Un ritmo giorno-notte nei suoni del mare come indicatore di salute

Tre ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche hanno proposto di usare il paesaggio sonoro sottomarino, cioè l'insieme dei suoni prodotti da organismi, fenomeni fisici e attività umane, come indicatore dello stato di un ecosistema marino. Il dato su cui poggia la proposta è un'oscillazione giorno-notte nella pendenza dello spettro acustico tra 13 e 37 kHz, registrata con idrofoni alla piattaforma oceanografica Acqua Alta, nell'Adriatico settentrionale al largo di Venezia.

Lo studio di Pier Francesco Moretti (Cnr-Dsstta), Angela Pomaro (Cnr-Ismar) e Silvano Buogo (Cnr-Inm), sviluppato nel progetto Prin SEAmPhonia, è pubblicato su Ecological Indicators dopo revisione paritaria e si basa su misure raccolte in un solo sito e in due stagioni. Gli autori presentano l'oscillazione come indicatore candidato. Che quel ritmo misuri la salute del mare resta per ora un'ipotesi del gruppo, da verificare su altri ecosistemi.

Un ritmo nascosto nella forma dello spettro

Un idrofono, microfono progettato per lavorare sott'acqua e strumento base del monitoraggio acustico passivo del mare, registra le variazioni di pressione sonora. Scomponendo il segnale per frequenza si ottiene lo spettro, cioè quanta energia arriva a ciascuna frequenza. Nella banda da 13 a 37 kHz i ricercatori hanno trovato che l'energia cala secondo una legge di potenza, un comportamento detto invarianza di scala e tipico dei sistemi complessi. In pratica la forma dello spettro si riassume in un solo numero, la sua pendenza.

Quella pendenza sale e scende con un ciclo giornaliero osservato in entrambe le campagne, una invernale con il sistema MupHydro e una di tarda primavera con il sistema Sylence, sulla torre del Cnr-Ismar che poggia su un fondale di 16 m a circa 15 km dalla laguna. Fra le variabili ambientali confrontate, la più legata all'andamento è l'irraggiamento solare, con un coefficiente di Pearson di −0,749 d'inverno e di −0,441 in tarda primavera. Si tratta di un'associazione statistica. Secondo gli autori i soli fattori fisici non bastano a spiegarla e il ciclo potrebbe riflettere i ritmi collettivi della componente biologica, senza che lo studio lo attribuisca a una specie precisa.

Il confronto con lo stato attuale passa dalla direttiva quadro europea sulla strategia per l'ambiente marino (MSFD), che per il rumore subacqueo guarda soprattutto al suono continuo nelle bande intorno a 63 e 125 Hz, legate al traffico navale, e ai livelli assoluti di pressione sonora. Quei livelli dipendono dalla calibrazione degli strumenti, e in un lavoro precedente Moretti e Pomaro avevano documentato discrepanze tra apparecchi diversi posati insieme nello stesso punto. La pendenza confronta livelli a frequenze diverse e per questo, secondo gli autori, è indipendente dalla calibrazione.

Cosa manca per farne uno strumento di monitoraggio

Moretti paragona l'indicatore alla temperatura corporea, una misura sintetica che segnala che qualcosa è cambiato senza dire cosa. Una variazione del ritmo andrebbe quindi seguita da altre analisi per individuarne la causa. Il vantaggio dichiarato dal gruppo è un controllo continuo e non invasivo, confrontabile fra siti anche quando si usano strumenti diversi.

I risultati pubblicati riguardano due campagne in una stazione in acque basse. Nei materiali diffusi dal Cnr non compaiono misure su ecosistemi in condizioni diverse né un confronto tra la pendenza e un degrado documentato dell'ecosistema. Non sono indicati nemmeno tempi per test su altri siti o un percorso di adozione nei programmi di monitoraggio previsti dalla MSFD.