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L'iconico lago Lemano non solo è molto bello e riveste un enorme valore culturale, ma è anche un "affascinante laboratorio all'aria aperta", dice lo scienziato australiano Andrew Barry. Le ricerche che sta conducendo in questo lago con il suo team potrebbero aiutare a capire meglio il cambiamento climatico e l'impatto delle attività umane sulle risorse idriche in tutto il mondo.
Originario di Brisbane, in Australia, il professor Andrew BarryLink esterno dal 2005 lavora al Politecnico federale di Losanna (EPFL). Qui attualmente dirige l'Istituto di ingegneria ambientale. Dal settembre 2018 è anche decano ad interim della Facoltà dell'ambiente naturale, architettonico e ingegneristico (ENAC), che riunisce queste tre discipline. Questo, afferma, è uno dei motivi per cui è venuto a Losanna.
"Penso che il sistema svizzero sia notevolmente ben integrato, ciò che incentiva a venire qui", dice a swissinfo.ch. "E questa combinazione piuttosto rara di discipline all'interno di un'unica facoltà è estremamente utile, perché possiamo affrontare tutto ciò che riguarda l'ambiente, le sue trasformazioni e gli effetti dei cambiamenti climatici". Il ricercatore racconta che più tempo trascorreva vicino al Lemano, più si è "interessato al lago e alla scienza dei processi al suo interno".
Perché un "laboratorio all'aperto"?
Il lago Lemano – noto anche come lago di Ginevra – è particolarmente prezioso per gli scienziati per le sue dimensioni e la profondità, spiega Barry. Con una superficie di circa 580 chilometri quadrati, è il lago più grande che tocca le rive elvetiche, anche se non è il più grande lago svizzero in senso stretto, poiché metà di esso fa parte della Francia. Alla sua massima profondità, il lago scende a 309 metri.
È formato dalle acque del Rodano, il fiume che nasce dall'omonimo ghiacciaio. Immissario da est, il Rodano è anche il suo emissario a Ginevra, a ovest, dove in seguito scorre attraverso la Francia fino al Mediterraneo. Il livello dell'acqua del lago è controllato a Ginevra.
"Se si prende un bicchiere d'acqua e lo si guarda, non succede granché", dice Barry. "Se invece si prendono grandi corpi fluidi, come gli oceani, ci sono maree, vento, possono esserci grandi tempeste, poi, naturalmente, c'è tutta l'attività biologica. Un grande lago non è un oceano, ma dal punto di vista idrodinamico è simile a un piccolo oceano senza maree".
Non ci sono grandi onde e i venti di superficie sono molto più leggeri, ma le dimensioni del Lemano permettono una buona osservazione della forza di CoriolisLink esterno, che fa sì che l'acqua tenda a muoversi in un movimento circolare se disturbata, per esempio dal vento, indica lo scienziato. Ciò è causato dalla rotazione del pianeta. La profondità del lago permette anche di osservare la miscelazione verticale tra le acque di superficie e le acque fredde profonde, prosegue il professore. Vari effetti nel lago possono favorire questo processo e contribuire a portare ossigeno dalla superficie alle acque più profonde, fattore importante per la qualità dell'acqua e per i pesci. Il movimento e la miscelazione dell'acqua possono anche contribuire ad attenuare apporti indesiderati come le acque reflue.
"È un lago molto profondo, che dà origine a un sistema idrodinamico molto ricco", osserva Andrew Barry. "Ecco perché, come laboratorio all'aperto, ha gli intricati movimenti e la complessità che lo rendono un corpo idrico molto interessante e stimolante da studiare scientificamente. A causa di queste dimensioni, molto di quello che troviamo qui in termini di comprensione del lago può essere applicato ad altri sistemi lacustri".
Prendere la temperatura
Il professor Barry conduce ricerche sul lago da una decina di anni. Molte di esse comprendono la misurazione e la registrazione. "Misuriamo le correnti nel lago in moltissimi dettagli", dice, "e misuriamo le proprietà dell'acqua, come la temperatura a determinate profondità, che controlla in larga misura la densità dell'acqua".
Il gruppo di ricerca dispone anche di un catamarano autonomo dotato di strumenti utilizzati per misurare le proprietà dell'aria e dell'acqua intorno al lago. Inoltre, c'è un sistema di produzione di immagini termico montato su un pallone aerostatico che si trova tra i 500 metri e 1,5 chilometri sopra la superficie del lago.
"Con le immagini termiche possiamo sapere la temperatura dell'acqua del lago e utilizzarla nei nostri calcoli sullo scambio energetico in superficie, che nel tempo ha una grande influenza sul bilancio energetico del lago", spiega Barry. "E c'è una notevole variazione di temperatura. Anche se la superficie dell'acqua appare omogenea e piatta, quando si inizia a esaminarla, in realtà è piuttosto variabile".
L'EPFL è solo una delle numerose entità scientifiche che conducono ricerche sul lago Lemano, tra cui la Commissione internazionale franco-svizzera per la protezione delle acque del lago Lemano (CIPELLink esterno). L'EPFL sta collaborando con l'Istituto federale per l'approvvigionamento, la depurazione e la protezione delle acque EawagLink esterno, le università di Ginevra e Losanna e l'Istituto nazionale francese di ricerca agronomica (INRALink esterno) di Thonon-les-Bains (Francia), sulla nuova piattaforma di ricerca "LéXPLORE" che galleggia al largo di Pully (nel cantone di Vaud). Barry precisa che essa è complementare al lavoro del suo team.
"Il mondo scientifico è molto internazionale e la Svizzera è molto coinvolta", afferma il professore australiano. "Inoltre, la Svizzera è un piccolo paese, quindi gli scienziati si conoscono probabilmente più facilmente che in un grande paese. Sia le dimensioni sia la posizione geografica della Svizzera sono fattori che portano a una forte collaborazione".
Ingegneria ambientale
L'ingegneria ambientale si basa in larga misura sulle conoscenze scientifiche. Dove entra in gioco la parte ingegneristica? Barry dice che se c'è una scarica nel lago, la ricerca dell'EPFL può aiutare a determinare dove va, per quanto tempo rimane in superficie e le possibili reazioni chimiche dovute alla luce solare che possono influenzare lo stato di qualità dell'acqua. Se occorre una nuova presa d'acqua dal lago, come ad esempio per quella potabile, la ricerca può aiutare a determinare dove installarla.
"Un altro gruppo progettava di costruire un'isola artificiale per gli uccelli", continua Barry. "La domanda è: se si costruisce un'isola, come influisce sull'idrodinamica del lago? Questo è il tipo di cose a cui contribuiamo".
Cosa c'è sotto
Il Lemano si sta riscaldando? Il volume del lago è di circa 89 km3, quindi le variazioni di temperatura sono graduali. Le statistiche a lungo termine mostrano una tendenza al riscaldamento, ma non è affatto lineare e il sistema lacustre è complesso.
Una delle cose che il team di Barry ha studiato è un processo chiamato "correnti idriche ascensionali costiere favorite dal vento", in cui l'acqua fredda delle profondità può raggiungere la superficie. La risalita in superficie costiera di acque profonde è particolarmente pronunciata in inverno, quando la differenza di temperatura tra le acque superficiali e profonde è minima. Questa cosiddetta stratificazione debole permette all'energia dei forti venti che soffiano sulla superficie del lago lungo il suo asse longitudinale di penetrare in profondità nella colonna d'acqua.
"Nel nostro recente lavoro, abbiamo scoperto che, soprattutto dopo un vento di diversi giorni, c'è una grande quantità di correnti ascensionali e che – benché sia un po' difficile da credere – l'acqua proviene da una profondità che va dai 150 ai 200 metri. La risalita in superficie di acque profonde è un fenomeno noto, ma è particolarmente evidente in questo lago a causa della sua profondità e dei venti costanti per diversi giorni.
Un altro sorprendente fenomeno chiamato corrente di torbidità si verifica all'estremità orientale. "Quando il Rodano entra nel lago porta sedimenti e normalmente anche temperature più fresche", spiega Edward Barry. "Quindi è acqua più densa. L'acqua può precipitare, può immergersi. Se l'acqua è abbastanza densa, scende fino al fondo, dove c'è un ripido pendio. Quest'acqua può avanzare sul fondo quasi fino al centro del lago. Essa scava parte del fondo del lago e si possono vedere i segni nella morfologia del lago dove questo accade".
Il professore australiano vive vicino a Montreux. Cosicché ha anche la fortuna di osservare il Lemano dal treno ogni giorno durante il tragitto per andare al lavoro. "Certamente, sono molto affascinato dal lago, come tutti gli altri", afferma.
(Traduzione dall'inglese: Sonia Fenazzi)