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Analisi del particolato atmosferico insolubile archiviato nella porzione profonda della carota di ghiaccio prelevata in località colle del Lys (Monte Rosa) e interpretazione climatica del record completo.

Informazioni tesi

  Autore: Lorenzo Oldani
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Milano - Bicocca
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze e tecnologie per l'ambiente e la natura
  Relatore: Valter Maggi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 73

I ghiacciai sono dei veri e propri archivi naturali, dai quali, con le perforazioni, si ottengono successioni continue di campioni cronologicamente ordinati.
Attraverso il loro studio si ricavano numerose informazioni sulla variazione nel passato della temperatura, delle precipitazioni, della circolazione atmosferica e della composizione e provenienza degli aerosol, comprese le polveri atmosferiche.
Il presente lavoro di tesi si è basato sull’analisi del particolato atmosferico insolubile archiviato nella carota di ghiaccio (CDL03), perforata nel 2003 al Colle del Lys (Valle d’Aosta), sul Monte Rosa a 4248 m s.l.m..
Il ghiacciaio del Lys è un sito ottimale per studi climatico-ambientali poiché è una ghiacciaio di tipo freddo, con temperature quasi sempre al di sotto degli 0°C e con alti tassi di accumulo nevoso.
Il lavoro svolto è stato suddiviso in: taglio dei campioni in cella fredda, decontaminazione, analisi, elaborazione ed interpretazione dei dati ottenuti.
Il taglio dei campioni è stato effettuato in camera fredda, ad una temperatura tra i –12 e i –18°C, sull’ultima parte di carota, dalla profondità di 89 metri fino ai 106 metri della lunghezza totale della perforazione.
Da questa porzione di carota sono stati ricavati 260 campioni, con una risoluzione di 5 cm, successivamente decontaminati all’interno della camera pulita classe 10.000, con la tecnica del triplo lavaggio in acqua Ultra-pura (MilliQ 18MΩ).
I campioni, dopo lo scongelamento, sono stati analizzati con un contatore di particelle; il Coulter Counter Multisizer II, il quale si trova nella camera pulita classe 1.000 del laboratorio di glaciologia del DISAT.
Dallo studio della distribuzione granulometrica del record si sono distinte due principali categorie di particolato atmosferico insolubile; il background e gli eventi estremi.
Il background, o livello di fondo, è caratterizzato da una basso numero di particelle che risultano scarsamente selezionate (circa 2-3 m; media 800 ppb); mentre gli eventi estremi hanno tipicamente valori di particelle in numero molto elevati ed una caratteristica distribuzione ad alta selezione dimensionale (circa 4m; media 10.000 ppb).
Fondamentale è stato lo studio del record completo della carota per la sua datazione, utilizzando la datazione del Picco del Trizio del 1963 (dovuto ad esplosioni termonucleari in atmosfera prima del bando internazionale) e gli eventi estremi (Sahariani) del 1987,1977,1947, 1936-37, riscontrati in altri carotaggi alpini sul Monte Rosa e sul Monte Bianco.
Questi eventi sono caratterizzati da altissime concentrazioni di polveri atmosferiche (>10 ppm), a tal punto da essere visibili ad occhio nudo, e presentano spessori di 2-25 cm con colorazioni da giallo chiaro a bruno scuro.
Essi rappresentano arrivi di polveri d’origine Nord Africana, che attraverso i sistemi barici Atlantici-Meditterranei sono stati, e continuano ad essere, veicolati sull’arco Alpino.
Oltre al contributo dei punti noti elencati in precedenza, sono stati fondamentali i dati relativi al
rapporto isotopico dell’Ossigeno δ18O, utili per aiutare nella datazione attraverso l’andamento stagionale, la parte finale della carota, dove si è evidenziato un assottigliamento degli strati di accumulo annuali.
Grazie alla correlazione tra la stagionalità e i picchi minimi (inverni) e massimi (estati) rappresentati nel grafico degli isotopi e delle polveri, dove visibili, si è cercato di ridurre gli errori di datazione soprattutto in questa ultima frazione di carota.
Il risultato ha portato ad affermare che i 106 metri di perforazione coprono un arco di tempo dal 1916 al 2003, con un errore nella parte più antica di circa tre anni. Errore dovuto principalmente alle difficoltà di interpretazioni di alcuni cicli stagionali.
Questa ha permesso di ricostruire la curva Tempo/Profondità, importante per tentare di estrapolare l’età del ghiacciaio nella parte più profonda, non ancora perforata, e permettere quindi di programmare future perforazioni ed attività di ricerca sul Colle del Lys.
Attraverso la datazione, è stato possibile confrontare la variazione dell’accumulo medio del particolato atmosferico, nella località Colle del Lys, con l’evoluzione degli eventi climatici che hanno interessato nell’ultimo secolo l’area Mediterranea.

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3 INTRODUZIONE Negli ultimi decenni molti scienziati hanno voluto intraprendere la strada verso lo studio del clima e dei suoi cambiamenti durante il corso del tempo, avendo trovato nei ghiacciai un importantissimo archivio storico. L’importanza dello studio del clima del passato non è solamente quella di permettere di capire l’evoluzione del Pianeta nei diversi milioni di anni già trascorsi, ma anche quella di essere una chiave di lettura per prevedere cosa accadrà in futuro. Mediante perforazioni (carotaggi) dei ghiacciai si ottengono successioni continue di campioni (“carote” di ghiaccio), dalle quali si possono acquisire informazioni dirette sulle variazioni, nel passato, della temperatura, delle precipitazioni, della circolazione atmosferica, della quantità e dei caratteri delle polveri atmosferiche, della composizione chimica dell’aria e anche della percentuale dei gas ad effetto serra. La materia che utilizza questi metodi e che studia il clima attraverso il prelievo e l’analisi delle carote è la Paleoclimatologia. Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di analizzare e studiare il particolato atmosferico insolubile contenuto nella porzione profonda della carota di ghiaccio CDL03, Colle del Lys 2003. Altro aspetto importante è stata l’interpretazione climatica del record completo. Il lavoro è stato suddiviso: taglio dei campioni di ghiaccio in cella fredda; decontaminazione; analisi; elaborazione e interpretazione dei dati ottenuti. La carota di ghiaccio presa in considerazione viene tagliata per formare campioni che, una volta numerati, devono essere decontaminati con la procedura dei tre lavaggi in acqua ultrapura MilliQ, che permette l’eliminazione della patina esterna. I campioni di ghiaccio vengono poi analizzati attraverso il Coulter Counter©Multisizer II, che è un contatore di particelle. Le fasi di decontaminazione e analisi sono molto delicate e per non inquinare i campioni vengono eseguite nelle apposite camere pulite di classe 10.000 (decontaminazione) e 1.000 (analisi). Una volta ottenuti i dati, essi vengono elaborati e interpretati poi al computer, cercando di studiare la concentrazione delle particelle dal punto di vista numerico e volumetrico. I risultati ottenuti vengono espressi graficamente e confrontati con la datazione della carota e la profondità dalla quale sono stati estratti. Nel presente lavoro di tesi è stato fondamentale lo studio del record completo della carota per la sua datazione, utilizzando dei punti noti come il Picco del Trizio del 1963 e gli eventi sahariani del 1987,1977,1947,1936-37 riscontrati in altri carotaggi alpini sul Monte Rosa e sul Monte Bianco.

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