Genova, 5 maggio 2004 Antonio Capone Studio del sito di Capo Passero: Correnti Proprietà ottiche (assorbimento, attenuazione, diffusione) Sedimentazione Rumore ottico Studio geomorfologico del fondo Risultati raggiunti Articoli in preparazione Programma di lavoro NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

I siti investigati nel basso Tirreno e nello Ionio, le navi CNR R/V Urania 62 m Capo Passero 3350 m Ustica 3500 m Alicudi 3500 m Catania 2000 m CNR R/V Thetis 32 m NATO R/V Alliance 110m CONISMA R/V UNIVERSITATIS 48m NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Il sito “Capo Passero” : profondità ~3350 m Fm(cm-2 sr-1 sec-1) AMANDA Toulon Capo Passero Methoni NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 Attività sismica nel Mar Mediterraneo centrale epicentri di terremoti con magnitudo >3 scala Richter NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

NEMO Site Selection Activity Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 NEMO Site Selection Activity 24 sea campaigns since 1998 light transmission properties of deep sea water(AC9 transmissometer) optical background (custom devices) deep sea currents (RCM11 and RCM8 current metre) data analysis OGS nature and quantity of sedimenting material (Sediment trap) data analysis IBM seabed characteristics (cores and bottom profile) data analysis CEOM-ENI Other sites explored Lake Baikal, in collaboration with BAIKAL site evaluation group Toulon (ANTARES site), in collaboration with ANTARES site evaluation group V. Balkanov et al. NIM 2002 NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 AC9 AC9 Biofouling Sediments Optical background

NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 Summary of campaigns Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 August 1998 Capo Passero currents October 1998 Ponza AC9 + CTD January 1999 Capo Passero AC9 + CTD + currents Matapan AC9 + CTD February 1999 Capo Passero AC9 + CTD + currents August 1999 Capo Passero AC9 + CTD + sediments + currents+ bathimetry Catania AC9 + CTD December 1999 Ustica AC9 + CTD Alicudi AC9 + CTD Capo Passero AC9 + CTD + currents + sediments + fouling + biology March 2000 Capo Passero AC9 + CTD + 40K June 2000 Toulon AC9 + CTD September 2000 Capo Passero 40K + biology December 2000 Capo Passero failed recovery of current metre chain (recovered in March 2002) March 2001 Baikal AC9 + CTD July 2001 Capo Passero AC9 + CTD + DEWAS + currents + sediments November 2001 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Summary of campaigns, continue… February 2002 Capo Passero failed recovery of current metre chain (recovered in March 2002) March 2002 Capo Passero biology March 2002 Capo Passero AC9+CTD+DEWAS + 40K + currents + sediments + bottom profile Catania AC9+CTD+DEWAS + bottom profile May 2002 Capo Passero AC9 + CTD July 2002 ANTARES AC9 + CTD + DEWAS + 40K + Test 3’ + Bioluminescence August 2002 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE+ 40K + Test 3’ + Bioluminescence Capo Passero currents + sediments + ocean noise Catania AC9+CTD March 2003 Capo Passero 40K + currents + sediments + Test 3’ + Bioluminescence Catania CREEP March 2003 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE+ recovery (40K + Test 3’ + Bioluminescence) Catania CREEP + currents July 2003 Capo Passero AC9 + CTD + DEWAS + 40K + Test 3’ + Bioluminescence November 2003 Capo Passero recovery current metres, deployment 40K + Test 3’ + Biolumin. Catania recovery of CREEP + currents Aprile 2004 Catania test deployment - planned recoveries not succeded Stretta collaborazione con il “site evaluation group” di ANTARES dal 2002 NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Oceanographic data measured in Capo Passero Two current metres and a sediment trap are moored in Capo Passero Region since 1998. Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 Current metre 2900 m Sediment trap 3000 m Current meter 3050 m Seabed 3350 m NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Site Selection Activity: currents in KM4 We have completed 2 full years of current data acquisition in Capo Passero KM4. Results show an average current velocity of ~3 cm/sec (rms ~0.7 cm/s). Maximum current intensity is never more than 16 cm/sec. The 2 current metres moored at different depths show the same behaviour Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 90% 95% NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Misura delle correnti in KM4 altra serie temporale disponibile Marzo-Novembre 2003 Misura delle correnti in KM4 Serie di dati che si protrae su un periodo ~ 3 anni. Due correntometri posti a 100m e 400m dal fondo marino 1999-2000 RCM8: Due correntometri “meccanici” con sensibilità 1.1cm/s Dal 2001 in poi (in funzione) RCM11: Due correntometri Doppler con sensibilità ~ 0.5 cm/s Analisi dei dati in corso: correlazioni fra correntometri, correlazioni con condizioni meteo in superficie, correlazioni con rumore ottico (Salusti & studenti, J. P. Schuller) NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 Proprietà ottiche dell’acqua abissale - assorbimento ,  attenuazione per 9 lunghezze d’onda Misure “locali” contemporanee a misure di Temp. e di Salinità AC9 +CTD  o.k. NERONE + CTD, futuro ? Presentazione di L. Trasatti  diffusione realizzata a Baikal non possibile a Capo Passero Distribuzione angolare della luce diffusa: in attesa di DEWAS AC9  λassorbimento NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Water optical properties: seasonal dependence Seasonal dependence of oceanographical (Temperature and Salinity) and optical (absorption and attenuation) properties has been studied in Capo Passero Variations are only observed in shallow water layers Data taken in: Aug 03 (2 profiles superimposed) Aug 02 (3 profiles superimposed) Mar 02 (4 profiles superimposed) May 02 (2 profiles superimposed) Dec 99 (2 profiles superimposed) temperature salinity a440 c440 Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Seasonal dependece of optical properties in Capo Passero Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 Seasonal dependece of optical properties in Capo Passero Capo Passero 2850-3250 m NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Seasonal dependece of optical properties in Capo Passero  assorbimento  attenuazione Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 Capo Passero 2850-3250 m

NEMO Test Site (Catania): proprietà ottiche Temperatura Salinità Coeff. attenuazione Coeff. assorbimento Agosto 2002 (Test Site) Marzo 2002 (nella regione del Test Site, 10 km più lontani dalla costa) NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

NEMO Test Site (Catania): proprietà ottiche Agosto 2002 (Test Site) Marzo 2002 (nella regione del Test Site, 10 km più lontani dalla costa) NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO: Toulon Temperatura Salinità Coeff. attenuazione Coeff. assorbimento temperature salinity c440 a440 AC9 + CTD Profiles of the water column in Toulon Region Water is colder and less salty than in Capo Passero NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO: Capo Passero August 2002 NATO-Alliance R/V Test 3’ LED’s PMT CPU Modem Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 AC9 + Test 3’ data Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Water optical properties: comparison Toulon-Capo Passero Data measured with two different instruments: the AC9 transmissometer (NEMO) and the Test 3 (ANTARES) Absorption lengths measured in Capo Passero are compatible with optically pure sea water data Large differences between Toulon and Capo Passero are observed in the blue region Values measured with the Antares Test 3’ setup are in good agreement with the AC9 data The Toulon data are similar to those measured in the Catania Test Site (coastal waters) Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Proprietà ottiche dell’acqua : Capo Passero, Tolone, Catania Test Site NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 DEWAS Valerio Russo 4/05/2004 Nel meeting di Dicembre Catia Petta vi ha aggiornato sulla situazione di DEWAS. Vi aveva anche detto che aveva ordinato i cristalli di quarzo per gli oblò. Purtroppo la ditta ce li ha fatto opachi. Li abbiamo rimandati indietro per la lucidatura. Dovrebbero arrivare in questi giorni. Quando arriveranno sostituiremo quello in plastica ed eseguiremo la calibrazione Inoltre è stato determinato il limite di misura. Infatti, si è proceduto alla misura con il PMT tappato. Il risultato è che, quando si sono fatte misure in acqua, sia a Porto Palo che al test site, che in acqua iperpura, la diffusione a 90 gradi non è rilevabile,k a meno di tempi di misura incredibili Nel frattempo sono state definite le procedure di pulizia dell’oblo: è stato anche accertato che nel tempo, 6 mesi, c’è una leggera deriva degli offset e che quindi ogni tanto bisogna riaprire DEWAS e tararlo. NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Effetto del Biofouling Transparency =(PD/reference)t / (PD/reference)day#1 Negligible effect of fouling after 40 days Capo Passero 3200m depth Reference PD Blue LED 14 PDs array L’apparato di NEMO per la misura del Biofouling sta per essere ricostruito, tesi di laurea Simone Biagi L’apparato per la misura del Biofouling di ANTARES è in misura nel sito di Capo Passero da marzo 2003: più di 12 mesi di acquisizione dati NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Capo Passero: sedimentation rate Sediment samples collected over more than 3 full years: Aug 1999-May 2000 and July-December 2001(analysed). Other periods under analysis NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Capo Passero: sedimentation rate Sediment samples collected over more than 3 full years: Aug 1999-May 2000 and July-December 2001(analysed) Other periods under analysis Toulon (spring data missing) Sediment flux (mg m-2 d-1) Capo Passero (1 year) Northern Ionian Sea NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Capo Passero: sedimentation rate Northern Ionian Sea Sediment flux (mg m-2 d-1) NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Typical time sequence of Optical noise rate in Capo Passero Bioluminescence No luminescent bacteria have been observed in Capo Passero below 2500 m Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 Counting rate (kHz) 1 10 100 1000 10000 5 15 20 25 30 Time (mn) .35 spe Typical time sequence of Optical noise rate in Capo Passero Measured with test 1 Courtesy J.P. Schuller NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Optical background in Capo Passero and Catania Rate measured with 2’’ PMT Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 F.Massa et al., EPJ 2001 Capo Passero Catania 1000m depth 3000m depth Rate(3000m) ~ 390 Hz Rate(1000m) ~ 1000 Hz NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO Detector: PMT (10” Hamamatsu) Test 1 CPU and memory (160Mb) Energy ( > 350 h) NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Optical background in Capo Passero and Toulon PMT 1+ DAQ NEMO device (8’’ PMT at 0.3 spe) Toulon 58.03.0 kHz Capo P. 28.52.5 kHz Giorgio Riccobene VLνNT- NIKEF-2003 PMT 2+power PMT dark current 7 kHz PMT dark current 7 kHz NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Articoli in preparazione Risultati da tutte le misure delle proprietà ottiche (lunghezza di assorbimento e di diffusione) in funzione della frequenza nel sito di Capo Passero; discussione della indipendenza dei risultati dalle diverse condizioni stagionali. Articolo scritto, pronto per essere sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editori G. Riccobene + T. Capone. 2 Descrizione dell’apparato per la misura del rumore ottico, sua calibrazione e prima serie di misure. Articolo da completare. Presto sarà sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editore T. Capone. 3 Caratterizzazione del sito di Capo Passero tramite tutte le misure oceanografiche, ottiche ed ambientali: trasmissione della luce, correnti, sedimenti, rumore ottico, biofouling. Articolo in fase di definizione, risultati disponibili. Entro luglio sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editori G. Riccobene + T. Capone + ??. 4 NEMO-ANTARES risultati comparati delle misure congiunte di lunghezze di trasmissione della luce e di rumore ottico nei siti di Tolone e di Capo Passero. Articolo da scrivere, risultati parzialmente disponibili. Editori J.P. Schuller + T. Capone + ??. NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004 Sommario Enorme mole di dati raccolta ed analizzata nel sito di Capo Passero: Correnti, sedimenti Assorbimento, attenuazione Sedimenti (18 mesi di semimenti in analisi) Bioluminescenza (quattro set di dati “brevi”, una misura per tempi lunghi in atto con NEMO a 3000m e ANTARES a 2000m di profondità) Programma per il prossimo futuro DEWAS, NERONE Serie temporale di misure di correnti, sedimenti (continua) Recupero ed analisi dei dati per la stima del “biofouling” Continua analisi dei dati raccolti Caratterizzazione del “Test Site” (proprietà ottiche, 40K, bioluminescenza, correntometri ….) Rifacimento della stazione di misura NEMO per la misura del biofouling Redazione articoli a stampa con caratterizzazione del sito di Capo Passero NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Effetto del taglio sul PMT p.h. 0.4 p.e. cut 0.3 p.e. cut 2/3 p.e. cut NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004