Variabilità interannuale

Un esame più approfondito della variabilità interannuale nella stazione MC ha permesso di evidenziare alcune differenze interessanti tra i tre anni. Osservando attentamente la figura 58, che mostra la distribuzione verticale della temperatura con sovrapposte le isoaline (linee nere), si nota negli anni un progressivo disaccoppiamento tra il periodo in cui si osserva il minimo di salinità e il periodo caratterizzato dal massimo di temperatura.

In particolare, nel 2010 si osservano i valori minimi di salinità (<37.00) da Maggio ad Agosto e i massimi di temperatura (>23.00 °C) da Giugno a Settembre. Di particolare rilevanza è la corrispondenza tra il minimo assoluto di salinità (36.53) e il massimo assoluto di temperatura (28.92 °C), entrambi osservati nel mese di Luglio. Nel 2011 tale corrispondenza si perde ed il massimo di temperatura segue immediatamente il minimo di salinità. In dettaglio i valori minimi di salinità si osservano da Aprile ad Agosto e i massimi di temperatura da Giugno a Settembre. Lo stesso andamento si osserva nel 2012 ma a differenza dell’anno precedente i valori minimi di salinità si osservano fino a Luglio. É inoltre interessante notare che sia la salinità che la temperatura mostrano valori leggermente maggiori che nei due anni precedenti.

Figura 58. Distribuzione verticale della temperatura con sovrapposte le isoaline (linee nere) dal 2010 al 2012. I dati CTD sono stati gentilmente forniti dal gruppo del Dott. Saggiomo dell’area MECA della Stazione Zoologica A. Dhorn di

La situazione appena descritta sembra influenzare la distribuzione del DOC e delle proprietà ottiche della CDOM.

Nel 2010, periodo in cui osserviamo la corrispondenza tra massimo di temperatura e minimo di salinità, il DOC, l’assorbimento e la fluorescenza delle componenti sia proteiche che umiche mostrano il loro massimo (Fig. 43, 44, 45, 46, 47). Questo andamento può essere spiegato da due osservazioni: (1) l’input terrestre, come suggerito dai minimi di salinità, può rappresentare una fonte diretta sia di DOC che di CDOM; (2) l’elevata stratificazione della colonna d’acqua, fa si che tali sostanze restino confinati nello strato superficiale. La prima ipotesi viene supportata dalla distribuzione di S275-295(Fig. 59) che in questo periodo assume valori molto bassi (0.018-0.025 m-1),

suggerendo che il 75 % circa di DOC è di origine terrigena, in accordo con Fichot e Benner (2012). Inoltre la presenza di valori di SRmolto bassi (~1.5 m-1) (Fig. 60) e simili a quelli osservati da Helms et al. (2008) in un area costiera soggetta ad un forte input fluviale, supporta ulteriormente la presenza di CDOM di origine terrestre.

Figura 59. Distribuzione verticale di S275-295, dal 2010 al 2012.

Nel 2011, il DOC e i valori di assorbimento sia della componente proteica che di quella umica sono molto elevati da Aprile a Settembre(Fig. 43, 44, 46). Un esame più attento rivela la presenza a 0 m di un massimo di DOC (> 102 µM) da fine Giugno a Settembre, periodo in cui anche la fluorescenza della CDOM presenta il suo massimo; mentre l’assorbimento presenta i valori più elevati da 0 a 10 m a Maggio. Queste osservazioni suggeriscono un cambiamento nelle molecole della CDOM. In particolare da Maggio a Giugno predominano molecole che hanno un elevato

assorbimento, ma una bassa fluorescenza, mentre da Giugno a Settembre molecole con una maggior fluorescenza a parità di assorbimento. Questa ipotesi è supportata dall’andamento di S275- 295di SRche presenta un cambiamento netto a Giugno. Da Maggio a Giugno infatti i loro valori sono

bassi (rispettivamente di circa 0.020 e 1.5 m-1_{) (Fig. 59, 60), tipici di DOM terrigena; mentre da fine}

Giugno ad Agosto i loro valori sono più elevati (rispettivamente di circa 0.027 e 2.0 m-1), simili a quelli osservati in mare aperto (Helm et al., 2008). Questi risultati suggeriscono la predominanza di DOM terrigena tra Maggio e Giugno, in corrispondenza del minimo di salinità, mentre da fine Giugno a fine Agosto, in presenza dell’elevata stratificazione, sembra predominare la DOM prodotta in situ. In accordo con Fichot e Benner (2012) i nostri dati suggeriscono la presenza del 75% di DOC terrigeno nel primo periodo e solamente del 10% nel secondo.

Figura 60. Distribuzione verticale di SR, dal 2010 al 2012.

Il 2012 rappresenta un anno particolare sia per le proprietà fisiche che per la dinamica della DOM. Per tutti i parametri si può osservare un massimo da Maggio a Luglio, ma con alcune differenze rispetto agli anni precedenti. Il DOC presenta un massimo assoluto con valori > 110 µM (Fig. 43), mentre la fluorescenza di entrambe le componenti (Fig. 44, 45, 46, 47) mostra una sensibile diminuzione. I valori di S275-295osservati nello stesso periodo, sono compresi nel range

0.02-0.03 m-1, suggerendo la presenza di CDOM prevalentemente prodotta in situ.SRal contrario,

mostra valori di 1.04-1.23 m-1(Fig. 60) che secondo quanto riportato da Helms et al. (2008) sono simili a quelli osservati in acque influenzate da input terrestri. Gli andamenti osservati nel 2012 sono di difficile interpretazione e necessitano ulteriori studi per poter essere chiariti.

Concludendo, da questi risultati emerge una marcata variabilità della dinamica del DOC e CDOM nei tre anni di studio, particolarmente evidente nei periodi primaverili-estivi a livello superficiale. Essa sembra essere strettamente legata all’idrologia dell’area di studio, in particolare alla relazione che si instaura tra la temperatura e la salinità. Infatti l’analisi congiunta della distribuzione di salinità e temperatura unita a quella del DOC, dell’assorbimento, della fluorescenza e di S275-295 e SR, ha consentito di separare la DOM di origine terrigena da quella

prodotta in situ.

La DOM prodotta in situ potrebbe derivare dal fitoplancton che in seguito all’apporto dei nutrienti con l’immissione di sostanze terrestri, indicata dai minimi di salinità, aumenta il proprio metabolismo e di conseguenza la produzione di DOM. Pertanto in quest’ottica si conferma l’ipotesi che l’apporto di sostanze si origine terrestre potrebbe rappresentare una fonte indiretta di DOM.

Inoltre, come è stato descritto nell’introduzione, la circolazione del Golfo di Napoli è strettamente legata ai regimi dei venti e pertanto variazioni a livello climatico potrebbero aver determinato i cambiamenti evidenziati nei tre anni di studio per la stazione MC.

CONCLUSIONI

Sulla base dei risultati ottenuti possiamo formulare le seguenti conclusioni:

1) Nell’area di studio si osserva un chiaro ciclo stagionale del DOC (dal 2007 al 2012) e delle proprietà ottiche (assorbimento e fluorescenza) della CDOM (dal 2010 al 2012);

2) Un esame più approfondito ha permesso di rilevare differenze della dinamica della DOM a livello interannuale, in particolare relative alle fonti e caratteristiche molecolari della DOM 3) La stratificazione della colonna d’acqua sembra essere il processo determinante nella

distribuzione verticale del DOC e della CDOM. In particolare, in primavera-estate quando si osserva un termoclino ben sviluppato, la DOM si accumula nel mixed layer; mentre in autunno-inverno, quando la colonna d’acqua è completamente mescolata, si distribuisce uniformemente dalla superficie al fondo.

4) I processi biologici sembrano avere un forte impatto sulla dinamica della DOM, in particolare il ciclo stagionale del plancton.

5) In generale si osserva una buona correlazione fra l’andamento delle proprietà ottiche della CDOM e la distribuzione del DOC, suggerendo che i processi di produzione e/o rimozione di tali componenti siano strettamente accoppiati.

6) Questo studio evidenzia un elevato impatto antropico sulla dinamica della DOM nella stazione Marechiara, infatti in primavera-estate la concentrazione del DOC mostra valori molto più elevati rispetto ad altre zone costiere e questo potrebbe essere spiegato dall’input da terra di composti organici. Inoltre sono stati individuati due composti altamente inquinanti (il fluorene e il carbofurene).