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ROMA – focus/ aise – Un nuovo studio “Time-Lapse Absolute Gravity Measurements Unveil Subsurface Water Content Variations in Central Italy” condotto da ricercatori e ricercatrici dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), pubblicato sulla rivista scientifica Remote Sensing, mostra come il monitoraggio gravimetrico ripetuto nel tempo, che consente di misurare piccole variazioni della gravità terrestre, possa aiutare a distinguere le variazioni di massa nel sottosuolo dai processi di dinamica crostale.
In contesti geologicamente complessi, come l’Appennino Centrale, i dati raccolti dalle reti di monitoraggio (sismiche, GNSS e InSAR) possono registrare segnali derivanti sia da processi tettonici e post-sismici, sia da variazioni delle risorse idriche sotterranee.
Per effettuare lo studio, il team di ricerca ha utilizzato gravimetri assoluti trasportabili per la loro elevata precisione e stabilità di misura, al fine di monitorare le variazioni temporali dell’accelerazione di gravità. Poiché la forza di gravità dipende dalla massa sottostante, ogni variazione nel contenuto d'acqua nel terreno (pioggia, umidità del suolo, acque sotterranee) si riflette in un cambiamento misurabile dell'accelerazione di gravità.
La ricerca si è basata su sei campagne di misura effettuate con un gravimetro assoluto FG5 su una rete di quattro stazioni (L’Aquila, Popoli, Sant’Angelo Romano e Terni) distribuite tra Lazio, Umbria e Abruzzo, aree interessate dalle sequenze sismiche del 2009 e del 2016-2017. Attraverso misure ripetute nel tempo, il team di ricerca ha rilevato una diminuzione della gravità in tre siti monitorati, con variazioni particolarmente evidenti nell’area aquilana tra il 2018 e il 2020. Questa diminuzione corrisponde a una significativa perdita di acqua nel sottosuolo in quel biennio, legata principalmente a fattori climatici e a processi idrologici su scala regionale.
L’approccio multidisciplinare ha analizzato sia dati acquisiti a terra, come gravità, piovosità e livelli di falda, sia osservazioni satellitari ottenute dalla missione GRACE-FO e dall'interferometria radar Sentinel-1 (InSAR).
L’analisi delle serie temporali InSAR ha escluso la presenza di deformazioni verticali significative del suolo (come sollevamenti o abbassamenti), mentre il confronto con i dati del modello GLDAS e della missione GRACE-FO ha confermato un trend regionale di diminuzione del contenuto d’acqua nel suolo, coerente con le osservazioni di piovosità e con i livelli di falda misurati nei pozzi.
Lo studio ha inoltre evidenziato come la risposta gravimetrica dipenda fortemente dal contesto geologico locale. Nel sito dell’Aquila la diminuzione della gravità osservata è risultata superiore a quanto previsto dal solo deficit idrico. Questo potrebbe indicare che la conformazione geologica del bacino e la dinamica dei fluidi nel sottosuolo abbiano contribuito ad amplificare la risposta gravimetrica locale. Il team di ricerca ha inoltre osservato una concomitante diminuzione dell’attività sismica registrata nell’area aquilana durante il periodo di massimo deficit idrico.
Lo studio evidenzia come la gravimetria assoluta, proprio perché di elevata precisione ed elevata stabilità, possa contribuire a monitorare i cambiamenti di massa nel sottosuolo e a migliorare la comprensione delle possibili interazioni tra dinamica idrogeologica, deformazione crostale e sismicità locale.
Ha preso avvio il progetto scientifico ICE-Blue, coordinato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova, dedicato allo studio della risposta dell’organismo umano in contesti operativi prolungati in mare aperto, per alcuni aspetti comparabili a quelli delle missioni spaziali. Lo studio è stato avviato il 27 aprile scorso con la raccolta dei dati e dei campioni basali degli allievi che parteciperanno alla campagna addestrativa estiva di Nave Amerigo Vespucci, attualmente impegnata nel Tour Mondiale Vespucci – Campagna in Nord America 2026.
Tali misure rappresentano il riferimento iniziale necessario per monitorare eventuali variazioni durante la missione. La ricerca coinvolge medici, biologi, farmacologi, chimici, psicologi, bioingegneri e informatici, con l’obiettivo di produrre conoscenze utili sia per il settore militare e spaziale che per possibili applicazioni in ambito civile.
L’attività nasce nell’ambito del progetto ICE-Blue, sviluppato sulla base dell’accordo operativo tra l’Agenzia Spaziale Italiana e la Marina Militare. Lo studio scientifico è guidato da Davide De Pietri Tonelli, Direttore di Ricerca del laboratorio di Neurobiologia dei microRNA dell’IIT e Responsabile Scientifico dello Studio Clinico, e vede la collaborazione dell’Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, dell’Università degli Studi di Firenze e dell’Università degli Studi di Milano.
L’obiettivo del progetto è analizzare come l’organismo si adatti alla navigazione prolungata e ai ritmi operativi intensi, assumendo la vita in mare aperto come modello di osservazione utile anche per la ricerca spaziale. In questo quadro, il progetto intende approfondire parametri biologici, fisiologici, cognitivi e comportamentali attraverso strumenti integrati di osservazione e analisi.
Nel corso della campagna addestrativa estiva a bordo di Nave Amerigo Vespucci, gli allievi dell’Accademia Navale di Livorno saranno coinvolti nello studio attraverso la raccolta di campioni biologici, parametri fisiologici e dati comportamentali, che verranno analizzati dal gruppo di ricerca al loro rientro.
Per analizzare le variazioni del loro stato di salute e le risposte dell’organismo alle condizioni di bordo, saranno impiegate diverse tecnologie avanzate, oltre a strumenti analogici e digitali dedicati all’osservazione degli aspetti cognitivi, emotivi, comportamentali e sociali.
L’insieme dei dati raccolti su ambiente, organismo e comportamento sarà integrato anche mediante strumenti di intelligenza artificiale, così da fornire una visione complessiva dei processi di adattamento durante la navigazione. Questa integrazione potrà contribuire allo sviluppo di metodi innovativi per identificare precocemente alcuni fattori di rischio legati, tra l’altro, all’alterazione dei ritmi circadiani, alla qualità del riposo e al carico operativo.
“Lo studio – spiega Barbara Negri, Responsabile dell’Ufficio Volo Umano e Sperimentazione di ASI - consentirà una migliore comprensione delle risposte dell’organismo a condizioni operative prolungate, alle alterazioni dei ritmi circadiani e ai contesti di missione complessi, fattori che la NASA ha identificato tra i principali elementi da monitorare per la salute e l’efficienza degli astronauti impegnati nelle future esplorazioni spaziali, permettendo di individuare possibili contromisure”.
“I biomarcatori analizzati potranno inoltre trovare applicazione sulla Terra e anche in ambito civile, contribuendo allo sviluppo di strumenti di prevenzione e monitoraggio in relazione alla qualità del sonno, ai ritmi biologici e ad altre condizioni che incidono sul benessere delle persone, in particolare nelle fasce più vulnerabili della popolazione”, ha concluso Davide De Pietri Tonelli, Principal Investigator dell’IIT e Responsabile Scientifico dello Studio Clinico. (focus\aise)