Il mare produce continuamente suoni, generati da onde e correnti, organismi marini e attività umane, come il traffico navale. L’insieme di questi segnali costituisce il soundscape sottomarino, un paesaggio sonoro che può offrire informazioni sulle condizioni dell’ambiente marino. Uno studio pubblicato sulla rivista scientifica Ecological Indicators propone di sfruttare proprio questa caratteristica per sviluppare un nuovo metodo di monitoraggio degli ecosistemi. La ricerca è stata condotta da un gruppo multidisciplinare del Consiglio nazionale delle ricerche (CNR), composto da Pier Francesco Moretti, del Dipartimento del Sistema Terra e Tecnologie per l’Ambiente (CNR-DSSTTA), Angela Pomaro, dell’Istituto di scienze marine (CNR-ISMAR), e Silvano Buogo, dell’Istituto d’ingegneria del mare (CNR-INM).
I ricercatori hanno analizzato le registrazioni raccolte mediante idrofoni, strumenti simili ai microfoni ma progettati per captare i suoni sott’acqua, durante diverse campagne sperimentali presso la piattaforma oceanografica Acqua Alta, nel Mare Adriatico, al largo di Venezia. Le attività si sono svolte nell’ambito del progetto PRIN SEAmPhonia, con il contributo del Laboratorio di acustica sottomarina dell’Area di ricerca di Tor Vergata.
Un’oscillazione che segue il ritmo del giorno e della notte
Analizzando i dati, il gruppo di ricerca ha individuato una persistente oscillazione tra il giorno e la notte nelle caratteristiche dei segnali acustici ad alta frequenza. Un andamento che, secondo gli studiosi, non può essere spiegato soltanto dai fattori fisici ambientali e potrebbe riflettere i ritmi collettivi della componente biologica dell’ecosistema.
La particolarità osservata riguarda la cosiddetta pendenza spettrale, una misura che descrive come varia l’energia sonora alle diverse frequenze. Nelle alte frequenze, questa caratteristica mostra un’alternanza giornaliera che potrebbe restituire informazioni sul funzionamento complessivo dell’ambiente marino, anziché sulla presenza o sull’attività di una singola specie. «La novità risiede nell’identificazione di una caratteristica integrata dell’ecosistema marino nel suo insieme attraverso l’osservazione del campo acustico, invece di analizzarne separatamente i contributi da singole sorgenti» spiega Angela Pomaro. È da questa regolarità che nasce l’immagine del “battito” del mare: una sorta di ritmo sonoro che potrebbe aiutare a riconoscere cambiamenti nelle condizioni dell’ecosistema.
Rilievi sottomarini presso la piattaforma oceanografica Acqua Alta, nel Mare Adriatico, al largo di Venezia. © CNR
Un indicatore simile alla temperatura corporea
Il principio è quello di individuare una misura sintetica, capace di segnalare una variazione dello stato dell’ambiente senza dover descrivere ogni singolo processo che la determina. Pier Francesco Moretti paragona questo possibile indicatore alla temperatura corporea: un valore che fornisce informazioni generali sullo stato di salute di una persona, ma che da solo non permette di stabilire le cause di un eventuale cambiamento.
«Eventuali variazioni dell’indicatore segnalerebbero cioè un cambiamento del sistema, pur rendendo necessarie ulteriori analisi per individuarne le cause specifiche» commenta il ricercatore.
L’approccio si basa inoltre su una proprietà dei sistemi complessi chiamata invarianza di scala, associata alla legge di potenza individuata nelle alte frequenze dello spettro acustico marino. Secondo gli autori, questa caratteristica potrebbe contribuire a rendere l’indicatore confrontabile tra ambienti differenti e indipendente dalla calibrazione degli strumenti utilizzati.
Dall’ascolto al monitoraggio degli ecosistemi
Se ulteriormente validato, il metodo potrebbe affiancare gli strumenti già impiegati per valutare lo stato dell’ambiente marino. In particolare, offrirebbe una modalità di osservazione continua e non invasiva, basata sulle caratteristiche complessive del paesaggio sonoro e non soltanto sui livelli assoluti di intensità acustica o sulle basse frequenze associate al traffico navale.
Questi ultimi parametri sono già utilizzati nel monitoraggio del rumore sottomarino previsto dalla Direttiva europea sulla strategia per l’ambiente marino (Marine Strategy Framework Directive, MSFD). Il nuovo indicatore potrebbe aggiungere informazioni complementari, contribuendo a individuare tempestivamente cambiamenti nel funzionamento degli ecosistemi.
La ricerca apre dunque una prospettiva interessante: ascoltare il mare non soltanto per riconoscere le singole sorgenti sonore, ma anche per cogliere i ritmi che emergono dall’interazione tra le diverse componenti dell’ambiente. Saranno però necessari ulteriori studi per verificare quanto questo “battito” sia affidabile in contesti diversi e per chiarire quali processi biologici e ambientali siano responsabili delle oscillazioni osservate.
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