Un mare di scienza

Scoprire i segreti del mare può diventare un'esperienza magica che incanta grandi e piccoli tra suoni misteriosi, stelle brillanti, immagini sorprendenti, terremoti nascosti, giochi d'acqua e pura bellezza.

E così ogni passo da un laboratorio all’altro della Città della Scienza si è trasformato per tutti i presenti – quasi un centinaio - in un'avventura da vivere con meraviglia e stupore scoprendo piccoli segreti e pillole di ricerca sul mare.

Il tutto grazie all’evento Un mare di scienza organizzato dalla Città della Scienza e dal Centro Siciliano di Fisica Nucleare e di Struttura della Materia  in collaborazione con i Laboratori Nazionali del Sud e la Sezione di Catania dell'Infn, l'Osservatorio Etneo dell'Ingv e l'Area Marina Protetta del Plemmirio in occasione dello European Maritime Day e nell'ambito de Il Mese della Ciminiera Scientifica.

Un percorso a tappe che ha affascinato e incuriosito i visitatori che hanno “scoperto” il mare grazie ai diversi laboratori dedicati ai suoni (Vedere senza luce), alle stelle (Perchè guardare l’universo dagli abissi), alle immagini (Come l'AI ci aiuta a monitorare il mare), ai terremoti (La Terra nascosta), all’acqua (Conoscere e misurare le proprietà dell’acqua) e alla bellezza (Un viaggio virtuali nei fondali dell'Amp del Plemmirio).

Grandi e piccoli presenti all'iniziativa

Un mare di suoni - Vedere senza luce

«Jacques-Yves Cousteau aveva definito il mare come il luogo del silenzio, ma in verità il mare è ricco di suoni perché l’acqua è un fluido e noi sappiamo che i fluidi propagano bene i suoni», ha detto il ricercatore Giorgio Riccobene dell’Infn Lns che, insieme con Abdelghani Idrissi e Salvo Viola, ha curato il laboratorio Un mare di suoni - Vedere senza luce.

«Il mare, quindi, oltre a propagare i suoni, assorbe anche la luce, il colore e il calore e, non a caso, l’acqua del mare non è trasparente e si riscalda o si raffredda – ha aggiunto -. E proprio perché il mare propaga i suoni noi riusciamo, quando ci immergiamo, a sentire sott’acqua. Ma non solo. Sappiamo bene che le balene e i capodogli utilizzano i suoni per comunicare grazie al progetto KM3NeT».

Un progetto che ha permesso di realizzare la più estesa infrastruttura sottomarina di ricerca in fisica astroparticellare del mondo situata nelle profondità del Mar Mediterraneo con due telescopi per neutrini (Arca al largo di Capo Passero in Sicilia e Orca al largo di Tolone in Francia), ma che è anche un sensibile orecchio per intercettare alcuni suoni del Pianeta, in particolare la voce dei grandi cetacei nel Mediterraneo. Oggi, grazie al progetto Vongola, finanziato dal Bando a Cascata del Centro Nazionale Biodiversità, il Centro Siciliano di Fisica Nucleare e di Struttura della Materia, ha installato un particolare sensore acustico, utilizzando il cavo sottomarino dell’INFN-LNS, posto al largo del porto di Catania, a una profondità di 2100 metri, con il quale possiamo monitorare il transito dei capodogli e delle balenottere nel Mar Ionio. Ma non solo… siamo in grado di vedere anche terremoti e ascoltare il rumore delle navi.

Il ricercatore Giorgio Riccobene mentre illustra il laboratorio Un mare di suoni - Vedere senza luce

Un mare di stelle - Perchè guardare l’universo dagli abissi

Sempre sul progetto KM3NeT si sono soffermate Giovanna Ferrara (DFA-UNICT e INFN-LNS) e Carla Distefano (INFN-LNS) che hanno curato il laboratorio Un mare di stelle - Perchè guardare l’universo dagli abissi.

In particolar modo, hanno raccontato la straordinaria osservazione fatta con rivelatore ARCA del telescopio sottomarino per neutrini KM3NeT, che il 13 febbraio 2023 ha rivelato il neutrino più energetico mai osservato finora. Questo evento, denominato KM3-230213A, fornisce la prima prova che nell’universo vengono prodotti neutrini di energie così elevate. Questa prima rivelazione di un neutrino così energetico apre un nuovo capitolo nell’astronomia con neutrini e una nuova finestra di osservazione sull’universo.

Una ricerca che “nasce” proprio in fondo al mare. Il telescopio KM3NeT oggi opera con circa 20 mila sensori di luce distribuiti su 33 linee di misura alte 700 metri, ancorate al fondo marino, e raggiungerà la sua dimensione finale di oltre un chilometro cubo entro il 2030, quando saranno operative circa 200 linee di misura.

Le ricercatrici Giovanna Ferrara e Carla Distefano illustrano il progetto KM3NeT

Un mare di immagini - Come l'AI ci aiuta a monitorare il mare

L’Intelligenza artificiale al servizio del monitoraggio della biodiversità. È uno dei tanti campi di applicazione dell’IA che il docente Concetto Spampinato del Dieei di Unict ha illustrato nel corso del laboratorio Un mare di immagini - Come l'AI ci aiuta a monitorare il mare.

Grandi e piccoli sono rimasti affascinati dai numerosi monitor presenti nel laboratorio che hanno permesso di ammirare la vita in fondo al mare con svariati pesci ripresi da telecamere sottomarine.

«Grazie all’IA riusciamo ad analizzare le sequenze video sottomarine per supportare il monitoraggio della biodiversità da parte dei biologi marini – spiega il docente. Nell’ambito del progetto Vongola finanziato con fondi Pnrr sono state posizionate delle gabbiette con esche in fondo al mare, nell’area del Tirreno e nello specchio acqueo di Palermo, per attirare i pesci che vengono così immortalati dalle telecamere subacquee e successivamente i video, caricati su una piattaforma, vengono analizzati dai biologi marini che riescono così a monitorare la biodiversità».

«Con questo processo è possibile conoscere quali specie ittiche sono presenti e in che numero, quali comportamenti tengono e se si riproducono – continua il prof. Spampinato insieme con Leonardo Russo -. Tutte queste informazioni vengono trasferite agli stakeholder che correlano questi dati ad eventi esterni, ad esempio con un progetto simile sappiamo cosa è successo alla biodiversità in prossimità dello scarico di una centrale nucleare a Taiwan, gli eventuali effetti dell’azione antropica e quindi possono essere definiti anche eventuali interventi per non arrecare danno alla biodiversità».

Il docente Concetto Spampinato, insieme con Lorenzo Russo, illustrano il laboratorio Un mare di immagini - Come l'AI ci aiuta a monitorare il mare

Un mare di bellezza - Un viaggio virtuali nei fondali dell'Amp del Plemmirio

E rimanendo in mare i visitatori hanno potuto immergersi, senza bagnarsi, grazie ai visori Oculos ammirando la flora e la fauna dell’Area marina protetta Plemmirio di Siracusa.

Guidati da Sabrina Zappalà, responsabile dell’ufficio tecnico dell’Amp Plemmirio, grazie ai dispositivi virtuali è stato possibile visionare le immagini dei fondali dell’area protetta siracusana a 360 gradi realizzate grazie alla nuova tecnologia che ha combinato le numerose riprese subacquee dello scenografo siciliano, Riccardo Cingillo all'interno del laboratorio Un mare di bellezza - Un viaggio virtuali nei fondali dell'Amp del Plemmirio alla Città della Scienza.

«Grazie ai visori è possibile effettuare una reale immersione subacquea nell'aria marina protetta, ti immergi e inizi a scoprire i fondali che in alcuni casi sono inaccessibili a persone che non hanno capacità subacquee».

«Il progetto ha avuto grande riscontro anche a livello europeo e non a caso è stato presentato anche a Bruxelles nel corso di una esposizione della Regione Siciliana proprio per dimostrare l’importanza e la funzionalità dei progetti finanziati», ha spiegato Sabrina Zappalà.

Giovani visitatori ammirano i fondali dell'Amp Plemmirio grazie ai visori Oculos

Un mare di terremoti - La Terra nascosta

Ad attirare l’attenzione dei visitatori anche i numerosi monitor dell’Osservatorio Etneo dell’Ingv presenti nel laboratorio Un mare di terremoti - La Terra nascosta condotto dai ricercatori Pasqualino Cappuccio, Piero Bonfanti e Marco Aliotta.

Collegati alla sala operativa dell’Osservatorio Etneo dell’Ingv è stato possibile ammirare il segnale del tremore vulcanico, ma anche le riprese delle telecamere, anche termiche, posizionate sull'Etna e sullo Stromboli.

«Abbiamo la responsabilità su una vasta area che comprende l’Etna e l'arcipelago eoliano, quindi Stromboli e Vulcano – spiega il ricercatore Pasqualino Cappuccio dell’Ingv -. Con altre strumentazioni riusciamo a “vedere” i segnali sismici che monitoriamo in tempo reale e poi con altri strumenti ci occupiamo della sorveglianza e monitoraggio di queste aree».

A far bella mostra di sé anche due sensori sismici, un S13 e un Trillium, il sismometro di nuova generazione che, come ha Cappuccio, «è utilizzato nelle nostre stazioni dove sono installati in maniera permanente». E ancora il sensore infrasonico, un accelerometro e la telecamera termica proprio per far vedere come viene effettuata la sorveglianza.

Un monitoraggio che avviene anche tramite i sismometri posizionati nel mar Mediterraneo, in particolar modo nel Tirreno e nello Ionio.

I ricercatori dell'Ingv mentre illustrano il laboratorio "Un mare di terremoti - La Terra nascosta"

Un mare di acqua - Conoscere e misurare le proprietà dell’acqua

Ma l’acqua ha delle proprietà fisiche e chimiche che sono fondamentali per la salute dell’uomo e non solo. Su questi aspetti si sono soffermate – grazie al laboratorio Un mare di acqua - Conoscere e misurare le proprietà dell’acqua – le docenti Elena Geraci, Nelly Puglia e Alessia Tricomi del Dipartimento di Fisica e Astronomia di Unict e del CSFNSM.

Tra diversi esperimenti e una piccola lezione sul campo, con tanto di manine immerse nell’acqua, i piccolini (e non solo!) hanno giocato e imparato le diverse proprietà fisiche e chimiche, ma anche il moto dei liquidi con piccoli giochini che hanno permesso alle barchette di carta di muoversi con un motore alimentato dal sapone. 

Un mare di acqua ha fatto conoscere, con esperimenti semplici e materiali poveri, le principali proprietà dell’acqua, sottolineando anche l’importanza del monitoraggio ambientale e gli effetti che l’inquinamento antropico produce su tutto l’ecosistema delle acque, sia di mari e oceani, che degli acquiferi terrestri. I visitatori hanno potuto misurare il ph, la temperatura e i sali disciolti nell’acqua, ma anche comprendere, gli effetti che i tensioattivi dei detersivi producono sulla tensione superficiale e come questo possa causare la morte di molte specie animali.

«Abbiamo spiegato – racconta Alessia Tricomi, direttore del CSFNSM e delegata alla Città della Scienza - con semplici esempi cosa succede a causa dell’inquinamento. È facile nella bella stagione osservare alcuni insetti che camminano sull’acqua di stagni, paludi e laghetti. Sono quelli che in gergo vengono chiamati insetti pattinatori».

«Se si osserva la superficie dell’acqua nel punto in cui è appoggiata la zampetta si osserverà che essa è leggermente incurvata in basso, così come un telo si piega quando vi si appoggia un oggetto – ha aggiunto -. Questa proprietà dell’acqua è chiamata tensione superficiale. La tensione superficiale viene distrutta dai tensioattivi e gli insetti pattinatori non sono più in grado di appoggiarsi e spesso muoiono affogati e, purtroppo, non è il solo effetto negativo dei tensioattivi e dell’inquinamento delle acque: carenza di ossigeno, alterazione del ph, sono solo alcune delle cause che portano alla morte di flora e fauna acquatica».

Il CSFNSM è impegnato attivamente nel campo del monitoraggio delle acque anche attraverso un progetto EuroMediterraneo Prima, il progetto Swrips, nell’ambito del quale sta sviluppando, in collaborazione con Università di Catania, Cnr-Imm e Università di Palermo, un innovativo sistema per il controllo real-time delle acque.

Le ricercatrice illustrano ai piccoli visitatori il laboratorio Un mare di acqua - Conoscere e misurare le proprietà dell’acqua 

Il Planetario

E, infine, il Planetario, operativo da alcune settimane nei locali della Città della Scienza che, grazie al sistema Science on a Spheresviluppato dalla NOAA, ha permesso ai visitatori di vedere la Terra come mai prima: un globo tridimensionale su cui prendono vita in tempo reale oceani, correnti, uragani, temperature, ma anche fenomeni climatici complessi come El Niño e La Niña, rendendo visibile e comprensibile l’impatto del cambiamento climatico e la bellezza dinamica del nostro pianeta.

I visitatori sono stati guidati in questo viaggio affascinante da Alessia Tricomi, che ha illustrato i dati e raccontato le meraviglie della scienza che osserva la Terra dallo spazio.

Una delle immagini proiettate all'interno del Planetario