- Acronimo
- PERMVEGNET
- Codice
- OSS-12
- Anno
- 2023
- Area di ricerca
- Earth science
- Tematica specifica di ricerca
- -Monitoraggio del permafrost e della vegetazione, dei suoli e brine ad esso correlati
- Regione di interesse
- -Terra Vittoria
- PI
- Mauro Guglielmin
- Istituzione PI
- Università degli studi dell'Insubria
- Sito web istituzionale
- https://www.uninsubria.it/
- Altre Istituzioni e soggetti coinvolti
- CNR-ISP
- Consistenza del team ricerca
- 2 Professori ordinari (1 M +1 F); 5 Ricercatori (3 M + 2 F), 2 Dottorandi (M)
- Stato progetto
- In corso
- Stazioni principali usate
- MZS
- Il progetto
L’osservatorio 12 parte da una solida base di osservazioni sistematiche realizzate sempre all’interno di progetti PNRA a partire dal 1999 (PNRA-MIUR 5.2 Permafrost e Global Change) anche se la prima stazione di monitoraggio del permafrost fu installata nel 1996. Con PERMVEGNET quindi si è ritenuto di salvaguardare il lavoro fatto nei due decenni precedenti (Guglielmin, 2006; Guglielmin e Cannone, 2012; Guglielmin et al, 2014 e successivi) e di porre quindi le basi per il monitoraggio di 2 ECV (Essential Climate Variables) riconosciute dall’organizzazione metereologica mondiale (WMO) quali il regime termico del permafrost e lo spessore dello strato attivo. Queste due variabili hanno mostrato anche in Antartide un aumento (la prima, Biskaborn et al., 2019 ) e un ispessimento (la seconda, Guglielmin et al., 2014) più alti della media mondiale o comparabili con l’Artico. Tali fenomeni hanno avuto importanti effetti specie sulla Vegetazione e sui Suoli (Guglielmin et al., 2014; Cannone et al., 2021) che per questo motivo sono stati inseriti nella proposta dato che anche questi monitoraggi erano stati realizzati in passato solo saltuariamente all’interno di singoli progetti di ricerca PNRA. In particolare il progetto si propone non solo la continuazione dei primi 4 monitoraggi nei siti già noti ma anche l’implementazione della rete esistente lungo un transetto tra i 73 e i 77°S di latitudine al fine di caratterizzare la grande variabilità esistente. In aggiunta a questi, a seguita della scoperta (sempre come risultato di progetti PNRA precedenti) di talik caratterizzati da brine ipersaline (Forte et al., 2016), costituenti ecosistemi intra o subpermafrost (Papale et al., 2019, 2021; Sannino et al., 2020; ) si è ritenuto di iniziare il monitoraggio abiotico di quest’ultime.
Pertanto PERMVEGNET si compone di 4 moduli relativi al monitoraggio di : 1) regime termico del permafrost e spessore dello strato attivo (PM) ; 2) vegetazione (VM); 3) suoli (SM); 4)Brine-talik (BTM).
- Immagini
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- Motivazione, importanza della ricerca
In un quadro di CC il permafrost è oggetto ad una degradazione (aumento di spessore dello strato attivo, aumento della temperatura e assottigliamento del permafrost stesso) che influisce fortemente sullo sviluppo degli ecosistemi ad esso associati specie alla vegetazione, ma anche sulla stabilità delle aree deglaciate e delle infrastrutture esistenti oltre ad contribuire all'aumento dei flussi di CO2 e CH4 e quindi al CC stesso.
La valenza del progetto è non solo legata alla tematica e alla grande variabilità spaziale delle matrici coinvolte e alla loro reattività nei confronti del CC ma anche per la salvaguardia del patrimonio di dati e siti di studio esistenti che costituisce la serie più lunga di questa tipologia in tutto l'Antartide.
- Obiettivi della proposta
Proseguire il monitoraggio del regime termico del permafrost, dello spessore dello strato attivo e della vegetazione e dei suoli ad esso associati nei siti di monitoraggio già preesistenti ed implementare la rete con 10 nuovi siti lungo il transetto tra i 73 e i 77°S per caratterizzare in modo rigoroso l'elevata variabilità spaziale esistente. Proseguire l'analisi degli effetti del CC sullo strato attivo e sulla vegetazione simulati attraverso esperimenti di manipolazioni nei siti preesistenti. Installare per la prima volta sistemi di monitoraggio abiotico delle brine intrapermafrost.
- Attività svolta e risultati raggiunti
Sono state ad oggi svolte tre campagne di ricerca (2023/24;2024/2025 e 2025/2026) con un totale di 6 ricercatori coinvolti. Il monitoraggio dei moduli PM, VM e SM è stato regolarmente condotto per il 100% complessivo per quanto il proseguo dei monitoraggi nei siti preesistenti. Per quanto riguarda i nuovi siti di monitoraggio solamente il sito previsto di Cape Adare (il più settentrionale) non è stato realizzato. Purtroppo ad oggi a causa di problemi logistici non è stato possibile realizzare le nuove perforazioni per il monitoraggio delle brine ipersaline nei talik (BTM).
Pertanto la rete attuale di monitoraggio multidisciplinare (PM,VM e SM) consta in tutti i casi di una piccola stazione di monitoraggio dei principali parametri climatici (temperatura aria, radiazione incidente e /o PAR e contenuto d'acqua a 2 cm di profondità) e da 1 a 3 sondaggi subsuperficiali (1 m) attrezzati con 4 termometri a diverse profondità (eguali in tutti i siti e rispettivamente 2, 30, 60 e 100 cm, con accuratezza migliore di 0,2°C e registrazione del dato ogni 60 minuti.) per il monitoraggio del regime termico dello strato attivo e della porzione più superficiale del permafrost.
I nuovi siti così attrezzati sono: Boomerang Glacier, Cape Chocolate, Cape Phillips, Cape Sastrugi, Crater Cirque, Gregory Island, Redcastle Ridge, Simpson Crags, Starr Nunatak, Tarn Flat in aggiunta a quelli già attrezzati di Apostrophe Island, Edmonson Point, Boulder Clay, Prior island e Finger Point per un totale di 15 siti.
A questi si devono aggiungere anche i tre siti dedicati al monitoraggio del regime termico dei cunei di ghiaccio presso i siti di Baker Rocks, Boomerang Glacier e M. Jackman di cui si è continuato lo scarico e la manutenzione.
Si è anche ripristinata la griglia di 100X100 m (CALM) a Simpson Crags e realizzata la manutenzione straordinaria della parte rimanente della griglia storica (installata nel 1999) e in parte distrutta per i lavori della pista di BoulderClay oltre che per quella nuova sempre a Boulder Clay installata nel 2019 in sostituzione della precedente. Tutte le tre griglie sono finalizzate al monitoraggio dello strato attivo secondo procedure CALM. Per la sola griglia nuova di Boulder Clay è monitorata anche l'altezza del manto nevoso.
Per quanto riguarda i moduli VM e SM sono stati installati otto nuovi permanent plot in sei differenti siti: Redcastle Ridge (PP23 su suolo con vegetazione di macrolicheni; PP24 su suolo nudo); vicinanze di Crater Cirque (PP25) su suoli con muschi; Gregory Island (PP26) su suoli con vegetazione dominata da macroalghe; Cape Phillips (PP27 su suoli con macrolicheni; PP30 su suoli nudi); Simpson Crags (PP28) su suoli nudi in quota; Boomerang Glacier (PP29) su suoli poligonali con vegetazione di muschi e licheni in quota ove si èproceduto anche al campionamento dei suoli secondo il protocollo previsto.
- Prodotti
Le pubblicazioni riportate si riferiscono sia alla rete preesistente che al Osservatorio 12 (in grassetto):
NOETZLI, J. CHRISTIANSEN, HH., GUGLIELMIN, M., HRBACEK, F., HU, G., ISAKSEN, K., MAGNIN, F., POGLIOTTI, P., SMITH, SL., ZHAO, L., STRELETSKIY, DA. Permafrost temperature and active-layer thickness. 2024. Bulletin of The American Meteorological Society, 105, 8, S.
HRBÁCEK, F; OLIVA, M; HANSEN, C; BALKS, M; O'NEILL, TA; DE PABLO, MA; PONTI, S; RAMOS, M; VIEIRA, G; ABRAMOV, A; PASTÍRIKOVÁ, LK; GUGLIELMIN, M; GOYANES, G; FRANCELINO, MR; SCHAEFER, C; LACELLE, D. Active layer and permafrost thermal regimes in the ice-free areas of Antarctica. 2023. Earth-Science Reviews, 242, 104458. hdl: 11383/2154972.
CANNONE, N., GUGLIELMIN, M., MALFASI, F., HUBBERTEN, HW., WAGNER, D. Rapid soil and vegetation changes at regional scale in continental Antarctica . 2021. Geoderma 394, 115017.
BISKABORN, BK., ET AL. Permafrost is warming at a global scale. 2019 Nature Communications. 10, 264.
GUGLIELMIN, M., DALLE FRATTE, M., CANNONE, N. Permafrost warming and vegetation changes in continental Antarctica. 2014. Environmental Research Letters, 045001 (14pp).
GUGLIELMIN, M., CANNONE, N. 2012 A permafrost warming in a cooling Antarctica? Clim. Change 111 177–95
CANNONE, N., WAGNER, D., HUBBERTEN, H.-W., GUGLIELMIN, M. Biotic and abiotic factors influencing soil properties across a latitudinal gradient in Victoria Land, Antarctica. 2008. Geoderma, 144,1-2, 50-65.
GUGLIELMIN, M. Ground surface temperature (GST), active layer and permafrost monitoring in continental Antarctica. 2006. Permafrost and Periglacial Processes, 17, 133-143.