RICERCA ITALIANA     

Tyrrhenian Seamounts ecosystems: an Integrated Study (TySEc)

Università Politecnica delle Marche

Abstract

I seamount sono una delle principali strutture topografiche dei fondali marini. Si estendono lungo un considerevole intervallo di profondità dalla base alla cima e, presentando una ampia varietà di substrati ed habitat, costituiscono un ecosistema unico in mare aperto.
Le ricerche proposte saranno concentrate sul seamount Vercelli, localizzato nel Mar Tirreno Settentrionale, al largo delle coste di Olbia (41°05’00 N / 10°53’00 E, profondità della sommità 55 m). Da un punto di vista geologico il Vercelli è un'espressione sommersa di una intrusione di materiale granitico avvenuta circa 7 milioni di anni fa in un contesto tettonico di estensione in direzione orientale. Le esigue e non recenti informazioni bibliografiche indicano un peculiare chimismo medio delle rocce che lo contraddistinguono dalle altre intrusioni del Tirreno Settentrionale.
La ricchezza specifica di questi ecosistemi è dovuta ad una serie di fattori differenti quali l’elevata produttività di questi ambienti, la coesistenza di differenti biocenosi con differenti preferenze batimetriche in uno spazio relativamente modesto, il ruolo dei seamount come “stazioni di sosta” nei fenomeni di dispersione degli organismi bentonici, l’elevata percentuale di specie endemiche. I seamount sono dunque riconosciuti come importanti habitat, nursery, e/o rifugio per numerose specie di pesci e invertebrati.
Il progetto proposto intende studiare le relazioni tra le peculiari caratteristiche geomorfologiche e idrodinamiche dell’area del seamount e la struttura del relativo ecosistema, focalizzando l’attenzione sulle caratteristiche geomagnetiche e geologiche dell’intrusione granitica, sugli scambi di materiale ed energia tra colonna d’acqua e sedimenti (Pelagic - benthic Coupling) e sulle ricche e diversificate comunità di invertebrati bentonici e pesci che popolano i fianchi della montagna sommersa.
Le tecnologie impiegate e gli obiettivi principali delle tre UO coinvolte sono molteplici: innanzitutto sarà prodotto un rilievo geomagnetico marino in alta risoluzione sia dell’area strettamente correlata alla struttura topografica che della regione prospiciente. Durante il survey geofisico sono stati pianificati anche una copertura multibeam per l’acquisizione in alta risoluzione della batimetria ed il campionamento delle rocce per un successivo studio geochimico e petrografico. I dati raccolti nella fase operativa rappresenteranno la base per uno studio magnetico e geologico combinato che utilizzerà algoritmi di inversione bi e tridimensionali del campo di anomalia magnetica. L’obiettivo è quello di costruire un modello interpretativo della sorgente magnetica profonda definendone posizione spaziale, forma e geometria di crescita. Questo modello potrà essere inserito in un quadro interpretativo a scala regionale relativo alla tettonica tardo Miocenica del Tirreno Settentrionale.
Saranno inoltre identificati e descritti i processi idrografici che controllano la circolazione, il mescolamento e gli scambi delle masse d’acqua intorno ai seamount che sono alla base della comprensione dei processi biogeochimici, e di cui bisogna tener conto per definire la strategia di campionamento dei dati chimico-biologici. Inoltre sarà definita l’origine, la qualità e la dinamica del materiale organico nella colonna d’acqua e nei sedimenti superficiali del seamount, per stimare la sfera di influenza di questa struttura sui processi biogeochimici, studiando in particolare il Pelagic-benthic Coupling.
Infine sarà condotto uno studio della biodiversità, una caratterizzazione biocenotica delle comunità bentoniche e lo studio dell’ittiofauna del seamount Vercelli. La biodiversità sarà studiata tramite l’impiego sia di subacquei attrezzati con miscele gassose che, per le maggiori profondità, tramite veicoli teleguidati e draghe oceanografiche. Durante questi survey sarà valutato l’impatto della pesca sulle comunità bentoniche del seamount contando le colonie di organismi arborescenti interamente o parzialmente spezzati.
Dallo studio della composizione isotopica degli scheletri sia cartonatici che organici di cnidari a lento accrescimento e vita estremamente lunga sarà possibile trarre informazioni su possibili variazioni a medio termine delle acque tirreniche in relazione al riscaldamento globale del pianeta. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giorgio Bavestrello Università Politecnica delle MARCHE

Obiettivo del Programma di Ricerca

A causa dello straordinario interesse dei seamount, della loro importanza nel funzionamento dell’ambiente marino e dell’elevato livello di vulnerabilità che li caratterizza, sono stati raggiunti accordi tra diverse Nazioni per la protezione di queste montagne sottomarine, quali ad esempio quello tra Francia e Australia riguardante i seamount tra Australia orientale e Nuova Caledonia. La Comunità Europea ha finanziato un programma di ricerca per lo studio delle montagne sottomarine lungo la Dorsale Medio Atlantica (Oasis Project). Nel 2006 Greenpeace International, in accordo con ACCOBAMS, ha individuato i seamount tirrenici quali oggetto di protezione per la particolare ricchezza biologica e le peculiari situazioni ecologiche.
Questi dati chiaramente indicano la necessità di un progetto a lungo termine che consenta di ottenere dati su tutti i seamount mediterranei.
Il principale obiettivo del progetto TySEc è la realizzazione di uno studio integrato da svilupparsi, come esperienza pilota, su uno dei più interessanti monti sottomarini dell’area tirrenica: il seamount Vercelli, localizzato nel Mar Tirreno settentrionale (41°05’00 N / 10°53’00 E, profondità della sommità 55 m).

Gli obiettivi in dettaglio, riguardanti i diversi aspetti dello studio, possono esser così sintetizzati:

1) Realizzazione di una accurata ricerca sulle caratteristiche geomagnetiche e geologiche del Vercelli tramite un rilievo geomagnetico marino in alta risoluzione sia dell’area strettamente correlata alla struttura topografica che della regione prospiciente. Durante il survey geofisico sono state pianificate anche una copertura multibeam per una acquisizione in alta risoluzione della batimetria e un'attività di campionamanto delle rocce per un successivo studio geochimico e petrografico. I dati raccolti rappresenteranno la base per uno studio magnetico e geologico combinato, che utilizzerà algoritmi di inversione bi e tridimensionali del campo di anomalia magnetica. Lo scopo finale è quello di costruire un modello interpretativo della sorgente magnetica profonda definendone posizione spaziale, forma e geometria di crescita. Questo modello potrà essere inserito in un quadro interpretativo a scala regionale relativo alla tettonica tardo Miocenica del Tirreno Settentrionale.

2) Identificazione e descrizione delle forzanti fisiche che interessano il sistema seamount. Infatti, la conoscenza dei processi idrografici che controllano la circolazione, il mescolamento e gli scambi delle masse d’acqua intorno ai seamount è alla base della comprensione dei processi biogeochimici.

3) Definizione dell'origine, della qualità e della dinamica del materiale organico nella colonna d’acqua e nei sedimenti superficiali del seamount, allo scopo di stimare la sfera di influenza della struttura sui processi biogeochimici, studiando in particolare il Pelagic-benthic Coupling. Queste conoscenze sono strategiche per la comprensione delle fonti di energia e del trasferimento energetico all’interno di un ecosistema potenzialmente controllato dalla topografia e si collegano con lo studio delle comunità degli organismi bentonici.

4) Definizione della composizione e della struttura dei popolamenti planctonici, ponendo l’attenzione sulla variabilità spaziale e temporale, per verificarne l’origine (autoctona od alloctona).

5) Definizione e modellizzazione dei rapporti trofici dell’ecosistema del seamount all’interno di in un modello ecologico continuamente aggiornato che costituirà una piattaforma comune per la presentazione dei risultati preliminari. A questo scopo verrà condotta un’indagine quantitativa sulle principali specie di organismi filtratori, generalmente considerati i più efficienti trasportatori di energia dalle catene trofiche planctoniche a quelle bentoniche.
6) Studio della biodiversità e caratterizzazione biocenotica delle comunità bentoniche. I principali gruppi che saranno studiati a livello tassonomico sono quelli dei filtratori bentonici ed in particolare: poriferi, idrozoi, gorgonie, zoantidei, antipatari e madrepore.

7) Studio della comunità ittica effettuato tramite campionamenti con attrezzi da posta e visual census tramite ROV. La composizione e la struttura della comunità ittioplanctonica e del micronecton del seamount sarà definita per mezzo di campionamenti effettuati mediante reti pelagiche trainate.

8) Studio delle variazioni della temperatura delle acque tirreniche nel recente passato tramite l’utilizzo di organismi che ne registrano le variazioni nel tempo. A questo scopo si prevede di utilizzare l’analisi isotopica di scheletri carbonatici ed organici di cnidari coloniali a crescita lenta e vita estremamente lunga. E’ noto infatti che mentre la composizione isotopica degli scheletri carbonatici è influenzata dalla temperatura delle acque circostanti, quella degli scheletri organici (proteici o chitinosi) è indice della temperatura delle acque superficiali all’epoca in cui lo scheletro è stato deposto.

9) Valutazione, tramite studio quantitativo delle colonie di organismi arborescenti parzialmente o totalmente danneggiati dall’impatto della pesca professionale sui popolamenti bentonici. E’ noto infatti che sia gli attrezzi trainati che quelli da posta danneggiano o distruggono completamente i coralli ramificati, specie che mostrano una crescita estremamente lenta e quindi una modesta capacità di recupero. L’impatto della pesca sarà valutato tramite la conta, lungo transetti orizzontali, del numero di colonie staccate o con rami spezzati. <<<

Risultati parziali attesi

Il principale risultato atteso da questa ricerca è una descrizione dettagliata del seamount Vercelli sia per quel che riguarda le componenti abiotiche che l’influenza di queste ultime sull’ecosistema.
Prodotto sintetico di questo lavoro sarà l’allestimento di un modello concettuale sulla trofodinamica dell’ecosistema del seamount Vercelli, basato sui bilanci di massa, e costruito attraverso l’utilizzo di un software dedicato (ad esempio ECOPATH suite). Tale modellizzazione consentirà di ottenere informazioni di sintesi per una prima presentazione e valutazione dei diversi ecosistemi studiati, nell’ambito di una sempre più attenta e corretta gestione dell’ambiente marino.

In ambito geomorfologico il principale risultato sarà un rilievo magnetometrico marino ad alta risoluzione del Vercelli in modo tale da definire in dettaglio le caratteristiche magnetiche dell’area. Il fine di questo rilievo è ottenere un campionamento dell’anomalia connessa all’intrusione granitica il più dettagliato possibile in modo da definire un modello dell’anomalia stessa.
Un secondo risultato, funzionale alla realizzazione del modello magnetico dell’area, sarà l’acquisizione dei dati di batimetria ad altissima risoluzione che potrà avvenire in concomitanza al rilievo magnetico.
Infine il modello magnetico sarà integrato da dati quali le caratteristiche litologiche, l’età della struttura, l’assetto geologico regionale ed i parametri fisici delle rocce come suscettività e densità, allo scopo di ottenere un modello geologico dell’area.
I risultati di tale attività contribuiranno a creare per un quadro geologico esauriente relativo alla struttura intrusiva e definiranno specifici vincoli per una interpretazione a larga scala delle dinamiche tettoniche del Tirreno settentrionale

Nell’ambito dello studio della biodiversità i principali risultati saranno:

1) Lista delle specie rinvenute e determinate alle diverse profondità nell’ambito delle biocenosi bentoniche di substrato duro. In particolare saranno studiati a livello specifico gli organismi filtratori come spugne, idrozoi, gorgonie, antipatari, zoantidei e madreporari. Alcuni di questi gruppi (spugne e idrozoi) sono ancora largamente sconosciuti nell’area mediterranea, in particolare per quel che riguarda le acque profonde. Altri (Gerardia ed antipatari) sono considerati animali rari la cui distribuzione è ancora largamente sconosciuta in Mediterraneo. Per quel che riguarda gli antipatari, tre delle cinque specie mediterranee sono descritte in modo insufficiente e necessitano una ridescrizione. Per quel che riguarda il gorgonaceo Corallium rubrum la sua distribuzione batimetrica, in particolare il limite inferiore, è ancora largamente ignota e pochissimo è conosciuto sui ritmi di crescita delle popolazioni profonde. La conoscenza di nuovi banchi è estremamente importante per una corretta gestione della risorsa. Per quel che riguarda gli altri gorgonacei è noto che in tutto il Tirreno settentrionale questo gruppo è stato soggetto a drammatiche morie che hanno decimato le diverse specie nelle acque superficiali. Un risultato estremamente importante sarà la valutazione dello stato di salute delle popolazioni presenti sul Vercelli alle diverse profondità. Popolazioni sane, in acque profonde, potrebbero essere cruciali per mantenere il reclutamento ai livelli superiori. La posizione strategica del Vercelli potrebbe, in questo senso rappresentare un centro di diffusione per tutto l’alto Tirreno.
In generale l’analisi della biodiversità e delle biocenosi del Vercelli potrebbe rappresentare un primo approccio allo studio di tutti i seamount tirrenici allo scopo di valutare, come ampiamente proposto in altre aree del mondo, adeguati livelli di protezione per questi ecosistemi.
2) Contributo alla conoscenza qualitativa e quantitativa delle comunità ittiche del Vercelli sia tramite catture con attrezzi da pesca che tramite visual census. Degli esemplari pescati saranno valutati alcuni parametri relativi alla taglia, allo stato riproduttivo ed al contenuto stomacale.
La composizione e la struttura della comunità ittioplanctonica e del micronecton del seamount sarà infine definita. Questi risultati saranno estremamente importanti per valutare, in un’ottica conservazionistica e gestionale, l’impatto della pesca professionale sui popolamenti ittici del Vercelli.

3) Contributo alla valutazione dell’effetto della pesca professionale sia con attrezzi da posta che trainati, sulle biocenosi bentoniche principalmente composte da organismi a struttura ramificata. Le comunità profonde sono infatti riconosciute importanti nursery o aree di rifugio per molte specie di pesci e invertebrati. La distruzione di questi importanti habitat può avere riflessi profondi sulla biodiversità delle scogliere più superficiali mentre la comprensione della biodiversità e della struttura degli ambienti profondi potrebbe rappresentare una conoscenza essenziale per la gestione delle acque superficiali

4) Contributo alla valutazione del ruolo degli organismi filtratori presenti nelle biocenosi di fondo duro sui trasferimenti di energia tra il plancton ed il benthos (Pelagic-benthic Coupling) tramite una stima quantitative delle popolazioni delle diverse specie presenti alle diverse profondità lungo i fianchi del seamount Vercelli.
I filtratori bentonici, in particolar modo le spugne e gli cnidari ramificati, sono considerati tra i più efficienti trasportatori di energia dalle catene trofiche planctoniche a quelle bentoniche. Le spugne sono in grado di sfruttare principalmente la sostanza particellata mentre gli cnidari sono prevalentemente predatori.

5) Contributo alla valutazione dei cambiamenti climatici delle acque superficiali e profonde del Mediterraneo settentrionale tramite lo studio di organismi registratori della temperatura ambientale. In particolare saranno studiate le composizioni isotopiche, previa datazione, degli scheletri di organismi con scheletri cartonatici e organici a vita estremamente lunga. Questi dati saranno estremamente importanti per la comprensione dei cambiamenti globali che hanno interessato e interessano tuttora il Mar Mediterraneo, il quale, per la sua struttura di bacino semi-chiuso, è particolarmente sensibile ai cambiamenti determinati dai fenomeni legati al riscaldamento del pianeta.

I principali risultati attesi per quanto riguarda l’analisi ecologica saranno:

1) Contributo alla conoscenza dell’idrologia delle masse d’acqua in relazione alla topografia del fondo. La conoscenza dei processi idrografici che controllano la circolazione, il rimescolamento e gli scambi delle masse d’acqua intorno al seamount è alla base della comprensione dei processi biogeochimici dell’area. Grazie a questi dati potrà essere valutata l’ipotesi che i seamount rappresentino siti potenzialmente importanti per lo sviluppo dell’attività biologica nelle aree oligotrofiche di mare aperto e che le condizioni idrodinamiche portino ad un aumento delle concentrazioni e dei flussi di materia organica verso il fondale.

2) Contributo alla conoscenza dei meccanismi che regolano i processi biogeochimici in vicinanza dei seamount. La definizione dell’origine, della qualità e della dinamica del materiale organico nella colonna d’acqua e nei sedimenti superficiali del seamount permetteranno di stimare la sfera di influenza del seamount sui processi biogeochimici e in particolare del Pelagic-benthic Coupling. Questi dati permetteranno di ipotizzare risposte a una serie di domande in merito al meccanismo (o ai meccanismi) di arricchimento quali-quatitativo di sostanza organica delle acque che circondano il seamount, alla partizione delle risorse nutritive all’interno dell’ecosistema ed alla misura in cui questa materia organica rimane intrappolata nei sedimenti. Queste conoscenze sono inoltre strategiche per la comprensione delle fonti di energia e del loro trasferimento all’interno di un ecosistema potenzialmente controllato dalla topografia e si collegano con lo studio delle comunità degli organismi bentonici.

3) Verifica di protocolli di lavoro scientifico-logistico per lo studio dei sistemi seamount in Mediterraneo. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

I seamount sono una delle principali strutture topografiche dei fondali marini (Smith e Jordan 1988). Si estendono lungo un considerevole intervallo di profondità dalla base alla cima e, presentando una ampia varietà di substrati ed habitat, costituiscono un ecosistema unico in mare aperto (Boehlert e Genin 1987).
Il Vercelli è un monte sottomarino situato nel dominio geografico del Tirreno Settentrionale al largo delle coste nord-occidentali della Sardegna. Tale elemento morfologico presenta una struttura troncoconica orientata in direzione SW-NE la cui base è posizionata a circa 1800 metri di profondità e la cima raggiunge i 55 metri sotto il livello del mare. Da un punto di vista morfo-batimetrico il Tirreno settentrionale è caratterizzato da una serie di alti strutturali allungati in direzione preferenziale N-S e NNW-SSE affiancati da strutture di bacino. Da Ovest verso Est si ritrovano diversi seamount come gli Etruschi, il Cialdi e il Tiberino (Marani e Gamberi, 2004). Se si considera il trend generale di distribuzione est vergente delle strutture morfologiche del Tirreno settentrionale, il Vercelli seamount presenta una posizione anomala in quanto situato a sud delle strutture di bacino quasi in contatto con la discontinuità del 41° parallelo.
Da un punto di vista geologico il Vercelli è una intrusione granitica formatasi nel Tardo Miocene (Barbieri et al., 1989). In generale l’evoluzione cronologica dei prodotti magmatici del Mar Tirreno è associabile ad una migrazione est-vergente del sistema di subduzione tra Africa ed Europa. Nella porzione settentrionale del Tirreno tale tettonica estensionale si è impostata nel Miocene con le prime evidenze magmatiche nella zona della Corsica ed è terminata nel Tortoniano (zona Appenninica). La migrazione verso est del sistema compressivo ha generato una distribuzione spaziale di prodotti magmatici/intrusivi che diventano più giovani andando da Ovest verso Est.
La messa in posto del Vercelli è avvenuta nel Tortoniano in concomitanza di altre strutture intrusive come quella di Montecristo, l'Isola d’Elba e Capraia che affiorano nell’Alto Tirreno (Barberi et al., 1978; Barbieri et al., 1989). La composizione media del seamount Vercelli è granitica mentre le strutture intrusive dell’alto Tirreno (Elba, Capraia) sono tendenzialmente granodioritiche. Più nel dettaglio, il chimismo granitico del Vercelli ha una affinità calco-alcalina con maggiori tenori di potassio (serie HK-CA, secondo Peccerillo e Taylor (1976)) ed alti di elementi incompatibili quali BA, Th, U rispetto alle altre strutture intrusive. Il pattern geochimico e geologico possono essere indicativi di una sorgente magmatologica peculiare rispetto al contesto generale. La risalita di materiale magmatico ad affinità calco-alcalina è da imputare ad una sorgente legata alla subduzione. E’ probabile che la risalita di tale sorgente possa essere in parte contaminata dal processo di distensione e rifting iniziato nel Tortoniano nella zona del 41° Parallelo. In questo contesto l’area oggetto di studio può essere stata affetta da due fasi geodinamiche distinte ed il Vercelli può essere considerato il punto di passaggio tra l’ultima fase magmatologica del Nord Tirreno e la distensione E-W .
Il campo di anomalia geomagnetica della porzione settentrionale del Mar Tirreno presenta caratteristiche del tutto correlabili al proprio assetto tettonico crostale. In questa zona infatti, il movimento di estensione ha proceduto con bassi tassi di estensione e con moderata velocità apportando una lieve deformazione (Patacca et al., 1990; Royden, 1988) ad una spessa crosta continentale. Il campo di anomalia magnetica è caratterizzato da una portante spettrale di bassa frequenza connessa alle porzioni crostali profonde ascrivibili al basamento geologico. Sovrapposte alla componente di alta lunghezza d’onda si ritrovano anomalie di alta frequenza localizzate in corrispondenza di alti strutturali e corpi sepolti nella porzione crostale più superficiale. Il seamount Vercelli è caratterizzato da un campo di anomalia di ampiezza medio bassa con intensità che raggiungono i 50/75 nT (Caratori Tontini et al., 2004). L’anomalia presenta un massimo centrato sulla struttura del seamount con una direzione di sviluppo SW-NE analoga al trend morfologico della struttura stessa. Da dati paleomagnetici esistenti (Barbieri et al., 1989) si evince che le rocce del Vercelli presentano un basso tenore di magnetizzazione con una componente rimanente molto bassa. Studi su provini di roccia campionata in situ hanno dimostrato la presenza di uno spesso strato di alterazione che produce un abbassamento dei valori di suscettività magnetica. Tenendo conto dei bassi tenori di suscettività della litologia predominante e che l’anomalia magnetica campionata da aereo (1500 metri s.l.m) ha valori altamente misurabili è pensabile che la struttura intrusiva sia molto sviluppata in profondità e il livello di alterazione prenda in considerazione la porzione più esterna.
I seamount contribuiscono a movimentare il bottom boundary layer a livello del quale si generano rimescolamenti verticali. Ciò ha acquisito particolare importanza a seguito della scoperta di un numero di seamount superiore a quanto stimato in precedenza. Questi risultati indicano il potenziale grande contributo dei seamount al mescolamento verticale nell’oceano profondo, che è una delle componenti principali del ciclo di rinnovamento globale degli oceani.
La modellizzazione delle caratteristiche idrodinamiche in vicinanza dei seamount è basata sul concetto teorico che, se un flusso in perfetto bilanciamento geostrofico incontra un ostacolo topografico isolato (come un seamount), viene generata una circolazione anticiclonica che segue le isobate, creando un’area a limitato idrodinamismo sopra l’ostacolo. Tale struttura è comunemente nota come colonna di Taylor. Nell’oceano reale si genera una struttura più complessa, che dipende dalla forza del flusso incidente, dalla geometria dell’ostacolo e dalle condizioni oceaniche al contorno. In generale, una corrente costante che incontra un seamount genera una risalita delle masse d’acqua sul lato nel verso della corrente ed uno sprofondamento sul lato opposto dell’ostacolo. E’ stato osservato un aumento del rimescolamento verticale in prossimità dei seamount (Lueck and Mudge 1997, Toole et al. 1997, Ledwell et al. 2000). Questo ha significative implicazioni per il trasporto passivo del materiale e la sua ritenzione in vicinanza della struttura (Roberts et al. 1974, von Stackelberg et al. 1979, Turnewitsch et al. 2004). La distribuzione dei depositi sedimentari è spesso asimmetrica, a causa dell’accelerazione del flusso incidente che causa l’erosione o la riduzione della deposizione su un fianco del seamount. Heinz et al. (2004) hanno osservato contenuti di carbonio organico sedimentario superficiale minori sulla sommità del Great Meteor Seamount rispetto a quelli sulla scarpata e nell’adiacente piana abissale, suggerendo il trasporto di materiale dalla cima alle zone limitrofe a causa di movimenti verticali ed orizzontali ed ai processi di risospensione. L’isolamento della massa d’acqua rispetto al mare circostante può avere una pronunciata influenza sulla ritenzione del materiale planctonico od altro materiale organico in vicinanza del seamount. Goldner e Champman (1997) conclusero che la ritenzione di particelle dovuta alla circolazione attorno al seamount dipende dalla velocità della risalita e dal fatto che le particelle hanno tempi di ritenzione variabili a seconda della loro localizzazione rispetto alla corrente residua massima.
E’ stato suggerito che le condizioni idrodinamiche intorno ai seamount possano favorire un aumento di produttività, specialmente nel caso dei cosiddetti seamount superficiali, la cui sommità penetra nella zona fotica (Dower et al. 1992, Genin 2004). Questo aumento può essere dovuto alla risalita lungo il seamount di acque più profonde ad alto contenuto di nutrienti, che possono essere utilizzati se altri fattori come la luce e la stabilità della colonna d’acqua sono favorevoli (Perissinotto et al. 1990, Dower et al. 1992, Sime-Ngando et al. 1992). Infatti, sono state osservate concentrazioni di clorofilla significativamente più elevate e persistenti in prossimità dei seamount rispetto al mare circostante (Dower et al. 1992, Mourino et al. 2001, Nycander e Lacasce 2004). Meno frequentemente, i seamount mostrano la riduzione di indicatori di produzione primaria come la clorofilla-a (Venrick 1991) rispetto alle vicine acque del largo. Questi risultati contrastanti possono essere dovuti alle ampie variazioni spaziali e temporali delle condizioni fisiche (es. termoclino), sia a scala stagionale che a più breve termine (Bode e Fernandez, 1992).
Lo scenario, nella colonna d’acqua, di attività biologica e sedimentazione di materia organica potenziate è consistente con la presenza sui seamount di comunità bentoniche ad elevata biomassa (Hughes 1981; Rogers 1994). D’altronde, l’idrodinamismo complesso generato dalle condizioni locali può rimuovere materiale organico (ed organismi) prodotti nel sito del seamount, trasportandoli lontano verso altri ecosistemi (di mare aperto o costieri, Parker e Tunniclie 1994). Quindi, anche da un punto di vista ecologico i seamount sono estremamente complessi, e posso profondamente influenzare gli ecosistemi di aree estremamente ampie.
I seamount rappresentano così degli hotspot di biodiversità marina con una fauna ittica particolarmente abbondante e diversificata e ricche comunità bentoniche principalmente composte da organismi filtratori come poriferi, idrozoi, antipatari (corallo nero) ed altri antozoi (gorgonacei, zoantidei, sclerattinie) (Koslow et al., 2000).
Questa ricchezza è dovuta ad una serie di fattori differenti quali l’elevata produttività di questi ambienti, la coesistenza di differenti biocenosi viventi a diverse profondità in uno spazio relativamente modesto, il ruolo dei seamount come “stazioni di sosta” nei fenomeni di dispersione degli organismi bentonici (Thurman &amp; Burton, 2001), e l’elevata percentuale di specie endemiche.
E’ noto che gli elevati livelli di nutrienti che si riscontrano nelle aree dei seamounts sono determinati dalle correnti di upwelling che causano un sostanziale arricchimento delle comunità planctoniche (Rogers, 1994; Dower et al., 92; Mullineaux &amp; Mills, 1997).
Inoltre la morfologia dei seamount permette la coesistenza, in uno spazio orizzontale modesto, di habitat caratterizzati da profondità rapidamente crescenti e colonizzati da comunità che, normalmente, sono distanti decine di miglia l'una dall'altra. Questi ambienti rappresentano l’habitat ideale per quelle specie ittiche che vivono a diverse profondità nelle diverse fasi del loro ciclo vitale. Queste migrazioni si risolvono in trasferimenti di sostanza organica dai livelli superiori a quelli inferiori e vice versa. Questi trasferimenti, insieme alla pioggia di spoglie di organismi planctonici provenienti dai livelli superiori, mantengono estremamente ricche le comunità a tutti i livelli di profondità (Koslow, 1997). I picchi della maggior parte dei seamount nell’area Mediterranea si trovano parecchie centinaia di metri al di sotto della superficie del mare impedendo l’instaurarsi di comunità vegetali. Al contrario la profondità della sommità del seamount Vercelli, circa 50 m, assieme alla trasparenza delle acque della zona, permettono l’impianto di biocenosi di acque relativamente superficiali caratterizzate da biocostruzioni prodotte da alghe coralline, come il coralligeno. Infine, dal punto di vista della distribuzione degli organismi marini, i seamount sono generalmente considerati “pietre miliari”, aree, cioè che possono fungere da nuovi centri di dispersione di larve di specie bentoniche (Thurman &amp; Burton, 2001).
L’importanza dei seamount nell'evoluzione di specie endemiche è legata alla storia tettonica delle placche e all’andamento delle correnti (Butler et al., 2001; Lutjeharms, &amp; Heydorn, 1981; Mullineaux &amp; Mills, 1997). Sfortunatamente nessuno studio dettagliato è attualmente disponibile sulla percentuale di endemismi del Mar Mediterraneo.
I seamount sono dunque riconosciuti come importanti habitat, nursery, e/o rifugio per numerose specie di pesci e invertebrati. La distruzione di questi habitat può pertanto contribuire al degrado delle biocenosi litorali, mentre la comprensione di queste singolari comunità potrebbe essere di aiuto nei tentativi di recupero dell’ambiente costiero.
Per quanto riguarda il popolamento ittico dei seamount è noto che esso è composto da specie appartenenti a molteplici e differenti ordini e famiglie in cui sono però evidenti alcune caratteristiche comuni dal punto di vista eco-morfologico, fisiologico e del ciclo di vita. Tali caratteristiche permettono loro di vivere in questo ambiente particolare contraddistinto da forti correnti e da un maggiore flusso di materia organica rispetto a quello delle acque profonde circostanti (Koslow et al., 2001). I pesci dei seamount sono in genere dei forti nuotatori, con alto metabolismo, lunghi cicli di vita, lento accrescimento e scarse capacità di rinnovo delle popolazioni (Leman &amp; Beamish, 1984).
Le principali biocenosi bentoniche che si prevede siano presenti nell’area del seamount Vercelli sono le seguenti:
1) Biocenosi coralligena
2) La cosìddetta “Zona crepuscolare” (Twilight Zone, TZ) comprendente i fondi duri tra 60 e 120 m di profondità. In questa zona è presente una peculiare comunità caratterizzata da spugne e coralli ramificati come diverse specie di gorgonie, lo zoantideo parassita Gerardia savaglia e il corallo nero Antipathella subpinnata recentemente descritto come ubiquitario nella TZ del Mediterraneo.
3) La comunità a coralli profondi dominata da due sclerattinie coloniali (Lophelia pertusa e Madrepora oculata). I coralli bianchi funzionano come nursery per molte specie profonde di interesse commerciale e sono probabilmente assai importanti per il mantenimento degli stock (Rogers, 1999; Tursi et al. 2004; Fossa et al., 2002). <<<