Ricerca ed esplorazione

La Missione SB Nettuno si prefigge di compiere nell'Artico taluni esperimenti scientifici ed altresì di ricercare i resti dello storico Dirigibile ITALIA del Generale Umberto Nobile, che affondò nel tardo Maggio del 1928.

La missione artica al Polo Nord verrà compiuta per mezzo, ed a bordo, della nuova Aeronave ITALIA.
L'affascinante regione dell'Artico, rappresenta quindi la meta per l'esplorazione e le ricerche scientifiche e geografiche in questa remota e meravigliosa parte del mondo polare che riserva ancora oggi aree e luoghi ancora poco esplorati, picchi montuosi non denominati, e piccole isole ancora da scoprire/denominare.

Motivazioni per una nuova campagna di studio e di ricerca scientifica

Dopo 25 anni dall'ultima campagna di studio e ricerca danese sulla Calotta Glaciale Hans Tausen, ed in considerazione delle ultime considerevolmente variate tendenze climatiche, si può ritenere che sia più che mai necessaria la programmazione di una nuova spedizione che possa aggiornare i dati ormai storici e che sicuramente saranno fortemente mutati per via stessa dei cambiamenti climatici, che sono particolarmente attivi sulla calotta glaciale più a Nord della Terra. Gli stessi dati geografici, topografici, ed altimetrici collezionati all'epoca, necessitano di rilevamenti ed aggiornamenti più che mai significativi. Una più attenta campagna di studio e di ricerca scientifica in situ della calotta glaciale Hans Tausen, del suo spessore, e della sua composizione dello strato superficiale, con l'analisi delle componenti chimiche presenti e contaminanti fornirebbe nuovi ed importanti dati da porre in correlazione con gli attenti studi analitici e più attuali sui forti cambiamenti climatici. Dai dati risultanti dalla nuova campagna scientifica, si otterrebbero informazioni da cui poter derivare un nuovo bilancio di massa della calotta glaciale, con una sua attesa parametrizzazione, nonché tutti i dati utili per lo sviluppo di più aggiornati modelli altimetrici digitali e cartografici, che verrebbero posti in correlazione con maggior precisione con i punti di rilevamento paleoclimatici e dei siti dei carotaggi e delle analisi stratigrafiche chimico/fisiche, biologiche, per i campionamenti dei microparticellari, e (geo) magnetiche.

ATTIVITA' DI RICERCA (Tematiche proponibili)

• Processi chimico-fisici nella bassa atmosfera artica: ozono;
• Incidenza della radiazione solare in artico: spettro ed intensità;
• Misure magnetiche ed elettriche alle basse quote artiche;
• ICT & propagazione radio HF nell'artico;
• Suolo artico, permafrost, mineralogia, rocce, e geologia artica;
• Campionamento ed estrazione di carote di ghiaccio;
• Campionamento di neve, ghiaccio, e studi glaciologici;
• Paleoclimatologia della calotta glaciale Hans Tausen;
• Processi idrologici e cambiamenti climatici in artico;
• Studi di biologia marina e di biodiversità;
• Ricerche marine ed oceanografiche;
• Ecosistemi, biodiversità, fauna e flora artica;
• Applicazione di nuove tecnologie innovative per l'Artico;
• Applicazione di tecnologiche per la scansione del fondale oceanico artico;

Attività generale di ricerca scientifica applicata e specifica condotta nell'Artico per effettuare i rilevamenti geografici, fotografici, e per i campionamenti geologici, minerali, biologici, ed ambientali costieri, marini, ed atmosferici, per le osservazioni e per le analisi geofisiche e geomagnetiche.

Misurazioni dei profili di concentrazione dei vari composti chimici nella bassa atmosfera artica, e del contenuto colonnare del suo vapore acqueo, mediante strumentazioni spettrometriche operanti nella gamma delle microonde.

La Missione Semper Borealis Nettuno prevede che possano essere svolte varie attività di raccolta e campionamento, di perforazione, e di carotaggio per gli studi di tipo paleoclimatico e per l'aria fossile lì imprigionata, nonché per lo studio del bilancio di massa delle coperture glaciali che influiscono sulla variazione del livello medio marino degli oceani e sull'assetto climatico terrestre.

In prima realizzazione di missione è prevista la semplice raccolta di campioni del suolo, di campioni nevosi e di ghiaccio, e di campioni di acqua dei fiordi, tutti da inserire in appositi contenitori sterili ed a costanza di temperatura. 

RICERCHE ASTROFISICHE

Le ricerche astrofisiche nell'Artico sono molto attive e vi si concentrano proprio in ragione delle condizioni ambientali uniche della regione polare Nord: freddo estremo, secchezza e comunque bassa umidità, bassissimo inquinamento luminoso, atmosfera stabile e sede del vortice polare troposferico che istituisce una perenne vasta area di bassa pressione.
Nell'ambito della Missione SB Nettuno sarà quindi possibile condurre ricerche scientifiche con un insieme di particolari rivelatori, per studiare i.e. la polvere cosmica (composizione) e per ricevere i segnali radio dell'Universo primordiale, con la prospettiva d'integrare i numerosi dati satellitari (ESA) con queste osservazioni terrestri artiche condotte a bassa quota ed anche al Polo Nord Magnetico. 
L'aria fredda e secca dell'Artico, priva di un particolare inquinamento, migliora la trasparenza atmosferica per condurre osservazioni ottiche nello spettro dell'infrarosso, infatti l'altezza dell'atmosfera nell'Artico, come altrove, varia per strati, ma la troposfera (dove avvengono i fenomeni meteorologici) è più sottile ai poli (circa 8 Km nominali: massimo 10 Km) rispetto all'equatore, mentre la stratosfera si estende fino a circa 50 Km e la mesosfera fino a 80 Km, con la termosfera (dove si vedono le aurore boreali) che inizia a circa 85 Km ed arriva anche a superare i 500 Km, e l'esosfera come strato più esterno che si fonde con lo spazio interplanetario.

RILEVAMENTI GRAVITAZIONALI

La gravità nell'Artico è leggermente più forte rispetto a quella presente all'equatore poiché il Polo Nord è più vicino al centro della Terra, ossia per il fatto che il pianeta Terra è più appiattito nelle regioni polari. Il raggio terrestre al Polo Nord (raggio polare) è di circa 6.357 Km, più corto rispetto al raggio equatoriale (circa 6.378 Km), ossia di circa 21 Km in meno. Tale situazione implica per l'Artico una distanza minore dal centro di massa del pianeta, ed anche se la differenza è piccola ben si percepisce pesando di più. Gli scienziati hanno già da tempo studiato queste anomalie gravitazionali tramite numerose e continue campagne di rilevamento aereo per comprendere meglio anche le masse del ghiaccio artico e quelle della crosta terrestre. Particolari gravimetri ad altissima sensibilità saranno installati a bordo al fine di collezionare dati utili per integrare i modelli esistenti.   

Oltre alle misurazioni effettuabili a terra durante gli sbarchi, si effettueranno anche i rilevamenti continui del campo magnetico terrestre attuale dalla stessa Aeronave ITALIA in volo. A tal fine, si utilizzerà il magnetometro al potassio GSMP-35A/25A (sensore geomagnetico basato sull'effetto Zeeman da assorbimento atomico dei vapori di potassio), o strumenti simili; esso ben funziona anche a temperature estremamente basse e può essere utilizzato per misurare le componenti del campo magnetico. 

Grazie alla sua sensibilità (µG), ed ad un effetto collaterale positivo, è possibile determinare la decomposizione minerale del terreno, poiché questo dispositivo è in grado d'influenzare il campo magnetico ambientale.

ANALISI GLACIOLOGICHE

L'importanza del controllo sistematico e ripetuto nel tempo degli apparati glaciali di misurazione venne riconosciuta fin dai primi atti dei Comitati scientifici nel 1895, e da allora le attività di studio e di ricerca hanno riguardato il monitoraggio delle metriche e delle variazioni glaciali ed, in particolare, delle misure delle variazioni frontali. Per consuetudine dei campionamenti, alla fine della stagione estiva, vengono condotte delle campagne di rilevamento sistematico dei fronti glaciali, integrandole con fotografie riprese da stazioni fisse, osservazioni della copertura nevosa, e della morfologia delle fronti glaciali. Queste attività di ricerca continuano con regolarità, con limitate interruzioni in alcuni anni di guerra, ed hanno consentito di raccogliere una delle più lunghe serie di osservazioni delle variazioni frontali esistenti al mondo.

Le numerose campagne glaciologiche annuali sinora condotte hanno permesso di acquisire anche un'enorme massa di dati relativi alla morfologia dei fronti glaciali ed una preziosissima documentazione fotografica, che compongono una già vasta letteratura scientifica, a cui è pur sempre possibile contribuire.

La calotta glaciale copre attualmente un'area di circa 1,71 milioni Kmq, pari a circa l'80% dell'isola, con uno spessore medio di circa 1,67 km ed un volume di 2,9 milioni di Kmc, che porta a stimare che essa pesi 2,66 milioni di miliardi di tonnellate. L'enorme peso e la morfologia del terreno sottostante, fanno sì che nella calotta si formino flussi glaciali, ossia di canali dove il ghiaccio si muove più velocemente rispetto al ghiaccio circostante, in continua evoluzione, la cui dinamica è oggetto di studi e ricerche. Comportandosi come veri e propri fiumi di ghiaccio in movimento, i flussi drenano ampie aree di territorio, venendo alimentati dai flussi di altri ghiacciai, che costituiscono dei veri e propri tributari, il cui moto, guidato dalla gravità, è controllato principalmente dalla temperatura e dalla solidità delle loro basi, due fattori che, essendo influenzati da diversi processi, nonché dalla geomorfologia del suolo su cui si muovono i flussi, fanno sì che l'attività di questi ultimi abbia un comportamento ciclico, sia pur segnato con lunghi periodi di inattività.

Oggi, le molte montagne costiere presenti in Groenlandia, impediscono alla calotta di raggiungere l'Oceano Artico, soltanto nel sud-est e nel nord-ovest dell'isola sono presenti spazi sufficienti tra le montagne perché la calotta possa defluire nell'oceano attraverso i cosiddetti ghiacciai di sbocco, i quali perdono regolarmente grandi masse di ghiaccio dal loro fronte. Come precisato, ciò avviene poiché in passato si sono susseguiti perlomeno 11 periodi di forte glaciazione in cui la calotta è diventata abbastanza spessa da scorrere oltre le montagne, arrivando ad estendersi al massimo fino a 120 km oltre i suoi attuali confini. Le variazioni nella massa glaciale della calotta, e quindi del suo tasso di crescita o di decrescita, dipendono in effetti da diversi fattori, quali il tasso di accumulo e quello di fusione della neve nella sua parte più interna ed alla sua periferia, la fusione del ghiaccio lungo i suoi margini ed il distaccamento di iceberg dalle piattaforme glaciali in cui si immette il flusso della calotta. Il ghiaccio della calotta glaciale groenlandese fluisce in mare attraverso 215 ghiacciai di sbocco, il cui ritiro ha un impatto diretto sull'innalzamento del livello del mare.

La Calotta Glaciale della Groenlandia

Sulla Terra ci sono solo due calotte di ghiaccio, una nell'emisfero nord, in Groenlandia, l'altra nell'emisfero sud, in Antartide. Durante l'ultimo periodo glaciale la calotta glaciale Laurentide copriva gran parte del Canada e dell'America del Nord, la calotta glaciale weichseliana copriva l'Europa del nord e la calotta glaciale della Patagonia buona parte dell'America del sud. La calotta glaciale della Groenlandia non si sviluppò affatto fino al tardo Pliocene ma, a quanto sembra, si sviluppò molto velocemente con la prima glaciazione continentale. 

Ciò ha avuto l'insolito effetto di consentire ai fossili delle piante che una volta crescevano nell'attuale Groenlandia di preservarsi molto meglio di quanto sia successo nella lenta formazione della calotta glaciale antartica. La calotta glaciale della Groenlandia, detta Sermersuaq in kalaallisut, la lingua groenlandese, occupa circa l'82% della sua superficie per complessivi 1,71 milioni di km² e se si sciogliesse causerebbe l'innalzamento del livello del mare di 7,2 m, sommergendo isole come Tuvalu e le Maldive che hanno un'altitudine massima inferiore o di poco superiore a tale valore. Presenta una lunghezza in direzione nord-sud di quasi 2400 km ed una larghezza massima di 1100 km alla latitudine di 77°N, vicino al suo margine settentrionale. L'altezza media è di 2135 m, mentre il suo spessore è generalmente maggiore di 2 km: il GISP, Greenland Ice Sheet Project, ha estratto un campione di ghiaccio di 3 km in un punto alto 3207 m alle coordinate 72,6°N e 38,5°O. Alcune stime nel cambiamento della massa della calotta glaciale della Groenlandia suggeriscono che si stia sciogliendo al ritmo di circa 239 km³ all'anno. Si tratta di misure fornite dal satellite della NASA, GRACE, Gravity Recovery and Climate Experiment, messo in orbita polare bassa nel 2002.

Rilevamenti delle anomalie termiche in Artico

Tra i vari studi scientifici ancillari sarà possibile inserire nel programma vi è certamente quella della raccolta dati affinché possa contribuire allo studio dell'anomalia termica nell'Artico. Le limitazioni dell'osservazione termica satellitare nell'artico includono infatti la risoluzione spaziale e temporale, l'influenza atmosferica, la necessità di una calibrazione precisa per distinguere le temperature reali, e la difficoltà nel misurare con precisione la temperatura di superfici piccole o con geometrie complesse, richiedendo spesso tecniche avanzate per superare ostacoli come l'assenza di riflettori o la geometria del sensore. Diversamente da questo quadro il rilevamento dei parametri atmosferici in loco, effettuato con precisione consentirà non solo la calibrazione delle immagini satellitarie ma anche la loro esatta rispondenza al reale poiché le nuvole, il vapore acqueo e stati di aerosol possono bloccare od alterare la radiazione infrarossa (termica) emessa dalla superficie terrestre, rendendo i dati completamente inaffidabili in certe condizioni. 

Trasmissioni radio CW rievocative e sperimentali

Nel corso di tutta la Missione SB Nettuno, saranno attive le trasmissioni radio in AM, SSB, ed in particolare quelle in CW (Continuous Wave) sui 9 MHz circa, al fine di realizzare le rievocazioni delle storiche trasmissioni radio del 1928 a beneficio della rete mondiale dei radioamatori. A tal fine verranno impiegati due distinti sistemi radio, il primo è quello moderno (Unità ricetrasmittente ICOM IC-7700), ed il secondo, quello storico (auto ricostruito), che servirà anche per verificare sperimentalmente le ragioni delle interruzioni dei collegamenti radio oltre il Polo Nord (NORGE), ed i mancati collegamenti radio tra la Tenda Rossa con la nave appoggio Città di Milano, emessi dal primo areale dell'impatto sul pack del Dirigibile ITALIA. (Verifica sperimentale)

L'unità ricetrasmittente HF ICOM IC-7700 da 200 W RF in CW, con una riduzione a soli 50 W RF in AM, verrà usata anche per mantenere i collegamenti radio con il Centro di controllo dell'Aeronave ITALIA, e con il Centro di Controllo della Missione SB Nettuno (Segmento di terra). In ricezione CW la sensibilità dell'apparato varia a seconda della gamma di frequenza: 0.1–1.799MHz 0.5μV; 1.8–29.999MHz 0.16μV; 50.0–54.0MHz 0.13μV.

In questo apparato commerciale la banda nell'intorno della storica frequenza dei 9 MHz (33 m) non è coperta (operativa invece sul modello autocostruito), ma risulta operativa nelle lunghezze d'onda dei 600 m e 900 m che furono impiegate sia bordo del Dirigibile NORGE (1926) sia del Dirigibile ITALIA (1928).

Le varie unità radio verranno interconnesse ai PC di plancia per permettere loro di fruire di SW specifici in grado di decifrare le trasmissioni Morse CW, ed al contempo di comporle a partire da un semplice testo. Un tasto Morse sarà comunque presente per il suo uso da parte del Marconista di bordo.