Il 70% della superficie terrestre è coperta dagli oceani. Eppure, rimangono un mistero: abbiamo mappe più dettagliate della superficie di altri pianeti che del fondo del mare, e sappiamo ancora meno dei meccanismi in moto nell’intricato sistema oceanico.

Un team interdisciplinare dell’Istituto Scripps di oceanografia della University of California, San Diego (UCSD) ha dimostrato che banchi di piccole sonde robotizzate ed autonome possono scrutare le acque, facendo luce sulle interazioni tra la fisica dell’oceano e la vita che lo abita.

Il gruppo, guidato dagli oceanografi Peter Franks e Jules Jaffe, ha sviluppato dei piccoli robot sottomarini, chiamati M-AUE (abbreviazione di Miniature Autonomous Underwater Explorer, o Esploratori Sottomarini Autonomi Miniaturizzati): tozzi cilindretti di plastica (lunghi circa 20 cm per un volume totale di circa 1.5 litri), equipaggiati con un gran numero di sensori.

Uno dei robot utilizzati nella ricerca pronto per l’azione (sopra) e tutto il suo contenuto (sotto). CC-BY Nature

I robot possono muoversi in su e in giù cambiando quanto galleggiano, ma altrimenti vanno alla deriva con la corrente. Però registrano la propria posizione di continuo, grazie ad un’ingegnosissima versione sottomarina del GPS (perché quello normale non arriva sott’acqua), in cui ricevono segnali acustici da speciali boe invece che dai satelliti.

Il primo caso che questi piccoli detective degli abissi si sono visti assegnare era l’origine delle maree rosse: crescite esplosive di alcune alghe microscopiche che normalmente fanno parte del plankton. Quando crescono fuori controllo, queste alghe formano dense chiazze rosse o marroncine—da cui il nome di marea rossa—e avvelenano l’acqua, uccidendo animali (dagli uccelli ai pesci, fino ai lamantini) e, talvolta, mettendo in pericolo le persone.

Secondo Franks, le chiazze affollate sono una delle chiavi dell’esplosione, perché aiutano le alghe a trovare partner con cui accoppiarsi, un po’ come i locali per single.

Una marea rossa in Angola. credit: G.C. Pitcher, S. Bernard and J. Ntuli/ESA

Circa vent’anni fa, Franks aveva proposto un modello secondo cui le chiazze si sarebbero formate quando dei processi fisici nell’oceano avessero interagito in modi particolari con le alghe. Siccome seguire singolarmente miriadi di microorganismi in mare aperto è impossibile, l’ipotesi era rimasta tale. Fino ad ora. I M-AUE possono imitare il movimento delle alghe, e i loro spostamenti vengono registrati di continuo. Così i ricercatori ne hanno liberati 16 in un’area di circa 300m di diametro lungo la costa californiana, li hanno programmati per nuotare come alghe (cioè mantenendo una profondità fissa), poi ne hanno analizzato i vagabondaggi.

Proprio come aveva previsto il modello, i robot si sono raggruppati in chiazze, spinti dalle onde interne—enormi, lente onde che scorrono sott’acqua, invisibili dalla superficie. Le creste delle onde schiacciano lo strato d’acqua in cui si trovano i robot, raccogliendoli nei ventri, e formando gli stessi motivi che si vedono nelle maree rosse. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature communications.

Secondo Jaffe, questo primo successo non è che l’inizio: “Penso che sciami di veicoli capaci di misurare dati dell’oceano in 3D per lunghi tempi siano il futuro delle misure oceanografiche”. I M-AUE sono relativamente economici, quindi possono essere usati in grandi numeri per osservare vaste porzioni di oceano in una volta sola. Questo farà capire meglio come funzionano le correnti locali, per controllare le maree rosse ma anche, ad esempio, per contenere perdite di petrolio.

Banchi compatti di M-AUE muniti di idrofoni (microfoni subacquei) potrebbero ascoltare i rumori degli abissi—dalle canzoni delle balene ai segnali delle scatole nere di aerei dispersi. “La densità di ricevitori è importantissima per individuare la provenienza di un suono e creare una registrazione utile”, dice Jaffe. In più, M-AUE alla deriva non hanno la corrente che scorre loro contro, rovinando la registrazione come il vento su un microfono.

Dalle correnti alla vita in fondo al mare, sembra che esploreremo i misteri dell’oceano con gli occhi di piccole flotte robotiche.

Foto copertina: CC0 Jeremy Bishop/unsplash

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