualche caso anche più di un centinaio di volte più grandi, sono una delle forme più comuni create dal cambiamento del clima laddove il permafrost si stia degradando, sia nell’Artico siberiano sia nell’Artico nordamericano. Nelle regioni polari, quando si formano queste grandi depressioni, normalmente si formano dei laghi all’interno di esse, esattamente come molto in piccolo succede in quell’altra depressione che abbiamo sulla destra dove ancora ristagna un po’ d’acqua che riempiva tutta la depressione fino a qualche giorno fa. Ovviamente adesso con il caldo di queste giornate è in gran parte evaporata, però è solo per far capire che in Siberia laghi di chilometri quadrati possono formarsi esattamente nello stesso modo.

Qual’è l’effetto dell’acqua in queste zone di scioglimento?

L’acqua ha un effetto molto importante perché riscalda ulteriormente il permafrost che è rimasto sotto la depressione e se in esso era presente della sostanza organica legata alle foreste, alla tundra come è il caso dell’Artico siberiano, questa sostanza organica nel momento in cui il permafrost si scongela può ricominciare a decomporsi e quindi emette anidride carbonica e metano. In molti di questi casi, anche dal satellite, è stato possibile vedere le bolle di metano uscire l’acqua e impedire persino durante l’inverno il congelamento dell’acqua stessa.

Noi qua, nel nostro piccolo, abbiamo voluto verificare e monitorare con il team della Prof.ssa Nicoletta Cannone, sempre dell’Università dell’Insubria, se anche in questo caso i flussi di carbonio sono diversi rispetto a quello che avviene intorno, nonostante la sostanza organica contenuta in questo terreno sia molto più piccola rispetto a quella presente nell’Artico. Quell’anello di metallo che si vede della depressione, viene lasciato qui per tutta l’estate e periodicamente il gruppo della Prof.ssa Cannone, una volta ogni tre giorni, con uno strumento particolare all’infrarosso va a misurare i flussi di anidride carbonica all’interno di quella “enclosure”. Ovviamente è stato messo laddove c’è vegetazione perché lì c’è più sostanza organica.

Quali sono le analogie tra questo sito di studio e le zone artiche?

L’analogia principale che abbiamo qui nelle Alpi con le zone artiche è ovviamente la temperatura, perché a queste quote la temperatura è molto simile a quella che abbiamo alle isole Svalbard, dove tra l’altro il nostro gruppo di ricerca ha un altro punto di studio del permafrost. La grossa differenza invece è l’orografia. Qui abbiamo montagne molto più alte e questo fa sì che la neve abbia un’influenza molto importante, ancora maggiore rispetto alla radiazione solare. Essendo le isole Svalbard al centro dell’oceano abbiamo molte più nuvole in estate e quindi un effetto della radiazione minore. La cosa interessante è che i principi sulla modellazione e la mappatura del permafrost ai poli si possono utilizzare anche qua alla stessa maniera. Non è, come invece ancora qualche autore sostiene, necessario inventarsi qualcosa di diverso nelle Alpi. Per esempio qua, sul versante opposto a noi, abbiamo una prateria, in basso, poi man mano che si sale la vegetazione cambia e diventa più simile a quella polare tanto è vero che si chiama tundra alpina ma non polare e poi arriviamo alle falde detritiche che sono quelle grigie che si vedono sul fondo e infine le pareti.

Secondo qualche modello si dice: sulle Alpi non può esserci permafrost dove c’è vegetazione o comunque è molto più difficile che ci sia. Quando invece, in zone artiche, anche laddove ci sia la vegetazione noi possiamo trovare il permafrost.

Proprio qui utilizzando sempre i metodi che abbiamo visto prima, come per esempio la tomografia elettrica, ma anche isolando e monitorando durante l’anno la temperatura del suolo in superficie, abbiamo visto che invece anche nella zona con la tundra alpina e quindi con la vegetazione continua abbiamo del permafrost. Non dappertutto perché qui, ancora una volta, l’orografia, la neve e la radiazione fanno sì che non siano tanto il limite altitudinale o quello della vegetazione ad essere determinanti. Si tratta piuttosto di una distribuzione che in inglese si dice patchy, cioè a macchie, e questo è possibile anche all’interno delle diverse zone di vegetazione perché alcune intrappolano la neve esattamente come succede nell’Artico modificando l’albedo.

L’altra cosa interessante su questo paesaggio è la zona delle falde detritiche dove si osserva una specie di lungo biscione. Quella è un’altra forma del paesaggio, sia alpino sia polare, che si chiama protalus rampart e che è una forma solitamente legata alla presenza del ghiaccio nel permafrost.

Anche, lungo la montagna qui di fronte, facendo la solita tomografia elettrica in quel biscione, abbiamo trovato il permafrost. Lo abbiamo trovato lì, nella vegetazione sottostante, ma non nelle falde detritiche al di sopra. Questo per dire ancora una volta che il sistema non è semplice perché dipende sempre dalla radiazione, dalla vegetazione e dall’innevamento.

Esistono dei pericoli concreti per le popolazioni delle valli in relazione allo scioglimento del permafrost?

Se vogliamo parlare delle conseguenze che il cambiamento climatico ha portato nelle Alpi, occorre dire che i fenomeni che avvengono qui sono piuttosto una palestra di scuola in miniatura rispetto quello che avviene ai poli.

Noi dobbiamo guardare alle pareti perché qui le pareti rocciose, al di sopra di una certa quota, sono tutte in permafrost o quasi. Ma in estati molto calde come questa lo strato di permafrost all’interno della roccia diventa più profondo. Se diventa più profondo velocemente il ghiaccio all’interno delle fratture della roccia si può sciogliere. Se si scioglie e se le condizioni geologiche sono sfavorevoli possono avvenire crolli esattamente come per esempio è avvenuto nella famosa calda estate del 2003 sul Cervino o come è avvenuto in altre parti delle Alpi alle quote superiori ai 2700 m.

Questo è il rischio più noto e comune legato al cambiamento climatico ma sicuramente è quello meno pericoloso in termini di vite umane. Perché invece sono le frane profonde quelle che possono generare morti come fu la frana di 3 milioni di metri cubi di roccia della Val Pola nel 1997, a pochi chilometri da dove ci troviamo ora. In quel caso però il meccanismo fu ancora diverso, perché non fu solo a causa dell’estate, durante la quale aumenta lo strato attivo, ma furono le decine di anni di temperature più positive o meno negative che a profondità superiori ai 20 – 30 m, di solito tra i 20 e i 40 m, a causare la frana. Un fenomeno come questo avviene mediamente con un ritardo di 10 o 15 anni rispetto al periodo più caldo che ha modificato la temperatura del permafrost. La cosa che è stata verificata e ricostruita in laboratorio dagli inglesi è proprio che, se ci sono delle fratture nella roccia e queste fratture sono piene di ghiaccio, all’innalzamento della temperatura tra -3 e – 0,5 si forma una pellicola superficiale di acqua liquida che non aderisce più alla parete rocciosa.

Questi fenomeni sono di grande importanza se coinvolgono centri abitati, come è successo in Val Pola, e in montagna costituiscono la maggiore minaccia da parte del cambiamento climatico in termini di rischio umano.

Sono invece le piccole frane ad aver, nel loro complesso, un impatto economico più elevato in termini economici, ostruendo strade o distruggendo qualche casa, perché la somma di queste piccole cifre raggiunge un costo complessivo assai elevato.

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