Da circa 20 anni l’Università di Trento è impegnata nello studio dei laghi in Trentino e in tutto il mondo, con l’obiettivo di capire e spiegare come il cambiamento climatico, i venti e la stratificazione termica modificano la qualità dell’acqua e lo sviluppo degli ecosistemi. Lo fa in particolare con il gruppo di limnologia del DICAM (Dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e meccanica), che analizza nello specifico la componente idrodinamica dei laghi e lavora in collaborazione con università provenienti da tutto il mondo (tra cui Svizzera, Olanda, Germania, Stati Uniti, Norvegia e Finlandia).

I dati raccolti dai ricercatori trentini e i modelli tridimensionali da loro sviluppati forniscono informazioni importanti a biologi, ecologi e climatologi e sono di aiuto alle istituzioni pubbliche, in primis la Provincia autonoma di Trento, per definire politiche di salvaguardia e di gestione dei laghi.

Cambiamento climatico e rimescolamento nei laghi

I laghi sono corpi idrici in cui il tempo di ricambio dell’acqua può essere molto elevato. Il rinnovamento delle acque di un lago avviene, oltre che tramite l’ingresso e l’uscita di eventuali fiumi immissari/emissari, anche attraverso il rimescolamento, che si può verificare una volta all’anno (nel caso dei laghi monomittici), due volte all’anno (laghi dimittici) o con cadenza non regolare (laghi oligomittici). Si verifica quando la temperatura dell’acqua che sta in superficie raggiunge la stessa temperatura o diventa più fredda e densa di quella sul fondo (per esempio tra la fine della stagione autunnale e i primi giorni di primavera), facendola scendere verso il basso. 

Un corretto rimescolamento è cruciale perché permette il giusto scambio di ossigeno e nutrienti tra i vari strati del lago. Normalmente, infatti, l’ossigeno tende a rimanere principalmente nella parte superiore, mentre sul fondo si accumulano sostanze organiche, nutrienti derivanti dalla morte e decomposizione di piante acquatiche, alghe e microrganismi. Quando il lago si rimescola, la parte profonda con poco ossigeno e molti nutrienti viene portata in superficie e riequilibra gli ecosistemi.

Essere in grado di studiare queste dinamiche è importante perché il clima ha un grande impatto sul processo di rimescolamento. Prendiamo per esempio un lago monomittico. A causa del riscaldamento globale, può succedere che in inverno l’acqua in superficie non raggiunga una temperatura inferiore a quella profonda e che quindi il lago non riesca a completare il proprio ciclo di rimescolamento. Se ciò non succede per molti anni, nella parte profonda viene consumato tutto l’ossigeno e si accumula una quantità di nutrienti troppo elevata. Quando poi il lago riesce finalmente a rimescolarsi di nuovo, quella stessa acqua “viziata” dall’eccessivo periodo di tempo passato sul fondo salirà verso l’alto, mettendo in crisi l’intero ecosistema (provocando per esempio la morte della fauna ittica per assenza di ossigeno o fioriture insolite di alghe).

Lo studio del lago di Garda

Il lago di Garda è uno dei più interessanti casi di studio del gruppo di limnologia dell’Università di Trento che, grazie all’imponente mole di dati raccolti dai propri ricercatori e dai colleghi di altri centri di ricerca e agenzie territoriali, ha creato un modello idrodinamico tridimensionale. Con questo modello è stato possibile studiare come l’acqua interagisce con l’aria e il vento, come si sviluppano le correnti e in che modo il lago risponde al cambiamento climatico.

Avere dei modelli è fondamentale per comprendere appieno i meccanismi che regolano le dinamiche dei laghi perché:

• Attraverso le misure fatte in campo non è ancora possibile ottenere la tridimensionalità
• I modelli permettono di simulare agevolmente gli effetti e gli scenari più disparati (per esempio l’assenza della rotazione terrestre o l’effetto del riscaldamento globale sul rimescolamento dei laghi)
• Grazie alle simulazioni si riescono a spiegare alcuni fenomeni e meccanismi che gli utenti del lago magari conoscono, ma di cui non sanno spiegare il motivo

Il lavoro in campo e la collaborazione con l’università di Utrecht

L’Università di Trento, oltre alla modellazione, svolge anche un importante lavoro di attività sperimentale in campo, che permette di entrare nel dettaglio dei fenomeni studiati, in particolar modo il mescolamento turbolento e la stratificazione nei laghi.

Per il reperimento dei dati in campo, il gruppo di limnologia si avvale anche di collaborazioni internazionali, come quella allacciata cinque anni fa con l’Università di Utrecht. Insieme ai colleghi olandesi i ricercatori trentini utilizzano un microprofilatore di turbolenza, che permette di osservare la turbolenza e le principali variabili di qualità nei primi 100 metri di colonna d’acqua con una risoluzione millimetrica. Questo strumento è stato utilizzato anche nel lago di Garda e, tra gli altri risultati, ha consentito di osservare la circolazione secondaria che si sviluppa grazie alla rotazione terrestre in presenza di venti persistenti e molto forti che spirano unidirezionalmente, offrendo un valido elemento per la validazione dei risultati modellistici.

Altri fenomeni studiati nel lago di Garda con il micropofilatore: 

• Il frangimento di onde interne sulle pareti di un canyon sublacuale nella parte veneta
• Le dinamiche di intrusione di una corrente torbida in prossimità dell’apertura periodica della galleria Adige-Garda