"materiali" -Dipanimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Detailed chemical composition of the last 70 years snow depositions at
Talos Dome (Antarctica)
R. Udisti1*,S. Vernriglf, E. Castellano2,
R. Traversf, o. Largiuni2& G.
Piccardf
ofChemistry-University
2Dep. ofPublic HealthIDep.
and Environmental
Analytical ofCalabria
Chemistry.University ofFlorence
*Correspondence
address:Analytical ChemistrySection.University ofFlorence.ViaG. Capponi.9 -50/2/ Florence
Italy. E-mail: Udisti@cesit/.unijì.it
Within the International Trans-Antarctic Scientific Expedition (ITASE) Program, in the
1996/97Antarctic Campaign,a 90 m depthice core was drilled at Talos Dome (159006' E ; 720
48' S -2340 m a.s.l.). The ice core was sub-sampledwith a meanresolution of 3.2 cm and the
first 12 meters(373 samples)were analyzedby ion chromatography
(inorganicanions:F, Cf, Br-,
NO - PO 3- SO 2.
C
2+
..
N
+ Nu+
K
+ M 2+
3,
4 e
4; catlons: a,
~~,
, g e a ; some organlc
anlons: acetate,
propionate,formate, MSA and pyruvate)and spectrofluorimetricflow analysis(H2O2,HCHO and
AI3+). About the last component,a new spectrofluorimetricmethodwas used which is able to
measurethe "available" fraction of aluminiumat a chosenpH. The samplewas adjustedto pH = 2
for a day, so that the availablefraction correspondto the solublespecies,probablytransportedby
the finest aerosolparticles.
The snow layer dating was performed by a multiparametricmethod based on the cyclic
variation of three seasonalmarkers:H2O2(photochemicalindicator), MSA e nssS042-(bioge~ic
markers). AlI these substancesshow summermaximaand winter minima concentrationvalues.
Unlike that observed at coastal stations located in Northern Victoria Land, the H2O2
concentration/depthprofile at Talos Domedid not give a reliable seasonalsignal, probablydue to
the lower annual snow accumulationrate. On the basis of the dating, 68 :t4 annual peakswere
found, with a uncertainty of 6%. The 67 years of snow accumulationafe related to the period
1930 -1996 (enclosed),memorizedin Il.81 metersof ice core. The annualmean accumulation
rate was estimatedas 17.6 cm of snow. By consideringa mean density of 0.48 g/cm2,it was
possible to calculate a mass equivalent accumulationrate of 84.5 kg/cm2(84.5 mm of H2O
equivalent).
The chemicalcompositioncharacterisesTalos Dome suchas an intermediatestation between
coastaland plateauareas.The good correlationbetweenthe seaspraycomponents,in spite of the
high altitude and the distancefrom the sea(about300 km) is typical of the coastalstations,while
the relatively low snow accumulationrate, like to the plateaustations,emphasisesglobal events,
45
such as volcanic explosive eruptions (Pinatubo, 1991 and Agung, 1963) and, with less evidence,
El Nino signals. The concentration/depth profiles of Na+, Cl- and Mg2+ show a variability of the
sea spray source, or of their transport processes,very higher than that observed at Dome C, with
higher concentration values. On the other hand, the sea spray seasonal pattem seernsto be more
clear with respect to Northem Victoria Land coastal stations, with high sea spray content in the
winter snow deposition.
The sulphur cycle compounds show a predominance of nssS042-(biogenic and, occasionally,
volcanic) with respect to sea spray sulphate. About the biogenic contribution, the summer peaks
of MSA and nssS042- afe in-phase. By using MSA such as a specific biogenic marker, a value of
about 2.7 (w/w) was calculated far the ratio nssS042-/ MSA. Such value indicates the partition
ratio far these compounds coming from oxidative processes in the atmosphere of their common
precursor DMS.
Among the other analysed components, Ca2+ shows particularly high concentrations (mean
value = 87.5 :t 145.5 ppb) both in absolute and in ratio with the other cations, such as Ca2+is the
most abundant cation in some snow 1ayers.Values higher than 300 ppb (with a maximum of 1400
ppb) afe not occasionai and the data dispersion a1sois rather high. Such concentration va1uesafe
very higher than those measured both at Dome C and in the Northem Victoria Land coasta1
stations. Further analyses afe necessary to exc1ude any contamination effect and to characterise
the phenomenon that, if confirrned, constitutes an interesting anornaly in the distribution of Ca2+
in the snow depositions of coastal or p1ateauareas.
Fina11y,the nitrate shows a seasona1pattem, with surnrnermaxima, sharper than that observed
in the Northem Victoria Land coasta1stations and at Dome C. Un1ike that observed in this 1ast
station, characterized by very 10w snow accumu1ationrates, nitrate profile do not present at Talos
Dome any evident post-depositional effects, such as the decrease of the concentration with depth
due to chemica1 transformation or re-emission iuta the atmosphere.
46
"materiali"
Università
-Dipartimento
di Geografia
di Padova -n° 21/1999
Attività Geodetica lungo la Traversa IT ASE
S. Gandolfi 1, S. Urbini2 , M. Frezzottti.J, L. Vittuari' & O. Flora 4
'DISTAR7: VialeRisorgimento2. 40136Bologna
2Dip. Scienzedella Terra. ViaS. BenedettoXV 5. 16132Genova
3ENEA,Dip. Ambiente.PO Box 2400. RomaAD
4Dip. ScienzeGeologiche.Ambientalie Marine. VE. Weiss6.34100 Trieste
Durantela XIV Spedizioneitaliana in Antartide è statarealizzatala prima traversadi carattere
scientifico totalmente italiana. Tale traversa inserita nell' ambito del progetto ITASE
(InternationalTrans-AntarcticScientific Expedition)è consistitanella raccolta di campionie dati
di varia natura al fine di sviluppareun mappaad alta risoluzionedel clima, dell' atmosferae delle
condizioni superficiali negli ultimi 100-200anni tra la Stazioneitaliana di Baia Terra Nova e la
StazioneConcordiasita a DomeC.
La traversa,di carattereglaciologicoha comunquepermessodi effettuarediversi rilievi anche
di caratteregeofisico e geodeticotali da permetteredi migliorare la conoscenzadell' area sopra
indicatache fino ad oggi potevaritenersiinesplorata.
Le attività geodetichehanno coperto un'ampio spettro di applicazioni, non solo per finalità
puramentegeodetiche,maanchea supportodi attività glaciologichee geofisiche.
Per le particolari condizioni operative e per la particolare spedizioneda dovere affrontare,
l'attività geodeticaha interessatoesclusivamentesistemi di posizionamentosatellitare GPS. Al
fine di ottenere i migliori risultati sono stati utilizzati 5 ricevitori GPS geodetici a doppia
frequenzadi cui tre disponibili per le varie applicazionial seguitodella traversae due localizzati
in corrispondenzadelle stazioni di partenza(Baia Terra Nova) ed arrivo (Dome C) posti in
acquisizionecontinua per l'intero periododella traversa.
Entrando più nel dettaglio, per quanto riguarda il rilievo in modalità cinematica e/o
differenziale, tale tipo di rilievo è stato effettuato utilizzando due ricevitori posti, medianteun
particolare adattatore su uno dei mezzi mobili ad una distanza di circa un metro al fine di
aumentarela ridondanzae quindi avere un controllo sull' accuratezzadelle misure. A tale scopo,
sono state inoltre utilizzate, come stazioni di riferimento, le due stazioni di Baia Terra Nova e
Dome C e l'intervallo di acquisizioneè stato impostoa 5 secondicompatibilmentealla memoria
disponibile nei ricevitori.
47
Lo scopo di tali misure è quello di ottenere un profilo plano altimetrico che, nella globalità, sia
contenuto all'interno di 1+ 1.5 metri, mentre nei tratti più vicini alle due stazioni di riferimento sia
contenuto all'interno di 50+60 cm. Nella figura viene mostrato un piccolo tratto di circa 80 krn
posto a confronto con un profilo altimetrico derivato da un grigiiato regolare di l km generato
mediantealtimetria da satellitee gentilmenteresodisponibileda FredriqueRémydi Tolosa.
Perquantoriguardala misura di piccole reti per il controllo delle deforrnazionisuperficiali in
corrispondenzaai siti di perforazione,sono state materializzate,mediantel'utilizzo di tubi in
alluminio, e misurateper la prima volta 7 reti di tre vertici con la fonna di un triangolo equilatero
con lato di 5 km. Per tale tipo di applicazionesono stati collocati, medianti appositiadattatori, i
tre ricevitori disponibili sui tre pali al fine di potereffettuareun rilievo in modalità statica per un
periodo di circa tre ore al fine di raggiungereprecisioni relative dell'ordine centimetrico. Per
avere inoltre infonnazioni sulla posizioneassolutadella rete, uno dei vertici è stato tenuto in
acquisizioneper 24/48 ore in modo da pennettereun buon posizionamentomediantel'utilizzo
delle due stazioniGPS di riferimento TNB e DC. Al fine di determinareil bilancio della Calotta
Antartica I. Whillans ha suggerito di utilizzare il metodo di "Coffe-Can" per misurare la
variazione dello spessoredella Calotta di ghiaccio Antartica. Tale metodo si basa sulla
comparazionedella componenteverticaledella velocità di un punto di riferimento ancoratoal di
sotto della superficienevosae misuratocon sistemaGPS con i valori di decennalidi accumulo
rilevati dall'analisidelle carotedi ghiaccio.Lungo il percorsodella traversasonostateeffettuate7
perforazioni con profonditàfra i 43 e i 52 m (densitàdel nevatoa fondo foro 650-760kg m2a-l),
nei fori sono stati collocati dei cavetti di acciaio da 4 rnrn cementatia fondo foro con acquae
neve.il cavetto cosìancoratoé statotesoe fIangiatoad un palo postoalla sommitàdel foro la cui
sommitàè statamisuratacon sistemaGPS per almeno 24 h (trattasi di uno dei tre vertici della
rete). Tale sistemapennettedi misurarel'altezzadi un puntodella superficienevosaeliminando i
problemi connessicon la variabilità della densitàe dell'accumulonevoso.La ripetizione delle
misure GPS e la valutazionedegli accumulidella neve attraversole analisi chimiche pennetterà
nei prossimianni di rilevare per la prima volta in Antartide la variazionedi spessoredella calotta
lungo una traversachecongiungel'areaperifericadella calotta (GPS2)con la sommità(DomeC).
Per quanto riguarda le attività di supporto ai vari esperimenti,un ricevitore GPS è stato
collocato in prossimitàdella antennaradar in modo tale da ricostruire la posizione dei rilievi
utilizzando la base dei tempi come base comune, mentre per le attività gravimetriche e
magnetometrichela posizionedei differenti rilievi è stataottenutacon lo stessoprocedimentoma
utilizzando i ricevitori posti su un secondomezzo.
Per quanto riguarda infine il problemadella navigazione,viste le distanze in gioco, è stato
sufficiente utilizzare uno dei tre ricevitori GPSoltre che per acquisiredati anchein quella che è
48
nota come modalità in "PosizionamentoAssoluto in TempoReale" in grado di fornire precisioni
di 50/100metri.
2000
"è'
"-
.o .o
ca
u
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1600
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O'
*
1200
Legenda
Profilo in quota utilizzando la metodo/ogia
GPS in modalità cinematica
Profilo in quota utilizzando
altimetria radar
.
O
i'
20000
:,
Distanza
40000
Progressiva
60000
(m)
-,
u,
80000
Confronto tra profilo altimetrico GPS in modalità cinematicae profilo derivato dal DTM sulla
basedi dati di radar altimeter ERS1.
49
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n" 21/1999
Temperatura, densità e accumulo nevoso lungo la traversa IT ASE
Terra Nova-Dome C
O. FIorai, M. Frezzotti2,S. Urbini3& S. Gandolfi4
J Dip. ScienzeGeologiche.Ambientalie Marine. VE. Weiss6.34100 Trieste
2
ENEA.Dip. Ambiente.PO Box2400. RomaAD
3
DISTAR1; VialeRisorgimento2.40136 Bologna
4
Dip. Scienzedella Terra. ViaS. BenedettoXV 5. 16132Genova
n programma ITASE (lnternational TransAntarctic Scientific Expedition) della XN
spedizioneItaliana in Antartide prevedevadi raccogliereinfonnazioni sulle condizioniclimaticoambientali della Calotta Est Antartica SettorePacifico attraversol'esecuzione di perforazioni,
rilevamentigeofisici, morfologici e tennometricilungo una traversa(1300 km) che ha congiunto
la stazionedi TerraNova conquella di Concordia.
Lungo il percorsosono stateeffettuatesostedi più giorni al fine di effettuare perforazionie
rilevamenti nei siti di: GPS1 (160°39.55'E 74°48.91'S),GPS2(157°30.01'E,74°38.65'S),31Dpt
(155°57.57'E,74°01.52'S), M2 (151°16.16'E,74°48.27'S),Midpoint (145°49'E, 75°32'S), D2
(140037.48'E,75°37.33'S),D4 (135°49.89'E,75°35.79'S),D6 (129°48.53'E,75°26.85'S)e Dome
C (123°18.75'E,75°07.33'S).In ognunodei 7 siti di sostasono stateeffettuatetre perforazioni,
una principale con profonditàfra i 43 e i 52 m e due secondarieconprofondità compresefra gli 8
e i 28 m, mentrea DomeC è stataeffettuatauna perforazionedi 42 m vicino al caposaldo1000e
4 perforazioni da 18-20 m a 12.5 km di distanzada Station Concordia. La scelta dei siti di
perforazionelungo la traversa è stataeffettuatain Italia sulla basedell'analisi di dati telerilevati
(La Marca e Frezzotti, in questoConvegno)e localmentesulla basedella prospezionesnow-radar
e GPS (Urbini et al., in questoConvegno).
Nei fori di perforazionepiù profondi di 30 m sonostaterilevate le temperatureal, 3, 5,7, lO,
13, 15, 20, 25 e 30 metri dal piano di campagna,le misure sono stateeffettuate con una sonda
multipla per misure di temperatura,compostada No. lO tennoresistenzedel tipo "Pt 100 ohm a O
°C" inserite in un tubo in teflon lungo 30 m, le misure sono state effettuate alla fine delle
perforazionied alla stabilizzazionedella temperaturadel pozzo (dopo 12-24h). La misura della
temperaturaha pennessodi ricostruire un profilo della sua variazione con la profondità, e di
determinare la temperaturaalla profondità di 15 m, valore ritenuto rappresentativodella
temperaturamedia annuale del sito di perforazione(Morris e Vaughan, 1994). Durante le
50
perforazioni sono stati misurati i valori di densità del nevato, in modo da ottenere i profili di
variazionedi questoparametroin funzione con la profondità.Inoltre ogni 5 km per un totale di
227 stazioniè statoprelevatoun campionedi neve con un carotiereper un metro di profondità. In
totale sono stati raccolti 875 m di carote di nevee nevato per un volume di 25 m3 e 3500 kg di
peso.
L'analisi delle temperature a -15 m ha mostrato una apprezzabile correlazione lineare con la
quota, con un buon coefficiente R20.986:
T(OC)=-O.OlO8(Hm)-19.75°C
con un decrementodi 1.08cCogni 100 m. Questogradienteè una funzione della quota, della
distanzadal mare e delle differenti massed'aria presentisul plateau.A Terra Nova il gradiente
termico sia in misure di radio sondaggio(Vitale e Tommasi, 1994)che in temperaturemisuratein
perforazionia 10-15m è di circa 0.55-0.65cC ogni 100m, il gradientetermico sul plateaumostra
una caratteristicaadiabatica(>0.9 cC x 100m)tipica di situazionicon bassorimescolamentodegli
strati. I siti di Midpoint e D6 si discostanodalla curva in sensofreddo (Midpoint) e in sensocaldo
(D6). Analogaanomaliasembraesserepresentenei profili di densità,in quanto i fattori dominanti
nella diagenesidel nevato sono funzione delle condizioni ambientali del sito ed in particolare
della temperatura.Le densità delle perforazioni da un metro (227 campioni) mostrano una
diminuzione di circa il 15%andandodalla costaa DomeC, analogatendenza(-25% circa) mostra
la densitàdel primo metrodelle perforazioni.
Durante i primi 200 km del percorsosonostaterimisuratele paline (83) posizionatee misurate
durante la traversa ITASE-PNRA Terra Nova -Talos Dome nel corso della xn spedizione
(Frezzotti et al., 1998). I valori di accumulo/ablazionein corrispondenzadelle paline sono stati
calcolati in acquaequivalentemoltiplicando la differenza di altezzadelle paline per la densità
misurataad ogni palina con le perforazionida un metro. I valori di accumuloablazionemisurati
in questa maniera mostrano un'alta variabilità confermataanche dalle misure di snow-radar
(Urbini et al., in questoconvegno),con valori compresida 196 a -13 kg m-2a-l, con un valore
medio di 90 kg m-2a-l. L'alta variabilità osservataè ipotizzataesserestrettamenteinfluenzatada
fattori topografici locali e dall'intensitàdel ventocatabatico(Frezzottiet al., in questoconvegno).
5-1
~
Perf.
598
49.0
52
1~6
Sito
Quotam
Distanza
RossSeakrn
Temp
15 m °C
77
177
MidPoint
1192
1776
2065
2308
2452
-32.7
-38.5
-41.8
-44.5
-47.8
D2
2611
GPSI
GPS2
31D t
M2
DC
244
338
460
Peri. lo m
43.6
48.0
49.5
44.5
-48.4
2792
3024
735
895
-50.5
-51.0
52.7
3232
1078
-55.0
42.3
43.0
Perf. 20 m
12.0
Il.4
16.2
12.0
30 m
8.0
8.07.4
8.07.0
26.0
12.5
12.5
4.2
12.3
12.3
18.0(Al 7)
18.0(E! 6)
20.0 (Dì O)
18.0(C] :?J-
8.5
9.0
9.0
Bibliografia
FREZZOTfI M., FLORA O. & URBINI S. (1998) -The ltalian ITASE expeditionJrom Terra Nova to Talos
Dome. Terra Antartica Reports, 2, 105-108.
MORRIS E.M., & V AUGHAN D.G. (1994) -Snow surface temperatures in West Antarctica. Antarct. Sci. 6
(4),529-535.
VITALE V. & TOMASI C. (1994) -A correction procedure Jor determining the vertical profiles oJ absolute
humidity from the radiosounding measurementtaken in the Antarctic atmoshere. Conference proceedings
Vol. 45, "ltalian Researchon Antarctic Atmosphere" Eds. M. Colacino, G. Giovanelli and L. Stefanutti,
SIF, Bologna.
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Risultati preliminari sulla variazione dell 'accumulo nei siti diperforazione
lungo la traversa IT ASE 1998/99 acquisiti tramite tecnica
GPR (snow-radar)
S. Urbinil, S. Gandolfi2,M. Frezzotti3,O. Flora4,F. Merlantil & I.E.
Tabacco5
l
2
DISTARI: VialeRisorgimento2. 40136Bologna
Dip. Scienzedella Terra. ViaS. BenedettoXV 5. 16132Genova
3
ENEA,Dip. Ambiente.PO Box2400. RomaAD
4Dip. ScienzeGeologiche.Ambientali e Marine, v: E. Weiss6.34100 Trieste
5Dip. Scienzedella Terra. Via Cicognara 7,20124 Milano
La variazione spaziale su grande scala dell'accumulo in Antartide è un dato che riveste
particolareimportanzanello studio del bilancio di massadella calotta.
Durantela traversaITASE 1998/99cheha percorsoil transettocompresofra la baseitaliana di
Baia Terra Nova e la stazionedi Dome Concordiasono stati registrati in totale circa 1700 km di
profili GPR ad alta frequenzacon la finalità di risolvere la stratificazionerappresentativadei
primi 10-20m di spessoredi nevato.
Vengono presentati, in forma preliminare, i dati relativi alle registrazioni GPR acquisite
contemporaneamente
al rilievo delle reti di deformazionelocali (strain net)effettuate in ciascuna
delle fermatedella traversalungo il transetto.
I dati elaboratie posizionaticontecnicaGPS,mostranotendenzialmente
una grandevariabilità
dell'accumuloa scalalocale.
I risultati, analizzati in tempo reale durante la traversa,hanno consentito di verificare, in
funzione dell'andamèntostratigrafico risultante, il corretto posizionamentodella perforazione
principale (circa 50 m) ed inoltre di determinarela localizzazionedei siti destinati alle due
perforazionia piccola profondità (10m) complementari.
Il controllo della corrispondenzafra orizzonti riflettenti e livelli stratigrafici è stato realizzato
mediante l'integrazione di misure di velocità di trasmissionedelle onde elettromagnetiche,
effettuate in sito, e le stratigrafiefornite dalle perforazioni.
53
"materiali" .Dipartimento
Università di Padova -n'
di Geografia
21/1999
Morfologie eoliche lungo la traversa IT ASE Terra Nova -Dome C
M. Frezzottil, S. Gandolfi2, S. Urbini3,M. Polizzil & O. Flora4
, ENEA. Dip. Ambiente.PO Box2400. RomaAD
2
DISTAR7: VialeRisorgimento2. 40136Bologna
3Dip. Scienzedella Terra. ViaS. BenedettoXV5. 16132 Genova4Dip.
ScienzeGeologiche.Ambientalie Marine. v: E. Weiss6.34100 Trieste
Le basse temperaturee il vento sono le maggiori caratteristicheclimatiche della calotta
Antartica, dove i cristalli di neveche cadonosulla superficiedella calotta vengonorimodellati e
trasportati dal vento come delle particelle eoliche. Diversi tipi di morfologie eoliche, come
sastrugi,dune di neve e wind crost sono presentisulla superficiedella calotta antartica,la loro
frequenza e distribuzione è il risultato dell'interazionefra il vento e le caratteristichedella
superficie della calotta. il trasportodella neve e l'erosionedella superficie glaciale da parte del
vento cambia la morfologia della superficie,che a suavolta modifica il campo del vento stesso,
questo fenomenoè un costanteprocessodi interazionefra l'atmosferae la criosfera. Questi
processimorfologici avvengonoa scalada decimetrica(sastrugi)a chilometrica(dune). I processi
di ridistribuzione della neve da parte del vento rendonola valutazionedell'accumulonevoso più
difficile, soprattuttonelle areedovele precipitazioninevosesono inferiori ai 200 kg m2 a-l e sono
presentiforti e persistentiventi catabactici.
Durante il programmaITASE (IntemationalTransAntarcticScientific Expedition) della XIV
spedizione Italiana in Antartide sono state raccolte informazioni sulle condizioni climaticoambientali della Calotta Est Antartica SettorePacifico attraversol'esecuzione di perforazioni,
rilevamentigeofisici, morfologici e termometricilungo una traversa(1300 km) che ha congiunto
la stazionedi TerraNova conquella di Concordia.
Lungo la traversa,ogni 5 km per un totale di 227 stazioni,sono staterilevate la distribuzione
spaziale,la dimensionee l'orientamentodelle morfologie eoliche (sastrugi,dune, wind crost). Le
morfologie osservatesonostatedescrittee classificatein baseal sistemapropostoda Fujwara &
Endo (1971) e utilizzato durate le traverse delle spedizioni Giapponesied Australiane. La
direzione delle morfologie è statarilevata misurandol'angolo fra la direzione del percorsodella
traversa,fornito dal sistemadi navigazioneGPS,e quello delle morfologierilevato con la bussola.
Date le dimensioni continentali i dati rilevati puntualmentelungo le traverse sono stati
integrati a scala regionale medianteanalisi ed elaborazionedi immagini e dati telerilevati da~
54
satellite. In particolaresono stateanalizzatele immaginida satellite LandsatTM che eranostate
registratenel 1990per l'individuazionedelle areecon crepaccilungo il percorsodella traversa.Le
irnrnaginiLandsatTM hannouna risoluzione al suolo di 28.5x28.5m e possonoessereutilizzate
per cartografarele macro-morfologieeoliche fino a scala 1:100.000(Frezzotti, 1997). L'analisi
delle immagini integrata con i rilevamenti delle morfologie sul terreno ha pennesso
un'osservazione
sinotticadelle marco-morfologie(dune,campi di sastrugie di wind crost)lungo il
percorso della traversa. In prossimità dell'ultimo sito di perforazioni lungo la traversa D6
(129°48.53'E,75°26.85'5)le irnrnaginida satellite,analizzatein Italia, avevanomessoin evidenza
delle dune, al fine di definime la geometria di dettaglio e la loro genesi sono stati eseguiti
rilevamentidi snow-radare GPSin un'areadi 50 km2.
I dati telerilevati da satellite sono stati preprocessatiprima della spedizione per fornire
informazioni per la selezionedei siti di perforazione,sui percorsidella traversae sulle possibili
tipologie di macro-morfologie eoliche che potevano essere osservatelungo la traversa. il
confronto fra il modello digitale del terreno, il modello digitale delle pendenzee la distribuzione
delle macro-morfologie eoliche rilevate ha permessodi individuare alcune correlazioni fra
tipologia di morfologia eolica e l'andamentotopografico.
Bibliografia
FREzzorn M. (1997) -Surface Wind Field of Victoria Land (Antarctica) from Survey of Aeolian
Morphologic Features.Terra Antarctica Reports,1,43-45.
FUJWARA,K. & ENDO Y. (1971) -Preliminary report ofglaciological studies.In: MurayamaM. (ed.),
Report of the Japanesetraverse,Syowa-SouthPole 1968-69.Tokyo: Polar ResearchCentre,National
ScienceMuseum,71-104.
55
"materiali"
Università
-Dipartimento
di Geografia
di Padova -n° 21/1999
Studio del settore pacifico della calotta antartica orientale
mediante l'utilizzo di dati telerilevati
F. La Marcai & M. Frezzotti2,
JDip. Ingegneria Chimica,dei Materiali, delle Materie Prime e Metallurgia.Universitàdi RomaLa Sapienza.Via
Eudossiana,18 Roma
2ENEA,Dip. Ambiente.PO Box 2400,RomaAD
I dati raccolti tramite i rilevamentigeofisici e le perforazioniin neve/nevatolungo le traverse
ITASE (InternationalTransAntarcticScientific Expedition)rappresentano
l'unica opportunitàper
conoscerele condizioni climatico/ambientalidegli ultimi 200 anni sulla calotta antartica. Questi
dati però possonoesserescarsamenterappresentatividella situazioneregionalee delinearesolo
una situazionelocale o particolare.Quindi datele dimensionicontinentalie le estremecondizioni
climatiche dell'Antartide, i dati rilevati puntualmentelungo le traverse ITASE devono essere
integrati a scala regionale medianteanalisi ed elaborazionedi immagini e dati telerilevati da
satellite. Oltre all'interpolazionespaziale dei proxy data dell'accumulo nevoso (temperatura,
dimensionedei granuli della neve,aree di ablazioneetc.), i dati telerilevati da satellite possono
fornire informazioni per la selezionedei siti di perforazionee sui percorsi delle traverse. il
sensoreA VHRR (AdvanceVery-High ResolutionRadiometer)montatoa bordo dei satelliti della
NOAA con una risoluzionea terra di 1.1 km e con 5 bandespettralifra il visibile e l'infrarosso
termico, rappresentail sensorepiù adatto,fra quelli disponibili, per le ricerchee la cartografiaa
scalaregionale(1: 1.000.000)necessarialle attività di ITASE. Le caratteristichemorfologichee
topografichedella calotta sono un altro fondamentaledato necessarioalla corretta sceltadei siti
ed alla interpretazionedei dati provenientidalle perforazioni.Tali caratteristichepossonoessere
desuntedal modello digitale del terreno (DTM) rilevato da sensoridi Radar Altimeter montati a
bordo dei satelliti ERS1 e 2.
Allo scopo di fornire questo tipo di supportoalle traverse ITASE-PNRA da Terra Nova a
Talos Dome ed a Dome C sono stateanalizzatele immagini trasmessedai satelliti NOAA 12 e
NOAA 14, acquisitetramite il sistemaHRPT alla BaseItaliana in Antartide di Baia Terra Nova
durantele spedizioniX, XI, Xll, xm e XIV, (dal 1994-'95al 1998-'99).Le immagini sono state
selezionatepreliminarmente in fase di acquisizione, in funzione della qualità, della regione
geografica di interessee della copertura nuvolosa. L'intero set di dati è stato analizzato e
selezionatocon particolareattenzionealla coperturanuvolosa.Si è formato così un archivio di 95~
56
T(E)='
ln(
immagini. In particolare, si è scelto di analizzare i dati acquisiti dai sensori A VHRR nella banda
del visibile cb l (0,58 -0,68 flm), del vicino infrarosso cb 2 (0,72 -l,1O
flm) e dell' infrarosso
tennico cb 4 (10,3 -11,3 ~m) relativi all'area compresatra 650-800di latitudine Sud e 150_1750
di longitudine Est, per un'area di circa 2.000.000 di km2. Le immagini sono state georiferite
medianteuna combinazionedi procedureTerascan,che utilizzano parametriorbitali specifici per
ciascunsatellite, relativi a orbita, data e ora di acquisizione,e ulteriormentecorrette usando il
databasedel BAS et al. (1993). La georeferenziazione
è stataeffettuatarettificando le immagini
in una proiezione cartograficaPolare Stereografica,adoperandouna matrice di trasformazione
lineare con un errore quadraticomedio di 1-5 pixel. Sulla base dei criteri di selezionestabiliti
sono state individuate 40 immagini "pulite", cioè con una scarsao assentecoperturanuvolosa
sulla calotta. Mediante i valori di azimut e di elevazionesolare relativi alla data e ora di
acquisizionedell'immagine, sono state ulteriormenteselezionate19 immagini, che garantissero
valori uniformementedistribuiti di azimuted elevazionesolare.
Per l'analisimorfologicae topograficaè statorealizzatoun modellodigitale del terreno (DTM)
partendoda dati messia disposizioneda F. Remye altri (in stampa).Tali dati sono stati ricavati
partendoda più di 30 milioni di forme d'onda rilevate dai dati di Radar Altimeter ERS-l e 2 in
orbita geodetica,da cui sono stati analizzati i dati di altimetria, riportati in mappa a griglia
regolare, con risoluzione di 1/30°. Questo DTM ha una precisionedell'ordine del metro sulla
porzioneinterna della calotta orientaledell' Antartide, dove i gradientidi pendenzasono inferiori
a 0,5%. Lungo la Catena TransAntartica e lungo la costa, dove pendenzesono fortemente
discontinue,la traccia dell' altimetro risulta non continuaa causadi un effetto ombra sul segnale
radar. Pertanto i dati alti metrici sono stati integrati con dati digitalizzati a partire da carte
U.S.G.S.Antarctica a scala 1:250.000,creandoun DTM con risoluzione ad 1 km. Lo studio è
stato condotto integrando i dati raccolti durante le traverse ITASE-PNRA con i dati relativi
all'altitudine desunti dal modello digitale del terreno, alla radiazionenel campo dell' infrarosso
termico, rilevata dal canalech 4 dei sensoriAVHRR, e all' albedo,desuntadai canali ch 1 e ch 2
dei sensori AVHRR. La misura dell'intensità della radiazione rilevata nella regione
dell' infrarosso, opportunamentecalibrata mediante il confronto tra la temperaturadello spazio
esterno,prossimaallo zero assoluto,e quella di un corpo nero standarda temperaturanota, è stataconvertita
in temperaturadi brillanza (K) mediantela funzionedi Planck:
C
+
57
3
I.Y
E
dove: T temperatura corrispondente alla radianza E (K); E radianza misurata dal sensore (mW
m2 sr cm-4 ); V numero d'onda centrale del canale (cm -l ); Cl, C 2 costantI. (C 1= l,l 9 lO659 x 10.5 I
')
mW/m~srcm
-4
,C2=
,438833cm K).
I dati così convertiti sono stati utilizzati per il confronto con i dati di temperaturamisurati alla
profondità di 15 m disponibili perl'areae rappresentatividella temperaturamediaannualedel sito
di perforazione.I punti geografici, individuati con proceduredi georeferenzzazione
per mezzodi
GPS, di cui si hannoa disposizionei valori di temperaturaa -15m sono stati suddivisi in diversi
insiemi, in relazione sia alla posizione geografica sia alla campagna di rilevamento cui
appartengono.In particolare,i dati relativi ai punti a disposizionesono stati correlati in basealla
distanzacon l'Oceano Pacifico e con il Mare di Ross e in funzione dell'altitudine, ricavata dal
DTM. I risultati ottenutihannomessoin evidenzache esistonosettori concaratteristichetermiche
differenti (Adelie Land, GeorgeLand, TransAntarcticMountain, Dome C plateau).Dal confronto
fra le temperaturemedieannuee i dati di temperaturadi brillanza telerilevati si è evidenziatauna
apprezzabilecorrelazionelineare, con un buon coefficiente R2 variabile tra 0,90 e 0,98. Tale
risultato è inoltre confermatodalla correlazionetra la temperaturadi brillanza ricavatadal ch 4 ed
il DTM, il che ha consentito di operareuna zonazionedei dati in base ai gradienti termici
verticali.
L'analisi delle immagini da satellite AVHRR, Landsat TM e del DTM integrati con le
osservazionieffettuatesul terreno(Frezzottiet al., in questoconvegno)ha permessodi rilevare la
presenzadi ampie aree di wind crost grazie alla caratteristicafirma spettraledi questotipo di
superficie glaciale, che presentavalori intermedinelle bandedel visibile (ch l) e dell'infrarosso
vicino (ch 2) fra la rispostaspettraledella neve e quella del ghiaccio blu. Le firme spettrali nei
canalich l, ch 2 e ch 4 relative alle zone di wind crost, di nevee di ghiaccio blu individuatesono
state utilizzate per crearedelle classi predefinite al fine di operareuna classificazioneguidata,
confrontandoi valori dei canali, in combinazioneopportunacombinati, e del DTM. Tale analisi
ha permessodi effettuareuna prima classificazionedelle immagini A VHRR del SettorePacifico
della Calotta individuandogli arealidi estensionedelle areein ablazione(blue ice e wind crost).
Bibliografia
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CONSERVATION MONITORING CENTRE (WCMC) (1993) -Antarctic digital database user's guide
and reference manual. Cambridge, Scientific Committee on Antarctic Research.
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59
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Reti di deformazioni superficiali di Talos Dome e Dome C: analisi e
deformazioni.
G. Bitelli I, A. Capral, M. Frezzotti2,S. Gandolfil, F. Mancinil, S. Urbini3&
L. Vittuari I
l DISTAR1; VialeRisorgimento2. 40136Bologna
2ENEA.Dip. Ambiente.PO Box2400. RomaADDip.
Scienzedella Terra. ViaS. BenedettoXV 5. 16132Genova
La conoscenzadelle defonnazioni superficiali delle aree di duomo costituisce elemento di
primaria importanza per la definizione di modelli per la datazionedelle carote di ghiaccio
prelevate nelle aree sopra indicate. Nell'ambito del progetto EPICA (EuropeanProject for Ice
Core in Antarctica) nel 1995 è stata materializzatae misuratamediantemetodologiaGPS, una
rete di 37 vertici per il controllo delle defonnazionisuperficiali. Tale rete, che si estendeattorno
al sito di perforazionedi StationConcordia(Dome C: Lat 72°6'3".74 S, Long 123°20'52".10E,
H 3236.735m rispetto all'ellissoide di riferimento WGS84)con un'estensionedi 50 krn, è stata
realizzatasecondouno schemacostituito da 4 anelli circolari concentricidi rispettivamente3, 6,
12.5, 25 krn di raggio. Medianteuna ripetizione in anni successividella medesimarete è quindi
possibile risalire alle velocità superficiali relative con precisionicentimetriche.Nel 1999è stata
effettuata una ripetizione della medesimarete utilizzando le stessenonne procedurali. La
possibilità di misurare l'altezza di ciascun vertice della rete rispetto alla superficie in anni
differenti insieme alla densità del manto nevoso ha inoltre pennessodi valutare l'accumulo
nevosoe la suavariabilità areale.
Nell'ambito della traversaITASE da TNB a Talos Dome nel 1996è stato realizzatoun lavoro
dalle stessecaratteristichenell'area di Talos Dome (Lat 72°48'2"0.37S, Long 159°5'50".74E, H
2321.958 m rispetto all'ellissoide di riferimento WGS84) dove però la rete monumentatae
misurataè costituita da 9 vertici di cui uno al centroe 8 posti sui vertici di un ottagonoregolare.
Tale rete, monumentatae misurataper la prima volta nel novembredel 1996è stata poi ripetuta
nel dicembredel 1998.
Nel presentelavoro vengonomostratele precisioniraggiuntecon tale metodologianonchéun
confronto tra i risultati ottenuti nelle due campagnedi misurarelative ai due siti di indaginee le
relative defonnazionisuperficialidelle aree.
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"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Meteoriti antartiche: un bilancio di quattro spedizioni e programmi per
il futuro
L. Folco* & M. Mellini
.corrispondenzaa: LF- MuseoNaziona/eAntartide.Siena;e-mai/:jo/[email protected]
il PNRA ha svolto campagnedi ricerca di meteoritinelle spedizioni1990-91,1993-94,199596, 1997-1998.Una nuovacampagnaè in preparazioneper il 1999-2000.
Nel corso delle quattro campagnesono state raccolte 430 meteoriti, la cui classificazioneè
stata curata dalle UO afferenti al progetto (Padova,Roma, Siena),nonchèda alcuni laboratori
europei. Alla data odierna, tutte le meteoriti sono stateclassificatee annunciatealla comunità
scientifica internazionale sul Meteoritical Bullettin; le meteoriti sono attualmenteconservate,
assiemea dati di rilievo, sezioni sottili e foto, pressoil MuseoNazionaledell' Antartide di Siena.
Come atteso, i campioni sono per la massimaparte condriti ordinarie; tuttavia, sono stati
trovati ancherari campioniquali tre condriti carboniose,tre acapulcoiti,due basaltieucritici, sette
ureiliti. il lavoro di laboratorio si è poi rivolto allo studio di varie problematichedi petrogenesi
del SistemaSolare.
Oltre al vero e proprio lavoro di raccoltae studio delle meteoriti, sono stateeffettuateanche
altre attività, quali fotointerpretazione,installazionee misura di una rete di deformazione,studio
della topografia del basamentorocciosodi FrontierMountain, misura dei tassi di ablazionee del
trasporto eolico, campionatura e studio di bande di polvere. Ovvero, la ricerca si è
progressivamente
estesaanchea varie altre tematiche.
il programmaper il 1999prevede:
-ritorno a Frontier Mountain perulteriore raccolta;
-esplorazionepreliminaredi altre zonea ghiaccioblu del Priestley-Rennick;
-campionaturasistematicadelle bandedi polvere;
-raccolta di micrometeoritia DomeC;
-sviluppo di tecnicheper la individuazionedi meteoritisepoltenel ghiaccio.
6.r-
"materiali" -Dipar1imento di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Shock and thermal metamorphism features in Antarctic ordinary
chondrites recovered by 90/91 and 97/98 Italian expeditions to Frontier
Mountain
A. Maras, M. Macrì & F. Burragato
Dipartimentodi Scienzedella Terra. Universitàdi Roma "La Sapienza".P.le A. Moro 5. Box 11.1-00185Roma. Italy
Classifying Antarctic meteorites,recoveredby the ltalian expedition to Frontier Mountain,
gave us the opportunity to inspect a significant number of ordinary chondrites and to verify
changesin the morphologyand grain shapeof opaquephases(Fe,Ni metal and troilite), already
observedby Afiattalab and Wasson(1980), betweenlow and high petrologictype. To increasethe
statistical validity of the studywe also had the opportunityto inspectthe meteoritepolished-thinsectioncollection of the MuseumNationaledHistoire Naturelle in Paris.
The aim of the presentstudyis to try to provide a generallyapplicable classification system
and methodologyfar assigningany given ordinary chondrite to a certain petrologic type and
shockstageby studyinga polishedsectionin reflectedlight microscopy.
Our observationson secondaryvariationscan be summarizedasfollows:
chondrulesbecomemorealteredwith increasingpetrologictype;
chondrulesin low petrologic type chondritesafe surroundedby a halo of sulfides that can
persist, in a few casesand far the largestchondrules,until petrologictype 5;
dimensionsof chromitecrystalsincreasewith increasingthermalmetamorphism;
troilite, kamaciteand chromite afe associatedin low petrologic type chondrites but tend to
separatewith increasingdegreeof metamorphism;
5) troilite and kamacite lose their nodular shapeand assume,in high petrologic types, a
granularanhedralshapewith largesize.
Shock metamorphismproduces different types of mineralogical and structural variations
(tertiary features).Fracturesafe importantindices of shock metamorphismin olivine, pyroxene
and plagioclase,but St6ffler et al. (1991) proposea new classificationof progressivestagesof
shockmetamorphismbasedon characteristicshockeffectsrecognizablein olivine.
We bavetried to verify the connectionbetweenthe silicate-basedshockclassificationsystem
(St6ffler et al., 1991)andthe iron-nickelmetalandtroilite basedschemeproposedby Bennettand
McSween(1996) far L-chondritesusing the shockstagenotation of St6ffler et al. (1991). Webave
examinedabout30 ordinary chondritesof petrologic types 3-6, with particular attentionto
62
those belongingto H and LL chemicalgroups.We bave testedour observationson 19 ordinary
chondritesand found the following relations:
~: troilite and karnaciteafe alwaysmonocrystallineshowingtexturesrelatedto normal, slow
cooling.
~: troilite becomes slightly fractured, displaced and deformed but yet monocrystalline;
karnacite is monocrystalline although some samples show Neurnann lines that reflect
deformational twinning parallel to trapezohedral(211) planes in karnacite (Dodd, 1981) and
testify to the occurrenceof shockmetamorphismin thesechondrites.
~:
troilite is twinned or roughly polycrystalline, karnaciteis mixed with martensite and
taenite(that is plessitegeneratedtram decompositionof taenite),yet non-deformed.
~:
in these shockstagesit is possibleto find metal-sulfidemelt drops and polymineralic
melt veins, featuresthat indicatehigh-temperaturepartial melting(> 900°C,Wood (1967)). In 54,
troilite is polycrystalline with 1200grain-boundaryintersectionsbetweencrystals, or "sheared"
(polycrystalline troilite consisting of subgrains with elongate parallel grain boundaries), or
"fizzed" (fine-grained mixture of FeNi metal and troilite), as defined by Bennettand Mc5ween
(1996), and karnacitebegins to becomepolycrystalline.In 55 and 56 shock stagesalI of these
featuresbecomemore rnarked:metal-sulfide melt drops and polymineralic melt veins increase,
troilite is always polycrystalline, fizzed and sheared,plessite is present;and finally kamacite
becomespolycrystalline with 1200grain-boundaryintersectionsbetweencrystals. It is not easyto
rnarkthe boundarybetweentheseshockstagesas shockfeaturessimply becomemore abundantat
the higher shockstages.
Neverthelesswe emphasizethat the relatively srnallnumberof analyzedpolishedsectionsdoes
not allow a rigorous statisticaltreatmentof the data until morechondritesbave beenclassified by
the proposedmethod.
References
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regarding classification and metamorphism. Geochim. Cosmochim. Acta, 44, 431-446.
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63
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et CosmochimicaActa, 55, 3845-3867.
V AN SCHMUSW.R. & WOODI.A. (1967)-A chemical-petrologicclassificationfar chondritic meteorites.
Geochimicaet CosmochimicaActa, 31,747-765.WOOD
I.A. (1967) -Chondrites:Their metal1ic minerals, thermal histories, and parent planets. Icarus, 6, 149.
A.
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
La trappola per meteoriti di Frontier Mountain (Terra Vittoria
settentrionale): morfologia del basamento roccioso, flussi del ghiaccio e
velocità di ablazione.
Capra,M. Chiappini,L. Folco*, M. Frezzotti,M. Mellini & I. Tabacco
*corrispondenzaa: LF- MuseoNaziona/eAntartide,Siena;e-mai/:fo/[email protected]
Nel corso della XI e xm CampagnaPNRA sono state eseguite prospezioni radar con
equipaggiamentoaviotrasportato,per definire la morfologia del basamentorocciosonella trappola
per meteoriti di Frontier Mountain(FM). Le prospezionicopronoun'area di 35 x 15 km allungata
in direzioneOSO-ENE,che attraversail nunatakdi FM lungo la direzionedel flusso regionaledel
ghiaccio, dal plateau(a SO) fino a tutta l'area di ghiaccio blu (a NE). I dati forniscono quindi
informazioni che si estendonodall' area di alimentazioneglaciale all'area di accumulo di
meteoriti. In corrispondenzadel plateau,il basamentogiacea profondità maggiori di 1000 m sotto
la superficie dei ghiacci. Nell'intorno di FM il basamentodiviene irregolare e risale. In
particolare la base del nunatak rivolta verso il plateauha la forma di un fendente, allungato
parallelamenteal flusso glacialeregionale.A valle di FM, al di sotto dell' area di ghiaccioblu, vi
è una cresta di circa 7 km molto superficiale (meno di 200 m dalla superficie del ghiaccio),
orientataortogonalmenteal flussoglacialeregionale.
Dal 1993 al 1997 è stata misurata con metodo GPS statico una rete di deformazionedi 21
paline al fine di determinaredirezione e velocità dei flussi di ghiaccio, e i tassi di ablazione
all'interno e all'esterno dell'area di ghiaccioblu. n flusso del ghiaccioè dominatoda movimenti
orizzontali. Sul plateau,dove il basamentoè profondo, il ghiaccio segue il flusso regionale in
direzione NE, a velocità superiorial m/a. Successivamente
aggira il rilievo di FM che agisceda
deflettore, per poi riversarsi nell'area di ghiaccio blu. Qui le velocità decresconoda pochi
decimetri a pochi cm/a, e i tassi di ablazionesono in media di 9 cm/a. In particolare, il ramo di
ghiaccio che entra nell'area di ghiaccio blu da sud è un flussocieco: sbattetra ciò che affiora e
agisceda barriera,ed è completamenteerosodall'ablazione(i volumi annui stimati, in entrataed
6
6
3
eroso, sono rispettivamente2,4x1O e 2,lxlO m). Ulteriore evidenza di campagnadi questa
collisione è fornita dalla deformazionedei livelli di tephrache affiorano nell'area di ghiccio blu:
le loro giaciture passanoda indisturbate e suborizzontalia piegate e verticali avvicinandosi
all'ostacolo. Per contro, il ramo che entra da nord transita nell'area di ablazione, per poi
proseguirein direzioneENE, versoil ghiacciaioRennick.
65
In conclusione,topografiadel basamentoroccioso,andamentodelle bandedi polvere e flussi
del ghiaccio spiegano la presenzadi un accumulo di meteoriti a FM. Il meccanismo di
concentrazioneè quello operantein tutte le altre trappole antartiche,e non richiede nessuna
spiegazionead-hoc:ovvero,erosionedi ghiaccioche ristagnacontro una barriera,sia essaemersa
o sommersa.La superficie di erosionepresentacaratteristichetipiche di una superficie stabile;
per esempio,la deriva glacialenell'area di ghiaccio blu avvienein tempi dell'ordine delle decine
di migliaia di anni. Il vento,responsabiledella ablazione,agiscepoi da agentedi redistribuzione
delle meteoritiall'interno della trappola.
66
M.
"materiali" -Dipartimento
Università di Padova -n'
di Geografia
21/1999
Variabilità spaziale di componenti biogeochimiche nei sedimenti della
piattaforma continentale del Mare di Ross
Ravaioli, F. Giglio, M. Frignani, L. Langone & F. Ravaioli
Istituto di GeologiaMarina del C.N.R.. Via Gobetti101.40129Bologna (Italy)
Da tempoè statariconosciutal'estremavariabilità dei sedimentidella piattaformacontinentale
del Mare di Ross (Langoneet al., 1998),dei flussi sedimentarie dei paleoflussi (Frignani et al.,
1998).Questedifferenze si presentanoa causadi diversi fattori che incidono sulla formazionedi
materialeparticellato e la distribuzionedei sedimenti.In particolaresono noti gli eventi tettonici
ed erosivi prodotti dai ghiacci, che hanno in più cicli modellato e rielaborato i sedimenti di
piattaforma,tendendoad una morfologia del fondale molto accidentata.Inoltre la presenzadella
piattaforma di ghiaccio galleggianteha influito in manierasostanzialesugli apporti sedimentari
verso il fondo marino, controllando sia la produzione primaria che gli apporti di materiale
continentale.Vari studi (Nelson et al., 1996;Arrigo et al., 1998)hannodimostratoche esistono
sostanzialidifferenze spaziali nella biomassaprodotta nei livelli più superficiali della colonna
d'acqua.il problemache rimaneda affrontareè quello di stabilire seesistecorrispondenzadiretta
tra questa variabilità e quella riscontrata nei sedimenti. Questo lavoro intende esaminarela
variabilità a diverse scale spazialidella concentrazionedi componentibiogenichenel sedimento
superficiale. Per questo sono stati esaminati12 campioni di sedimentorelativi a sei siti della
piattaforma continentale del Mare di Ross centro-occidentale, già riconosciuti come
rappresentatividella sedimentazione
dell'area.Cinque di tali siti, infatti, corrispondonoad areedi
ancoraggio fisso (mooring) attualmente studiate nell'ambito del "Programma Nazionale di
Ricerche in Antartide" (A, B, C, D, F ed H), mentre un campione(104) rappresentauna parte
della scarpatacontinentaledell' areadi CapeAdare (Fig 1).
Nei siti A, B e C la campionaturaè stataeffettuatacon l'intento di stimarele variazioniareali
a piccola scalatramite campionamentimultipli nell'intorno del sito studiato(distanzedell'ordine
del chilometro). L'esame comparato dei siti ha fornito invece la possibilità di valutare la
variabilità nell' areapiù ampiachericopre l'intero Mare di Rosscentro-occidentale.
I campioni consistentiin box core e carote a gravità, misurati per la suscettivitàmagneticae
radiografati, sono stati subcampionatiin livelli di 2 cm. Il materiale seccatoa 60 cC, è stato~
67
(,,(
utilizzato per i dosaggi del carbonio organico e della silice biogenica e caratterizzatoper la
~N
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4
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~
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Fig.] -Siti di campionamentoe dettagli della distribuzionedelle repliche effettuateintorno ai siti
A,B, eC
composizione granulometrica e mineralogica. Informazioni sui meccanismi e tassi di
sedimentazionesonostati ottenutitramite la distribuzioneverticaledel 21Opb.
Sono state ottenute stime della variazione a piccola scala delle componentibiogeniche in
corrispondenzadei siti A, B e C, ed i risultati sono stati comparati con le caratterizzazioni
dell'ecosistema bentonico (Ravaioli et al., 1999; Gambi et al., 1999). Le tre aree hanno
caratteristichesedimentarietra loro molto differenti: i siti A e B, posizionatirispettivamentenei
settori profondi di due bacini nel settore centrale e meridionale del Mare di Ross, sono
caratterizzatida alte concentrazionidi carbonioorganicoe silice biogenica.Al contrario il sito C,
localizzato nell' area più settentrionaledel Mare di Ross, quasi lungo il ciglio della scarpata
continentale,è compostodi sedimentigrossolaniresiduali, rirnaneggiatidall' elevataenergiadelle
correntiche caratterizzanoquest'areae conun'elevatacomponentecarbonatica.A e C presentano
la maggioreuniformità areale,mentrenel sito B è statariconosciutauna progressivadiminuzione
delle concentrazionidi componentibiogenicheallontanandosidal centro del bacino.
Le concentrazionimassimedelle componentibiogenesi trovano nei siti A e B. in accordocon
i dati relativi alla produzioneprimaria (Nelsonet al., 1996),mentrei campioniprelevatinell'area
68
di polynya di Terra Nova (sito D) presentanobassicontenutidi materialebiogenico,nonostantela
consistenteproduttività delle acquedella zona(Arrigo et al., 1998).
li sedimento del settore centrale del Mare di Ross (siti F ed H), è prevalentemente
glaciomarino, con componentebiogenica variabile che raggiungele concentrazionimassime,
relativamentebasse,negli strati più superficiali.
Reference
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(;Q
C.
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Univeffiità di Padova -n° 21/1999
Planktonic foraminifera and oxygen isotopes as proxies for
paleoceanographic reconstruction in the Southern Ocean during the last
deglacial time
Morigil, L. Capotondil, M. Ravaiolil, F. Gigliol, B. Turi2, M. Brilli2, M.
Frignani l & L. Langonel
l Istituto per la GeologiaMarina -CNR, Via Gobetti 101, Bologna
2Centrodi Studioper il Quaternarioe l'evoluzioneambientale-CNR, P.le Aldo Moro 5, Roma
The 50uthem Ocean is a major component of the global oceanic circulation system. The study
of its paleoceanography is important to understand global hydrographic condition and clirnatic
changes through past glacial and interglacial cycle (inter alias Labeyrie et al., 1996; Weaver et
al., 1998). ODe of the principal zone of this ocean is the Antarctic Polar Front (APp), also known
as the Antarctic Convergence (ACC), where Antarctic surface waters moving to the north sink
rapidly below 5ubantarctic Waters. This area marks an important boundary in terrns of air-sea
exchange, primary productivity, and downward biogenic fluxes. Although the important role of
this area, the paleoceanographic evolution during the last deglacial time is stilI poorly known.
This work is performed on deep sea cores, collected along a transect between the New Zealand
and the Ross 5ea, during the oceanographic cruise of the R/V Italica (PNRA), in the Antarctic
summer 1995-96 (Ravaioli et al., 1995; Langone & Marozzi, 1996).
In this paper, we present the results tram two sediment cores, ANTA95-157 (62°05.95'5,
175°17.34'E, 4000 m) and ANTA96-17 (63°14.68'5, 177°14.71'E, 4260 m). These cores afe
ideally positioned to monitor the movement of the Antarctic Polar Front (Giglio et al., 1999). The
care ANT A96-17 lies south of the Antarctic Convergence, meanwhile the other ODeis just located
northem of the Polar Front.
The cores contain a continuous record of siliceous and calcareous biogenic sediments
throughout the last deglaciation to the presento A high resolution sampling, every centimetres
allow us to reconstruct a centennial-rnillennial paleoclimatic record.
Planktonic forarninifera bave been exarnined far changes in abundance and in this study, we
show the results of the analysis of the fraction > 150 rnicron.
Chronological framework is constrained tram oxygen isotope and 14C AM5
analysis,
performed on tests of Neogloboquadrina pachyderma left-coiling. The 14Cages afe corrected by 480 years to take into account the present apparent surface water age at 45°5 (Bard et al., 1989).
70
Planktonicforaminifera usuallyrespondto changesin the temperatureof the watermassesand
maybe usedas indicator of pastsea-surfacetemperatures.
The differencesbetweenthe planktonic
assemblagesof the two cores afe used to reconstructthe shifting of the Polar Front over the
studiedsitesand to detectthe changein paleoproductivityof the surfacewatermasses.
In the core ANTA95-157, about the 85% of the entire assemblageis constituted by
Neogloboquadrinapachyderma left-coiling, the most cold-tolerant foraminifera of the polar
assemblage.Globigerina bulloidesand Globorotalia injlata afe alsopresentoThe former specieis
more abundantduring the colder events,while the latter ODeshowsan oppositetrend, with the
higherpercentagesduring the warmerperiods.
In the core ANTA96-17 the planktonic foraminiferal assemblages
is composedof the quasimonospecific N. pachyderma left population. Only few specimens of G. inflata and N.
pachydermaright-coiling afe detectedin the warmerintervals.
In both coresthe numberof planktonicforaminiferaper graffi of sedimentis calculated.Strong
fluctuations in theserecordscan be recognised,showinga higher productivity during the colder
periods in both coresbut also a strongdifferencesbetweenthe two areas.
The sedimentrecords of the SouthernOceanbaverevealedsignificant shifting of the oceanic
fronts during the last deglacialtime as well as millennial-scaleclimate oscillations punctuatedby
colderevents.
References
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LABEYRIE L.D., LABRACHERIE M., GORFfI N., PICHON J.J., VAUfRAVERS M., ARNOLD M.,
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late Quatemary climate change east ojNew Zealand. Paleoceanography,13(1),70-83.
7-1
POSTER
Riassunti
"materiali"
Università
-Dipanimento
di Geografia
di Padova -n° 21/1999
Carta glaciologica della Gates Coast occidentale
M. Guarracinol,M. Frezzottil& R. Raffi2
l ENEA. Dip. Ambiente.PO Box2400. RomaAD
2
Dip. Scienzedella Terra. Piaz./eA. Moro. 5. 00185 Roma
Le propaggini dei ghiacciai di sboccoe degli ice stream formano solo il 13% della costa
dell'Antartide, ma la loro importanzanella dinamica della calotta è molto maggiore di quanto
questaproporzionesuggerisca:è statostimato infatti che circa il 90% della neve che si accumula
all'interno della calottadefluisceattraversoquestiapparati.Le piattaformee le lingue di ghiaccio
galleggiantisono degli elementicritici delle masseglaciali dell'Antartide: i parametririguardanti
la loro dinamica e il loro bilancio di massasono ancora poco conosciuti. Informazioni sui
cambiamentidelle fronti glaciali, sulle variazioni areali e sulle velocità delle piattaforme di
ghiaccio galleggianti e delle lingue di ghiaccio galleggiantipossonoessereraccolte attraverso
l'analisi e la comparazionedelle immaginida satellitee delle fotografie aereeregistratea distanza
di vari anni. n campo del vento superficiale a scala regionale in Antartide rappresentala
componentechiave del clima e delle caratteristichemorfologiche della superficie glaciale. n
rilevamentodelle morfologieeoliche epiglaciali(areedi ghiaccioblu, accumuli di neve ventatae
forme di erosione eolica) da immagini da satellite fornisce informazioni sulla direzione e
sull'intensitàdei venti prevalenti.
Nel presentelavoro vengonoillustrati i risultati delle ricercheeffettuate in un tratto di costa
lungo 150 km, della Oates Land occidentale sintetizzati in una carta glaciologica a scala
1:250.000.La Oates Land si estendeda Cape Hudson (153°45'E, 68°20'S) a Cape Kinsey
(158°50'E, 69°19'S), confina ad Ovestcon la GeorgeV Coaste ad Est con la Victoria Land e si
affaccia sull' OceanoPacifico. L'area di fascia costieraoggettodi questostudio si estendedalla
Lauritzen Bay (156° 15'E, 69° 03'S) alla LeningradskayaBase (Russia)(159° 23'E, 69° 28'S). I
ghiacciai presentinel tratto di costadrenanoun'area di circa 27.637 Km2, circa 1/3 dell'intero
bacino di drenaggiodella OatesLand, e sono,procedendoda OvestversoEst: A glacier tongue,
MatusevichGlacier,Laizure Glacier,McLeod Glacier,PaternostroGlaciere Tomilin Glacier.
Lo studio delle variazioni dei ghiacciai galleggiantiè statocondotto attraversoil confronto e
l'analisi di differenti tipologie di documenti:carte topografiche,fotografie aereee immagini da
satellite.Le prime fotografieaereedell'intera OatesLand sonostateeffettuatedalla U.S. Navy tra
il 1947 e il 1965. In basea questefotografie aereeil U.S. GeologicalSurvey, il New Zealand
74
Geological Surveye l'Australian Division of National Mappinghannosuccessivamente
disegnato
le prime carte topografichealla scala l :250.000e l: 1.000.000della GatesCoast.
Con l'avvento dei satelliti, a partire dagli anni sessanta,è statopossibiledisporre di immagini
via via sempre di migliore risoluzione. Le immagini satellitari utilizzate sono: Disp-Argon
(31/8/1963, 30/10/1963); Landsat1 MSS (20/2/1973); Landsat3 RBV (4/9/1980); Landsat4-5
TM (21/2/1989, 25/3/1991); ERS-1 SAR (11/2/1996). Alla fine degli anni '80, sono state
raccolte dai satelliti LandsatTM 4 e 5 immagini dell' intera Gates Coast con una risoluzione a
terra di 30x30 metri e 7 bande spettrali, tre nel visibile, tre nell'infrarosso vicino e una
nell'infrarosso termico. Queste immagini, essendoquelle più corrette dal punto di vista
geometrico e con la più alta risoluzione a terra, sono state utilizzate sia come immagini di
riferimento per la georeferenziazione
delle altre immagini, che comebasefotografica della carta
glaciologica. Le carte storiche e quelle dell'U.S.G.S. sono state digitalizzate sotto forma di
prodotti vettoriali e confrontati con i dati provenientidalle immagini da satellite. Utilizzando le
immagini georiferite si sono acquisite in formato digitale le informazioni glaciologiche di
interesse: falesie di ghiaccio galleggianti; linee di flusso principale e margini glaciali; linee
spartighiaccio;linee di ancoraggio;accumulidi neveventatae forme di erosioneeolica; falesie di
ghiaccio e falesie di roccia; banchisacostiera.Le coperturein forma vettoriale ottenutein questa
manieracostituisconoun insiemedi strati informativi che sono stati confrontatifra di loro.
li confronto digitale di tutti questi dati ha permessodi valutare le variazioni dei ghiacciai
galleggianti fra il 1947ed il 1996.L'analisi delle variazionidelle fronti e dell'estensioneareale
dei ghiacciai galleggianti mostra una generaleciclicità con distacchi di iceberg da annuali a
decennali.Si è osservatoche nel periodo analizzatosi sono verificate delle oscillazioni regolari
con perdite e recuperidi estensionesuperficiale,tali però da non raggiungerefino al 1996 i valori
quantitativi osservatinegli anni' 50 e '60, anni che per tutte le fronti studiaterimangono quelli
con la massimaestensionesuperficiale;complessivamente
tale riduzioneè statapari a 284,1 krn2,
di cui 269 krn2solo da partedella MatusevichGlacierTongue.
I venti catabatici e di barriera, che caratterizzanocon forme erosive e di accumulo eolico
(windscoop,snowdrift)l'area di studio, mostranorispettivamentedirezionesud-nord,e direzione
sudest-nordovest.In particolare,i venti catabaticispiranodall'interno del continenteversonord e
oltre a influenzare notevolmente i caratteri glaciologici della fascia costiera, determinanola
presenzaal largo della Gates Coast di un vasta area di mare sempre sgombra dal ghiaccio
(po/ynya).
75
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Preliminary results on in situ syncbrotron infrared reflectance spectra
or olivine microcrystals embedded in meteorites
A. Marasl,M. Macrì1,P. Ballirano1,P. Calvani2,S. Lupi2,B. Ruzicka2,M.
Tobin3& M. Chesters4
'Dipartimento di Scienzedella Terra. Universitàdi Roma"La Sapienza",P.le A. Moro 5. Box Il,1-00185 Roma.Italy
lINFM; Dipartimentodi Fisica. Universitàdi Roma "La Sapienza",P.le A. Moro 5.1-00185 Roma.Italy
j CCLRC.DaresburyLaboratory. Warrington.CheshireWA4 4AD. England
"Dept. ofChemistry. UniversityPark, UniversityofNottingham.NottinghamNG7 2RD, England
The interest in meteorite studies has been increasing in recent years as they pro vide
information on the chemical composition of asteroids, on the nature of the meteorite parent bodies
and, recently, also on the possibility of lire forrns on other planets. IR spectroscopy appears to be
highly suited to provide crystal chemical information on the mineralogical constituents of the
meteorites. Most of those studies are performed on powdered samples (Miyamoto,
1987;
Salisbury et al., 1991; Borg et al., 1998).
In the present non-destructive investigation we bave performed infrared reflectance spectra on
polished sections of stony meteorites, previously used far classification purposes, collected by the
Italian expedition in Antarctica (FRO 90005) and Fermo, Italy.
Meteorite FRO 90005 has been classified as an H4 chondrite (Maras et al., 1994) whereas the
Fermo meteorite as an H-chondrite breccia (Molin et al., 1997). The polished sections bave been
examined by optical microscopy and SEM, and analyzed by electron microprobe (EMP). Among
the
constituent crystals, olivines
bave been identified
and investigated
by
infrared
microspectroscopy at the infrared beamline 13.3 of the Daresbury ring (Chesters et al., 1998). For
comparison an olivine crystal, extracted tram the Brenham pallasite has also been analyzed. Data
were collected on a Spectra Tech IR microscope equipped with a Hg-Cd- Te liquid-nitrogen
cooled detector. The interferometer was a Nicolet 730 equipped with a KBr bearnsplitter. The
spectrum of olivine was collected with a spatial resolution of 50 x 50 ~m. EMP analysis of the
i
crystal defines a crystal chemical composition of Mgl.62Feo.3~nO.ol(SiO4)(Fayalite 18.8%). It
exhibits the three vibrational modes Blu, B2uand B3u,predicted by factor group analysis (FGA) far
the Pbnm space group of olivine (Hofmeister 1987). These three modes are simultaneously
present because the crystal is not oriented along a well-defined crystallographic direction due to
the fact that the sample cannot be broken far orientation. For this reason the attribution of che
vibrational bands is not straigthforward. Only the bands located at ca. 1050 and ca. 620 cm-1 maybe
univocally attributed to B3umodes. The interference fringes arise tram the shape of diamond-
76
window which separatesthe ultra-high-vacuumpart of the bearnlinefrom the restoThe spectrum
of the olivine from the Brenhampallasiteexhibits different vibrationalfeaturesbecauseit is taken
of a different orientationof the crystal.
Re/erences
BORGJ., BIBRINGJ.-P., D'HENDECOURT
L., QUIRICOE., DUMAS P., WILLIAMS G.P. & QUITTE'G.
(1998) -Synchrotron InfraRed Microspectrometryoj extraterrestrialParticles. 29111
Annua! Lunar and
PianetaryScienceConference,March 16-20,1998,Houston,TX, abs.1175b.
CHESTERSM.A., HARGREAVESE.C., PEARSONM., HOLLINSP., SLATER D.A., CHALMERSJ.M.,
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MARAS A., LEVI-DONATI G.R. & SERRACINOM. (1994) -Classification oj Twelve Meteoritiesfrom
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SALISBURYJ.W., D'ARIA D.M. & JAROSEWICH
E. (1991)-Mid-infrared (2.5-13.5.um)
reflectancespectra
ojpowderedstonymeterorites.Icarus,92,280-297.
77
curves
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Grain-size and settling velocity of biogenic particles collected in the Ross
Sea (Antarctica) by moored sediment traps
L. Langone1,
C. Bianchi1& G. De Falco2
JIstituto per la GeologiaMarina. CNR,via Gobetti101.40129 Bologna (Italy)
2International Marine Centre.Loc. Sa Mardini. 09072Torregrande.OR (Italy)
A significant amount of biogenic material is produced and accumulatesin the Ross Sea
(Nelson et al., 1996). The majority of biogenic particulate formed in the upper water column
dissolves and is recycled. The remainderof the biogenic componentleaves the surface layer.
Vertical fluxes of biogenic silica and organic carbonafe well constrainedat certainlocations on
the continentalshelf (DeMasteret al., 1992;Langoneet al., subrnitted);however,the contribution
to thesefluxes of laterally-transportedparticulateis unclear.In particular, little is known about
the transportpathways of particulate material settling in the water column (DeMaster et al.,
1992).
In the framework of the ltalian Project BIOSESO, fluxes of biogenic componentswere
deterrninedusing time-seriessedimenttrap samplescollectedin the northemJoidesBasin(site B)
from December1994to January1996(Langoneet al., subrnitted).Water physicalcharacteristics
(current, temperatureand salinity) were also monitored.In arder to understandsourceareasand
pathways of the biogenic particles interceptedby the sedimenttraps we need to know, among
otherthings, sizeand settling velocity of theseparticles.
Much of the material collected in sedimenttraps arrives as aggregatesor recai pellets that
subsequentlycan be broken apart during storageand sample handling. To avoid this, in-situ
observationswith self-containedcameraor video systernsweredeveloped(Asperet al., 1996).On
the other hand,ice coverand shiptime availability lirnit the temporaland spatial coverageof the
studyarea.
Grain-sizeanalysesof 20 samplescollected by traps deployed200 m below the sea surface
and 40 m above the seafloor were performed by a laser particle sizer using a standard
pretreatment(hydrogenperoxideand sodiumhexametaphosphate
dispersingsolution). Frequency
of near-bottomsamplesshowvery sirnilar modalvalues(about5.5 j.lm). At the upperlevel,
instead, the modes afe variable, with smootheddistributions and negative skewness,or even
bimodal. Analyses of severa!sampleswere replicated using any pretreatment.The frequency
curves reveal the existenceof a main mode between62 and 124 Ilm, with a secondarymode
78
around5.5 Ilm. The coarsepeakcouId be deterrninedby organic materialsuchas fecal peIIetsand
aggregate
s, which were destroyedby the hydrogenperoxidetreatment.The fine mode, which is
always present,couId be due to inorganic or biogenic particles.The near-bottomsamplesshow
higher proportions of the mode at 5 ~m than samplesof the upper trap, probablyconnectedto
higher contentsof lithogenic material (Langoneet al., submitted).Applying the Stokes' law to
equivalentsphericalparticles of the main mode,the sinking velocities range between100-300m
d-I, which imply a shorttime of delivery of biogenicparticlesto seabed(somedays). On the otherhand,
the fine particle population (5.5 ~m) requires long settling time (about 8 months) and
probably is captured by the large aggregatessinking in the water column. The results afe
consistentwith direct observations(Asper et al., 1996)and laboratoryexperiments(Jaegeret al.,
1996).
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LANGONE L., FRIGNANI M., RA VAIOLI M. & BIANCHI C. -Particle fluxes and biogeochemical processes
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and biogenic silica in the Southem Ocean: Large scale estimates of water-column sedimentary fluxes in
the Ross Sea.J. Geophys. Res., 101, 18,519-18,532.
79
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Paleo-bathyrnetric and paleo-environrnental reconstruction throughout
the Cenozoic in the Prydz Bay Area (East Antarctica)
C. La Macchia & L. De Santis
OsservatorioGeofisicoSperimentale.CP2011. Opicina (Trieste).
Prydz Bay is situated on the easternAntarctic coast, at the seaward end of the Lambert glacier,
which drains 22% of the present easternice sheet.
The regionaI stratigraphy and structure of this area afe provided by seismic reflection data
combined with drilling results from ODP leg 119 sites. Seven acoustic units separated by regionaI
unconformities,
spanning from late PaIeozoic to Plio-Pleistocene, bave been previously
recognised on seismic data across the continental margino Principal internai geometry strata
pattern variations were interpreted by some authors as evidence of important changes in the
configuration of the Antarctic ice sheet.
Our work is based OD:
1) a detailed study of the acoustic facies and internai strata geometry
2) the application of backstripping and post-rift thermal inversion technique to a depthconverted seismic line across the ODP drill sites, in arder to reconstruct the paleo-sea floor
profile through time.
This study provides insights in the paIeogeography evolution in Prydz Bay during the
Cenozoic time .We suggestthat:
-in the late Eocene-early Oligocene Prydz Bay might be characterised by sub-aeriaI conditions
and a shaIlow continentaI shelf, occasionaIly grounded by continental ice, or tidewater glaciers.
-Ice sheet grounding events deeply eroded the inner shelf and prograded the shelf edge of
severaI kms during the Miocene time. In the late Miocene the continentaI shelf profile was
overdeepenedand landward dippening.
-Since the early Pliocene the shelf did not significantly change its overdeepened, landward
dipping architecture. Ice sheet grounding episodes were probably less frequent and/or less
important in terrns of sediment erosion, transport and discharge than in the Miocene.
80
Figure
81
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Seismic reflection and paleoenvironmental features in marine sediments
from Joides, Glomar Challenger, Western and Nordenskjold Basins
(Western Ross Sea). Preliminary results ofthe XIV P.N.R.A. expedition
(1998-1999)
N. Corradil, G. Fontolan2,R. Ivaldil, M. Iwai3 & T. Quaia2
1Dipartimentoper lo Studio del Territorio e sue Risorse,Universitàdi Genova,CorsoEuropa26. Genova
2Dipartimentodi ScienzeGeologiche.Ambientali e Marine, Universitàdi Trieste.Via E. Weiss2, Trieste
3Japan National Institute01Polar Research-Institute olGeology,Kochi University.Japan
The seisrnicand sedimentologicalinvestigationsin the WesternRoss Sea carried out during
the 14thP.N.R.A. Antarctic Expeditionof the R/V ltalica in the frameworkof the Project 2a.l.4 "Cicli climatici recenti nei sedimentimarini del Mare di Ross" ("Recentclirnatic cycles in marine
sedimentsfrom the Ross Sea") bave rnainly focused on the study of the paleoenvironmental
featuresof the continental shelfand adjacentslopeareas.Therom of the project is to contributeto
the understandingof Late Quaternary paleoeventswhich bave driven the evolution of the
Antarctic ice sheets(WAIS and EAIS) uponthe RossSeacontinentalmargin and the consequent
deposition of related sediments,in the time-spansof the last 250,000 and 20,000 yr (SCAR,
1996).
Seisrnic survey activities bave been carried out in arder to obtain the seisrnic stratigraphic
evidenceand to reveal the geometryof the uppermostsedimentarysequences,and to identify the
samplingsites:a total of 350 Nm of Sparker(SPK)profiles (Fig. 1), plus 1200 Nm of Sub bottom
Map of Sparker profiles acquired in the Joides and Giomar ChaIIenger Basins (on the
Ieft) and in the northern part ofthe Western Basin (on the righi).
profiler (SBP)lines wereacquired.
Sampling of continental shelf and deep-seasediment(Fig. 2) was carried out on 39 sites,
collecting 37 gravity cores, 1 box-coreand 1 Van Veen grab, far a total of 134 m of recovered
sedimentoAlI cores were scannedwith a Bartington sensorfar magneticsusceptibilitylogs, and
preliminary sedimentologicalobservations(Munsell chart colour and texture) on the top and
bottom of the each care sectionwere made on board. Preliminary microscopicalobservations
(smearslides on the whole sediment,and microscopicaldescriptionson the >50 ~m fraction)
were also conducted on board, on selected sedimentsubsamples,to determine the detrital
65°5
70°5
75°5
.1600E
1.700E
.1800
J.700W
Figure2 -Map of coring sites.
(terrigenous)and biogenic components.Besides, geotechnicalproperties were deterrnined by
Vane Testand PocketPenetrometeron somelevels of selectedcoresfrom the continentalshelf, in
order to detect overconsolidated diarnictons, which afe related to the ancient presence of a
groundedice sheet.
The WesternRossSeacontinentalshelf is characterisedby a seriesof NE-SW trendingbanks
and depressions(basins)modelled by glacial erosion. The sedimentationpattern shows rnany
glacial erosion surfaces(unconforrnities)testifying ancient advancingphasesof the ice sheet:
glacial material (diarnicton)is generallyoverlain by glaciomarineand marine (pelagic) sediment
82
with variable amountof IRD (ice rafted debris)and biosiliceouscontent,often increasingupward.
Seismic,textural, geotechnicaland compositionalfeaturesof the sedimentfrom the investigated
sites on the shelf -Joides, Glomar Challenger,Westernand NordenskjoldBasins -afe, therefore,
particularly indicative to unravel the ice sheetfluctuations from the Last Glacial Maximum
(LGM) ti Il present,in the time-spanof the last 20 ka.
The continental slope and off-shore areas,which afe particularly representativeof the Late
Quaternarypaleoenvironmentalchangesin the time-spanof the last 250 ka, afe generallycharacterisedby thick sequencesmainly composedby muddysediments(silty clay and clayeysilt), with
alternatingunits distinguishedby different biogeniccontentsandgrain-sizedistributions.Textural
and compositional variations within these sequencesafe primarily related to changes in the
bottom water paleoceanographicregime and surface water productivity, which afe, in turn,
controlled by the different ice sheet/ice shelf and sea-ice extensions upon the Ross Sea
continentalshelf.
83
dove:
"materiali" -Dipartimento di Geografia
Università di Padova. n° 21/1999
Analisi delle temperature potenziali dell 'area di Baia Terra Nova,
Antartide
G. Brancucci1,A. LonghettoA.2& M. Silvestro2
IDipartimentoPOLIS-Fac. Architettura Universitàdi Genova.Str.neS. Agostino.3716123 Genova
2Dipartimentodi Fisica Universitàdi Torino. Via P. Giuria l. 10100 Torino
Sono stati analizzati i parametriclimatici rilevati dalle stazioni automaticheinstallate nella
zona di Baia Terra Nova, Antartide con particolareattenzioneal fenomenodel corelesswinter,
che si registra durante i mesi di giugno, luglio e agosto, evidenziando un aumento delle
temperature,nonostantela completaassenzadi radiazionesolare.
Tale innalzamentodovuto, secondoalcuni autori (Grigioni et al., 1994), alla penetrazione
all'interno del continenteantartico di massed'aria, relativamentepiù calde e umide, provenienti
dall'oceano. Altri autori (Brancucci et al., 1996) ritengono tale fenomeno ascrivibile anche
all'aumento del flusso ventosoprovenientedall'interno del continenteverso la costa,che causa
un aumentodella temperaturadell' aria percompressioneadiabatica.
Al fine di approfondirequestaproblematica,sulla base dei valori di temperaturae umidità
rilevati dalle citate stazioniautomatichenei mesi di maggioe agosto,per gli anni 1990-1993,si è
procedutoal confrontotra la temperaturapotenzialee pseudopotenziale:
f}=T
z
; e p = e .expl
100
x
cvTc
z = quota (m)
T = temperatura (K)
X = mixing ratio
Tc = temperatura critica
8è la temperaturache avrebbeuna massad'aria se venisseportatacon un processoadiabatico
secco, al livello del mare, e quindi si mantienecostantese la massad'aria è interessataa
movimentiadiabaticisecchi;
8pè la temperaturache ha una massad'aria se viene sollevataadiabaticamentefino a che
l'umidità in essacontenutaprecipiti interamente,e poi vengaportata a livello del mare, con un
processoadiabaticosecco.
84
8p, inoltre, si conservain presenzadi processiadiabatici in cui avvenganodei passaggidi
stato,conprecipitazionedell'umidità contenutanelle massed'aria.
L'analisi comparatadi 8 e 8pha quindi evidenziatola complessitàdel fenomenodel coreless
winter, confennando in alcune stazioni che l' innalzamento delle temperature è dovuto
effettivamentea fenomenidi tipo adiabaticoe non solo a avvezionidi aria marina.
!:R
1
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Aspetti geomorfologici legati al ritiro dell'alto Rennick Glacier alle
Lichen Hills (Terra Vittoria, Antartide)
A. Bondesan1,M. Meneghel1,G. Orombelli 2& M. C. Salvatore3
IDipartimentodi Geografia"G. Morandini", Universitàdi Padova.1-35123Padova
2Dipartimentodi Scienzedel/'Ambientee del Territorio. 1-20126Milano
JDipartimentodi Scienzedel/a Terra. Universitàdi Padova,1-00185Roma
li Rennick Glacier è un ghiacciaio di sbocco che sfocia nell'Oceano Pacifico meridionale
provenendo dalle Montagna Transantartiche con un flusso diretto verso nord-nord-ovest. È lungo
circa 290 chilometri e drena un bacino di circa 54,000 km2o,Nella sua porzione superiore nunatak
isolati affiorano dal ghiaccio, mentre altri rilievi sepolti sono rivelati da intumescenze, crepacci e
altre forme della superficie ghiacciata.
Tra questi nunatak sul lato sinistro del ghiacciaio vi sono le Lichen Hills che sono composte
da due rilievi distinti divisi da un flusso glaciale. A nord Section Peak è nuovamente diviso in due
parti separate da un piccolo ghiacciaio che scorre verso nord-nord-est. A sud le Lichen Hills s.s.
*~*
o
vvvvvVV
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c::::>
2
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5
86
~
~
3
4
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v v vvv
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v v v v
6
~
+
+
7
+
+
8
+
+
formano un rilievo arcuato con la concavità rivolta a nord-ovestmentre un versantecon tre
speroni si affaccia verso il RennickGlacier.Lo speronepiù orientaleprendeil nome di Lemasters
Bluff. Gli speroniracchiudonodue insenature;quella occidentaleè più profondae più sviluppata.
In questedue insenatureil ghiacciodel RennickGlacierentraed è sottopostoad intensaablazione
ad opera del vento che soffia principalmente verso nord. Questo processo è evidente
nell' insenaturaoccidentale,dove la lingua di ghiaccio ha una superficie fortementeinclinata e
limita alla sua fronte una depressioneoccupatada un piccolo lago ghiacciato. La presenzadi
ghiaccio blu è legataalla morfologia del rilievo affiorante,che condizional' ablazionead opera
del ventoe favoriscela convergenzadel flussoglaciale.
La morfologia delle Lichen Hills è principalmenteinfluenzatadalle condizioni strutturali. Alla
sommità vi è una spianata debolmente inclinata verso sud; su questa superficie di rocce
vulcaniche sono stati trovati rari erratici di rocce granitiche. A metà versanteil penepianodi
Kukri, parzialmenteesumato,forma un terrazzo. li penepianodi Kukri è scolpito sulle rocce
granitiche dei Granite Harbour Intrusives e sulle rocce metamorfichedel Wilson Terrane. La
superficie del terrazzoè dolcementeondulatae la roccia è profondamentealterata, con alveoli,
coppelle e solchi pseudocarsici.A tratti la superficie presenta forme glaciali, quali rocce
montonate,con liscioni glaciali, strie, intaccaturea semilunaed è coperta da detrito morenico
sparso.Dal terrazzo del penepianodi Kukri ripidi versantie pareti portano all'attuale superficie
del Rennick Glacier. Dove l'erosione di questi versanti è stata maggiore si è formata una
morfologia di tipo alpino con picchi e cresteaffilate. Su questiversantisono statetrovate alcune
coltri di depositi glaciali. Esse sono state depositateda un flusso di ghiaccio provenientedal
Rennick Glacier che si addossavaal pendio per la presenzadi ghiaccio blu. li processoè stato
simile a quello attuale,ora attivo a un' altezzaminore.
La morfologia descritta e la presenzadi morene galleggianti formate da bande di rocce
provenienti da diverse formazioni ha portato alla modellizzazionedella riduzione dei ghiacci
dall'ultimo massimoglaciale,comeschematizzato
nella figura l.
La fase 1 mostra la situazionedell'ultimo massimoglaciale, con il ghiaccio più spessoche
nell' attuale. Si deduce tuttavia da delicate forme di alterazionemolto antiche alla sommità di
Lichen Hills che probabilmentenontutto il rilievo era sommersodal ghiaccio.
La fase 2 mostra l'iniziale riduzione glaciale. I ghiacciai che fluivano attraverso i rilievi
trasportavanoil materialeprovenientedalle formazioni vulcanicheche costituisconola sommitàdei
nunatak.Erano presentiareedi ghiaccioblu.
Nella fase 3 l'ulteriore riduzione del ghiaccio aveva portato all'affioramento delle roccegranitiche
e metamorficheche alimentavanomorene galleggianti. Nelle aree di ghiaccio blu
87
queste si addossavanoalle precedentimorenecostituite da rocce vulcaniche,formando tipiche
morenea bande.
La fase4 mostraun'ulteriore riduzioneglacialecon scomparsadi alcuni ghiacciailocali.
Nell'ultimo disegno è evidenziata la situazione conseguentea un probabile ulteriore
riscaldamento,con deposito di cordoni morenici convessiverso monte o verso valle in accordo
con i flussi di ghiacciai locali o di lingue insinuatedel RennickGlacier.
Dalle osservazionisul terreno si deduceche l'abbassamentodella superficie del ghiaccio
dall'ultimo massimoglaciale in corrispondenza
delle Lichen Hills è stato di circa 550 m.
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88
89
"materiali" -Dipar1imento di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
The ltalian consortium in the VECTRA project; an International
Programme to Determine the Velocity Structure of the Polar Ice Sheets
F. Coren, A. Capra2,
M. Frezzottl & P. Sterzai.
OsservatorioGeofisicoSperimentaleDipartimentodi Geofisicadella Litosfera.POBox2011 Trieste-ITALY
2
DISTART Universily of Bologna, VialeRisorgimento.2 -40136 Bologna-ITALY
3
ENEA,Dip. Ambiente,P.O.Box2400. RomaAD-ITALY
4
Museodell'Antartide di Siena-Via del Laterino,853100 SienaITALY
Since 1991, tens thousandsof syntheticapertureradar (SAR) imagesbave beenobtainedby
the European Space Agency ERS satellites of the Antarctic and Greenland Ice Sheets and
Alaskan,Norvegian,RussianandCanadianIce caps.The mainERS SAR dataafe unique in being
collected by satellitesfollowing preciserepeatedorbit thatcanbe determinedwith greataccuracy.
In consequent,many of the imagesafe phasecoherentand the movementand topographyof the
surfacemaybe determinedfrom phasedifferencesbetweenimages(Goldsteinet al., 1993).
The VECTRA programmestartedin Paris on 25 September1997,thereEuropeanscientistand
interferometry specialists with Space Agency representativesformulate a data exploitation
strategy.
The three main VECTRA objectivesafe:
to provide a scientific and technical interface to the EuropeanSpaceAgency to supportthe
experimental;
to coordinateand fund a Europeanelementof a programmeto mapthe velocity structureof the
Antarctica and GreenlandIce Sheets;
to stimulateprogressin the theoreticalunderstandingandnumericalprediction of ice flow.
The programmebegunin October 1997with a calI far nationalparticipation.The calI sought
participantswith nationallyfunded project in Antarcticaan Greenland.
At the presentten institutes bavejointed VECTRA: University College of London, BritishAntarctic
Survey, Kort and Matrikestyrelsen, University of Chicago, ENEA, Institute fuerPlanetarie
Geodaesie,DISTART University of Bologna,OsservatorioGeofisico SperimentalediTrieste,
Stuttgart University, Jet PropulsionLaboratoriesin addition representativeof EuropeanScience
Foundation (ESF) EISMINT Programme,laboratories supporting ESF-CEC EPICA
drilling programafe presentinside the SteeringCommittee.Chairmanof the SteeringCommitteeand
Project Coordinator of the entire project is Prof. D.J. Wigham of the University College ofLondon,
Mullard SpaceScienceLaboratories.
90
The ltalian participantsat VECTRA project work within they found capability derived either
from PNRA (ltalian National Antarctic Project) as in case of DISTART University of Bologna
and ENEA or internaIfinancial supportas in caseof OGS, moreoverthe Museo dell' Antartide di
SieDasupportsthis project contributingwith financialand manpowersupporto
For every memberof VECTRA a responsiblePrincipal Investigator(PI) is designed,ltalianPI's
membersafe M. Frezzotti (ENEA), A. Capra (DISTART Univo Bologna) and F. Coren
(OGS).
The VECTRA Italian group focus its attention to three main area in Antarctica that
respectivelyafe: North-westernside of Antarctic Peninsula,Wilkes Land and Victoria Land.
Data delivery started on December1998, the ESA AnnouncementOpportunity (AO) for
exploitation of the historical ERS archive providesa mechanismfor timely, formaI approvaIof
VECTRA data accessoData afe requestedevery three months in a variable quantity which is
approximately fixed in 45 frames for every Principal Investigator. The data afe preferable
delivered in RAW formatbecauseof the reducequantity of processingneededby the ESA ground
segmento
This imply that the groupsbaveto provide data focalizationof the scenesby thernselves
only in particularcasesan higherformat level as Single Look Complex(SLC) can be requested.It
is obvious that only using RAW product,precise radiometercorrectedmultilook imagescan be
derived in orderto performaccurateanalysisof the backscaterring
coefficients.
At the presentmorethan 100imagesacquiredin the threeareasof interestof the Italian group
bave been focalized; this datasetprovided worth indications to assessthe best processing
procedureand contemporarydefinesan evaluationphaseto validatethe interferogramsin known
area.
The total amountof imagesprocessedby the Italian group will arise at approximately480 at
the end of this year.
Final archive for the entire VECTRA project is OGS; bere alI the data delivered by ESA will
be collectedanda browsabledatabasehas beenalreadysetup.
Useful internetaddressesof the projectafe :
www. vectra.rnssl.ucl.ac.uk
Official VECTRA gite
www.ogs.trieste.itlGDUINTE/sar.html
Official Italian GroupVECTRA gite
References
GOLDSTEIN R M" ENGELHARDT H., KAMB B, & FROLICH R.M.. (1993) -Satellite Radar [nterferometry
for Monitoring [ce SheetMotion: Application to an Antarctic [ce Stream. Science, 262, 1525-1530,
"materiali" -Dipartimento
di Geografia
Università di Padova -n° 21/1999
Il Progetto EPICA: perforazione profonda a Dome C (Antartide)
V. Maggi1, E. Castellano2,B. Stenni3,S. Torcini4 & R. Udistr
/Dip. ScienzeAmbientee Territorio. Universitàdi Milano Bicocca
2Inst.ChimicaAnalitica. Universitàdi Firenze
JDip.Scienzedella Terra. Universitàdi Trieste
4ENEA-Casaccia. Roma
n progetto EPICA (EuropeanProject for Ice Coring in Antarctica),finanziato dalla Comunità
Europeae da vari enti di ricerca europei, prevedela realizzazionedi almeno due perforazioni
profondesulla calotta Est Antartica, una a DomeC e l'altro nella zonadi DronningMaud Land, il
cui sito non è stato ancoradefinito con precisione.A partire dal 1996,pressola culminazionedi
Dome C, è iniziata la perforazioneprofondache ha comescoporaggiungerei 3200 m della base
del ghiacciaio che permetterebbedi ricostruire la storia climatica degli ultimi 500.000 anni.
L'attività dei primi due anni ha interessatol'allestimento della tenda di perforazione e dei
laboratori destinati al processodella carota di ghiaccio. La perforazioneha raggiunto alla fme
della stagione1998-99gli 800 m di profondità,recuperandocaroteche copronogli ultimi 50.000
anni di storia climatica del nostroPianeta.
Dopo la perforazione,le carotedi ghiacciovengonomessein un deposito,detto "buffer", dove
riposano per almeno 24 ore. Le misure effettuate direttamente nei laboratori di Dome C
permettono,alla fine del processo,di averea disposizioneuna seriedi dati di tipo fisico e chimico
del ghiaccio, e di preparare,già sul sito, campioni per misure che verranno effettuate nei
laboratoriEuropei.
L'attività italiana nel progetto riguarda, oltre alla parte di perforazione,la preparazionedi
campioni per la misura degli isotopi stabili (ossigenoed idrogeno),la misura in situ dei solfati e
dei cloruri, ed al taglio e la preparazionedi campioni per le misure chimiche e delle polveri
atmosferiche. In situ è stata inoltre misurata la conducibilità termica del ghiaccio. Strette
collaborazioniesistonotra i veri gruppi di ricerca che operanonel progetto EPICA ed i gruppi
italiani. In particolaresonoattive collaborazioniper lo studiodegli isotopi stabili, essenzialinella
ricostruzionedelle paleotemperature
e delle sorgentidelle massed'aria; per le misure in continuo
di alcuni composti chimici, per una caratterizzazionedelle variazioni del chimismo atmosferico
del passato;per la misura del particolatosolido, importanteper la comprensionedella turbolenza
atmosfericae della provenienzadelle massed'aria.
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