Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca IMONT PNRA Programmi di ricerca glaciologici nell'ambito dell'IMONT e del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA) Stefano Pignotti (IMONT Roma) Valter Maggi (UNIMIB-PNRA Milano) Augusto Marcelli (INFN Frascati)

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca IMONT PNRA Attraverso CryoALP: Studio del sistema crisofera all'interno dell'arco alpino in tutti i suai aspetti, fisici, geografici, climatici, biologici ed ambientali. Attraverso i Pogetti Glaciologia e Paleoclima e Tecnologia: Studio del sistema crisofera nelle aree polari con particolare riguardo all'Antartide e la Groenlandia. Di fondamentale importanza sono quindi i rapporti con l'atmosfera a tutti i suoi livelli. Per entrambi i programmi di ricerca, esiste un partticolare interesse per la parte strumentale e di know-how legate alle tecnologie per lo studio delle problematiche inerenti alla crisofera.

La ricostruzione delle variazioni climatiche avvenute nel passato é necessaria per comprendere levoluzione climatica attuale e prevederne gli sviluppi. Tree ringsVarvesPeat Bogs La storia climatica terrestre é preservata nei materiali naturali che si accumulano progressivamente nel tempo e che rispondono alle variazioni climatico-ambientali. Loess Deposits Marine Sediment cores ICE CORES

Nelle carote di ghiaccio possono essere analizzati diversi parametri : Isotopi stabili dellacqua [ D, d excess] Isotopi radioattivi cosmogenici[ 10 Be, 14 C,.....] Componenti solubili[marini (Cl, Na, K, Mg, SO 4,…), terrestri (NO 3, Ca, K, organic acids), biologici dagli oceani (SO 4, MSA, …) vulcanici (H 2 SO 4, HCl, HF, …)] Gas nelle bolle daria[CO 2, CH 4, N 2 O, …] Cristalli di ghiaccio Metalli pesanti[Pb, Cd, Ni, Zn, Rh, Pa, …] Microparticelle insolubili [Materiale vulcanico e micrometeoriti in piccole quantità Prevalentemente polveri minerali di origine continentale (dust)] Polveri (dust) = Aerosol minerale di origine continentale

f (attività della sorgente)!!!!!! f (deposizione secca o umida) f (t) (t = tempo di trasporto) f (tasso di accumulo) Distribuzione granulometrica = f (t) [Dust] ice = Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca (micro)meteoriti

Tecnica Coulter Counter (approccio fisico discontinuo) Tecnica Laser Counter (approccio fisico continuo) Diametro delle particelle calcolato come equivalente sferico CONCENTRAZIONE Number of particles per ml of ice Dust mass (ppb or ng dust / g ice ) estimated assuming average density of 2.5 g/cm 3 DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA (diametro equivalente delle particelle tra 0.7 e 20 µm) 256 canali di misura Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Preparazioni e misure fatte in camere pulite classe

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca EPICA-Dome C: primo profilo a bassa risoluzione Risultati di studi precedenti: Vostok ca. 24 da Petit et al., 1990 Dome B ca. 35 da Jouzel et al., 1995 Old Dome C ca. 28 da Royer et al., 1983 LULTIMA TRANSIZIONE CLIMATICA IN ANTARTIDE ORIENTALE LGM/Olocene Rapporto di concentrazione ca. 53 (i.e. 26 in flusso) 750 ( 300) ppb (LGM) 14 ( 8) ppb (Olocene) A 18 kyrs B.P. inizia il decremento delle polveri 14.6 kyrs B.P. livelli Olocenici Delmonte et al., 2002, Climate Dynamics Esiste un cambio di massa e dimensione delle micrometeoriti nel tempo? Cambiamenti dei parametri orbitali o variazioni del campo terrestre?

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Particelle leggermente più fini durante l LGM rispetto allOlocene EPICA-Dome C: Primo profilo di polveri (Delmonte et al., 2002a) a bassa risoluzione temporale Record del valore di MODA della distribuzione volumetrica. E per le Micrometeoriti? Range da 50 a 300 m quindi facili da trovare 5

Le carote di ghiaccio, in particolare, in costituiscono un archivio di storia climatica e atmosferica di primaria importanza. Nel Febbraio 2003 la perforazione EPICA-Dome C (European Project for Ice Coring in Antarctica) ha raggiunto 3200 metri di profondità, fornendo un record climatico degli ultimi 740,000 anni. La carota EPICA-Dome C costituisce oggi la più lunga sequenza climatica mai ottenuta da carote di ghiaccio (EPICA Community members, Nature, in press). Dome Fuji (Watanabe et al., 2003) 330,000 anni; Vostok (Petit et al., 1999) 420,000 anni L Antartide Orientale é un luogo preferenziale per il recupero di records climatici di lunga durata poiché laccumulo nevoso é estremamente ridotto.

Polveri EPICA ESTENSIONE GHIACCIO MARINO A SCALA GLOBALE (Bassinot et al., 1994) LOESS cinese (da Kukla et al., 1990) Polveri Vostok (da Petit et al.,1999) Deuterio Vostok (da Petit et al.,1999) Lambert et al., in preparazione

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Tecniche di campionamento che permettono maggiori volumi: Aspirapolvere per micrometeoriti Taylor et al., 1997, CRREL report

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Vantaggio delle micrometeoriti in genere è quello delle grandi dimensioni rispetto il pulviscolo fine atmosferico normale. Nella fase solida del ghiaccio continentale dimenisioni oltre i 50 mm possono essere associati solamente a materiale Vulcanico o Micrometeoriti 1 mm Taylor et al, 1997, CRREL Report Maurette et al, 2004

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca A total of 250 micrometeorites identified from 40 m 3 of snow at Concordia Station (Maurette, 2004)

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Aree glacializzate delle medie latitudini come le Alpi, l'Himalaya o le Ande

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Verificare se è possibile campionare micrometeoriti utilizzando le aree di ablazione dei ghiacciai alpini (es: laghi sopraglaciali, vaschette crioconitiche, aree di particolare accumulo della frazione fine).

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Aree dei ghiacci continentali tipo Antartide e Groenlandia

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Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Tempo yrs 1000 yrs Possibilità di campionare grandi volumi (decine m 3 ) in aree di margine glaciale delle grandi calotte, dove esiuste la possibilità di datare la sequenza.

Lab. of Glaciology Environmental Sciences Dept. University of Milano Bicocca Prospettive: Fondamentale arrivare a campionare materiale direttamente in atmosfera. Sia in aree delle medie latutudini (Alpi, Ande, Himalaya) che in aree polari (Artica ed Antartica). Per la parte micrometeoritica (e non) potrebbero essere fondamentali i più livelli di studio: superficie (recenti ed antiche), bassa stratosfera (aereo) ed stratosfera (palloni) IMONT PNRA