Concordia (Antartide)
Concordia è una base di ricerca permanente italo-francese situata in Antartide. Si trova sul plateau antartico, nel sito denominato Dome C a un'altitudine di 3220 s.l.m.[2]
| Base Concordia | |
|---|---|
| Base antartica Concordia Base antarctique Concordia | |
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| Stato | .svg){kind=small} Antartide[1]
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| Territorio | Territorio antartico australiano |
| Regione | Dome C |
| Coordinate | 75°05′59.91″S 123°19′57.38″E |
| Altitudine | 3 220 m s.l.m. |
| Gestita da |  Italia Francia
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| Tipo | Base permanente |
| Fondazione | 1996 |
| Popolazione | 32 (estate), 16 (inverno) |
| UN/LOCODE | AQ CON |
| Sito web | www.concordiabase.eu/ |
  Base Concordia | |
Scopi e costruzione
La costruzione della stazione è frutto di un accordo congiunto, nel 1993, tra l'ENEA (Ente per le Nuove tecnologie, l'Energia e l'Ambiente), e l'Istituto polare francese Paul Émile Victor (IPEV). Nel 1996 venne realizzata una prima installazione temporanea, operativa solo nella stagione estiva, per fornire il supporto logistico alla missione European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) un progetto di perforazione a carotaggio continuo della calotta glaciale fino alla base rocciosa per una profondità totale di 3270,2.[3]
Le analisi isotopiche[4] effettuate sui campioni di ghiaccio e sull'aria imprigionata all'interno hanno permesso di ricostruire le variazioni climatiche in Antartide degli ultimi 720 000 anni e di compararne i dati con quelli di due progetti analoghi realizzati nell'Artide, in Groenlandia: il Greenland Ice Sheet Project (1971-1979 e 1988-1993) e il Greenland Icecore Project (1989-1992).[3]
Il progetto EPICA si è concluso agli inizi del 2005 e la stazione è stata trasformata in una stazione scientifica permanente. La prima missione invernale (con 13 persone, di cui 11 francesi e 2 italiani) ha avuto inizio il 13 febbraio 2005.
La Stazione Concordia ha una capacità massima nominale di 65 persone[2]; è in grado di ospitare 32 persone nel periodo estivo e un massimo di 16 in quello invernale[5], ed occupa un'area di circa 1500.[6]
La stazione principale (la stazione invernale) è costituita da due edifici cilindrici (alti 17 m, a tre piani, collegati tra loro da una galleria al primo piano) con strutture portanti in carpenteria metallica rivestite da pannelli altamente isolanti in grado di resistere al freddo estremo e ad un'elevata escursione termica tra l'interno e l'esterno (fino a 100 °C di escursione). Un edificio è dedicato alle attività cosiddette "silenziose" (laboratori, alloggi del personale, infermeria, sala radio, stazione meteorologica), mentre l'altro alle attività "rumorose": sala riunioni, uffici, sala mensa, biblioteca, palestra, sala tv, magazzini e supporto logistico.[6]
In un edificio adiacente alla struttura principale, prendono posto i generatori elettrici, le caldaie e la struttura per lo smaltimento delle acque reflue che impiega un impianto sviluppato dall'Agenzia Spaziale Europea specificatamente per le missioni spaziali di lunga durata basato su un rettore anaerobico (mentre le acque grigie vengono trattate con processi di ultrafiltrazione, nanofiltrazione ed osmosi inversa).[6]
Dome C
Il tavolato di Dome C (Dome Concordia per italiani e francesi, Dome Charlie per gli statunitensi) ha un'altitudine compresa fra i Errore in {{M}}: parametro 1 non è un numero valido. ed è stato sede di numerose ricerche in ambito climatico coordinate dall'Antarctic Meteorological Research Center di Madison (Wisconsin, USA). Nel 1980, fu posizionata in situ una stazione meteorologica automatica, battezzata Dome C (74°30′S 123°00′E, 3280), che registrò la temperatura minima rimasta a lungo record dell'area (−84,6 °C, il 26 agosto 1982); nel 1995 la stazione fu spostata a qualche decina di chilometri (75°07′S 123°22′E, 3250) e ribattezzata Dome C II: tuttora operativa, ha misurato una temperatura minima di −83,2 °C (13 agosto 2010), mentre la temperatura minima misurata alla stazione Concordia è stata di −84,7 °C (13 agosto 2010). Questi estremi, tipici del Plateau Antartico orientale, si raggiungono di norma verso la fine del semestre invernale (aprile - settembre), mentre il dato medio annuale si colloca a −52,7 °C; le precipitazioni nevose variano, invece, dai Errore in {{M}}: parametro 1 non è un numero valido.[7]: tutte condizioni favorevoli, oltre che per gli studi di climatologia, sismologia e fisica dell'atmosfera dell'Antartide, anche per verificare l'adattamento umano in condizioni climatiche estreme.
Il sito si presta, in modo eccellente, anche alle osservazioni astronomiche grazie all'atmosfera relativamente tersa e calma[8] e garantisce un seeing medio di 0,3 secondi d'arco al di sopra dei 30.[9][10]
Mezzi di trasporto
L'approvvigionamento e il collegamento della base vengono assicurati da diversi mezzi di trasporto, sia aerei che terrestri.
Gran parte del materiale (circa 350 t) viene trasportato da tre convogli terrestri organizzati durante la campagna estiva. Tipicamente un convoglio è costituito da due gatti delle nevi e da 6-8 trattori cingolati. L'equipaggio è costituito da 8-10 uomini che dormono all'interno di due roulotte realizzate allo scopo. Partendo dalla base Dumont d'Urville, la durata del tragitto è di 20-25 giorni fra andata e ritorno. Durante il viaggio di ritorno si trasportano rifiuti, ma anche strumenti e materiali che devono ritornare in Europa. In ragioni delle condizioni climatiche, particolarmente difficili, il tragitto viene predisposto facendo utilizzo di immagini satellitari SPOT e la rotta viene controllata via GPS.[11]
Durante la campagna estiva 2011-2012, è stato effettuato per la prima volta un collegamento andata e ritorno tra Concordia e la base russa Vostok. Il convoglio scientifico è partito da Concordia il 20 dicembre 2011 ed è arrivato a destinazione il 3 gennaio 2012.[12] Il convoglio di ritorno è partito il 6 gennaio 2012 per arrivare a Concordia il 25 gennaio 2012.[13][14]
Il collegamento aereo viene realizzato mediante DHC-6 Twin Otter e Bastler BT-67. Il Twin Otter viene adibito principalmente al trasporto del personale. Alloggiati nella stazione italiana Mario Zucchelli (MZS) durante il periodo da novembre a febbraio, i Twin Otter effettuano il loro volo sulla tratta Mario Zucchelli-Concordia-Dumont D'Urville. La durata media di un volo tra le stazioni è di circa 4 ore.[11] I Bastler provengono dalla base statunitense di McMurdo e sono adibiti sia al trasporto di persone che di materiali.
Campi di ricerca
I principali campi di ricerca comprendono:
Glaciologia: nell’ambito del programma europeo di ricerca EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica, 1996-2005), il sito Dome C venne scelto per un progetto di perforazione a carotaggio continuo della calotta glaciale fino alla base rocciosa per una profondità totale di 3 270,2 m. Le carote, con un diametro di 10 cm e una lunghezza massima di 3 m, provengono da strati di ghiaccio con temperature comprese tra -2 °C (al fondo) e -54 °C (in superficie) e le analisi isotopiche effettuate su questi campioni hanno permesso di determinare la composizione dell'aria (CO2, CH4, polveri) e ricostruire le variazioni climatiche degli ultimi 800 000 anni. Tutti i campioni sono conservati a - 55 °C presso la stessa base antartica.
Climatologia:
- sono stati compiuti nel corso degli anni diversi studi, in particolare sull'assottigliamento dello strato di ozono atmosferico utilizzando sia palloni-sonda che l'altimetria laser dal suolo (LIDAR) a completamento delle misure satellitari.
- una stazione meteo registra permanentemente: temperatura, umidità, pressione atmosferica, direzione e velocità del vento (relativamente debole a Dome C a paragone dei venti catabatici presenti sulla costa dove sono situate le stazioni Dumont d’Urville e Mario Zucchelli). Al 2013, la temperatura più bassa misurata presso la base è stata di −84,7 °C.
Astronomia:
- i tre mesi di notte polare e la posizione a 3 233 m di altitudine, consentono di avere un’atmosfera tersa e un cielo senza nuvole per più dell’80% dell'anno, facendo di Concordia un posto privilegiato per le osservazioni astronomiche. La turbolenza atmosferica prodotta dal vento - che degrada la qualità delle immagini ottenute dagli strumenti d'osservazione - viene monitorata ed analizzata costantemente per correggere le distorsioni ed è rilevante solo per primi Errore in {{M}}: parametro 1 non è un numero valido. dal suolo. I risultati di tali osservazioni hanno permesso di prevedere, per gli strumenti di osservazione, una struttura più alta in modo da garantire una qualità ottica ottimale per le osservazioni astronomiche (seeing medio di 0,3 secondi d'arco al di sopra dei 30).[15] Le scarse precipitazioni nevose (meno di 2,5 cm di neve all'anno) fanno sì che anche le osservazioni all'infrarosso siano ottimali.[16] Per tale motivo, la Commissione europea ha utilizzato la stazione Concordia, per il quadriennio 2006-2009, come sito di osservazione principale di ARENA (Antarctic Research, a European Network for Astrophysics) una rete internazionale di ricerca in campo astronomico e astrofisico.[17]
- dal 2007, nell'ambito di vari programmi di ricerca tra cui ASTEP (Antarctica Search for Transiting Extrasolar Planets, 2010-in corso) la base opera nella ricerca dei pianeti extrasolari in transito cercando di determinare, nel contempo, i limiti del monitoraggio fotometrico.[18]
- nel maggio 2010, ricercatori del CSNSM (Centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse) francese, nell’ambito del progetto ORIGINS (Elucidating the origins of Solar System(s): anatomy of primitive meteorites), hanno scoperto, nella neve di Dome C, un nuovo tipo di micrometeoriti (circa 0,1 mm di diametro) caratterizzate da un elevato tenore di materiale carbonaceo (48-85%) e un rapporto deuterio\idrogeno molto alto (da 10 a 30 volte i valori terrestri). In precedenza, solo la missione spaziale Stardust aveva fornito dei campioni comparabili (selezionati dal materiale prelevato dalla chioma della cometa 81P/Wild).[19]
Collaborazione IRAIT/AMICA/CAMISTIC: (IRAIT-ITM)
Progetto iniziato nel 2002. IRAIT è un telescopio (tipo Alt-Az) composto da uno specchio primario (M1) di 80 cm di diametro di focale f/20 realizzato per osservare la radiazione infrarossa dall’Università di Perugia. È un telescopio di tipo Nasmyth costituito da tre specchi, M1, M2 e M3. La rotazione dello specchio M3 permette di inviare il fascio su uno dei due fuochi Nasmyth, dove si trovano gli strumenti di osservazione. Il secondario (M2) è uno specchio vibrante che permette d’utilizzare il metodo d’osservazione di chopping (vedere link), la sua traslazione permette di regolare la messa a fuoco. Gli specchi mobili M2/M3 e il loro sistema di giuda so o stati realizzati dall’Università di Granada e dallo IEEC di Barcellona. Il primo strumento d’osservazione AMICA (acronimo Antarctic Multiband Infrared CAmera) è uno strumento costituito da due sensori C-MOS, uno per l’infrarosso vicino e l’altro per l’infrarosso medio (utilizzando diversi filtri), realizzato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (Osservatorio di Teramo) a partire dal 2005.. Questi due strumenti si trovano dentro un criostato. È possibile raffreddare il sensore infrarosso vicino a 25K e il sensore infrarosso medio a 5K (con un compressore a He4) mantenendo una pressione di 10^-7mBar.
Nel 2008 il CEA/SAP (Service d'AstroPhysique du Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives) si è aggiunto alla collaborazione sviluppando un secondo strumento: CAMISTIC (Camera infrarosso submillimétrique per l’antartide). Questo strumento è costituito da una matrice di bolometri e permette l’osservazione della radiazione infrarossa lontana (200 e 350 micrometri). Il bolometro è raffreddato a 0,3K con un sistema refrigerante a due livelli (He3 e He4), mantenendo una pressione di 10-7 mBar.
Il calore prodotto dai compressori di AMICA e di CAMISTIC è recuperato per riscaldare il laboratorio d’astronomia con un circuito di glicole realizzato dall’IPEV.
-Durante la campagna estiva 2008/2009 ha avuto inizio il montaggio del telescopio a Concordia.
-Durante la campagna estiva 2009/2010 è stato installato lo specchio M1.
-Durante la campagna estiva 2010/2011 sono stati installati gli specchi M2 e M3.
-Durante la campagna estiva 2011/2012 è stata realizzata la prima immagine astronomica di IRAIT con una camera CCD installata su uno dei fuochi Nasmyth: si trattava di Canopo.
-Durante la campagna estiva 2012/2013, i due strumenti (AMICA e CAMISTIC) sono stati installati, ciascuno su un fuoco Nasmyth del telescopio.
-Durante l’inverno 2013, DC9, i due astronomi responsabili hanno guidato la fase di test e di commissioning dell’insieme del progetto. L’acquisizione dei primi dati ha avuto inizio.
Geofisica:
- la rete di stazioni GPS - assieme a quelle delle stazioni di Dumont d’Urville e Mario Zucchelli - permette di misurare lo scorrimento delle placche continentali e di effettuare analisi tettoniche a livello globale.
- validamento al suolo delle misure satellitari (per la calibrazione degli strumenti).
- Sociologia e medicina: le condizioni d'isolamento per un lungo periodo di un piccolo gruppo di persone sono ideali per definire le caratteristiche dell'equipaggio-tipo di una missione intraplanetaria, per esempio su Marte.[20][21] A questo scopo, l'Agenzia Spaziale Europea conduce degli studi, sull'equipaggio della base, sull’ipossia da altitudine, il rischio di trombosi, la disidratazione (causata dall'atmosfera molto secca), l'alterazione dei ritmi circadiani durante la notte polare e per l'esposizione prolungata all'illuminazione artificiale, e in generale sulla risposta umana a prolungate condizioni di stress psicofisico.[21]
Spedizioni invernali
La stazione viene utilizzata per le campagne estive fin dal dicembre 1997, mentre le campagne invernali (da metà febbraio a metà novembre) hanno avuto inizio nel 2005.[22] Durante questo periodo, la stazione è inaccessibile ed è quindi necessario che gli "invernanti" (hivernants in francese) siano completamente autonomi.
Prima spedizione invernale (2005)
La prima spedizione ha avuto inizio a metà febbraio del 2005, con tredici invernanti (undici francesi e due italiani):[23]
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A settembre 2005, la temperatura più elevata è stata di -48 °C con una media in agosto di -60.2 °C e un record di -78.6 °C, misurato il 1º settembre.[24] Con queste temperature estreme, le uscite devono essere effettuate con la massima precauzione. Le persone devono uscire almeno in coppia, munite di radio, batterie di ricambio e con un abbigliamento adeguato. Il glaciologo italiano Emanuele Salvietti doveva effettuare dei campionamenti di neve superficiale tutti i giorni a circa un chilometro dalla base. Dal momento che si doveva muovere a piedi (in quanto nessun veicolo era in grando di funzionare a queste temperature), doveva equipaggiare una maschera integrale dotata di aeratore per la respirazione.
Seconda spedizione invernale (2006)
La seconda spedizione, da febbraio a novembre 2006, impiegava una squadra di dieci invernanti (sei francesi e quattro italiani).[25]:
La temperatura record misurata durante quell'inverno fu di -80 °C, il 5 settembre 2006 alle ore 2.37, un valore più volte toccato nel corso della campagna.[26]
Terza spedizione invernale (2007)
La terza spedizione, da febbraio a novembre 2007, era composta da una squadra di quattordici invernanti (otto francesi e sei italiani):[27]
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La temperatura media è stata di -65 °C e la temperatura minima registarta è stata di -81.9 °C, il 5 settembre.
Quarta spedizione invernale (2008)
La quarta spedizione invernale, da febbraio a novembre 2008, impiegava una squadra di tredici invernanti (sette francesi e sei italiani):
Quinta spedizione invernale (2009)
La quinta spedizione, da febbraio a novembre 2009, era composta da una squadra di dodici invernanti (otto francesi, tre italiani ed un britannico):[28]
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Sesta spedizione invernale (2010)
La sesta spedizione, da febbraio a novembre 2010, era composta da una squadra di tredici invernanti (sei francesi, sei italiani e un ceco):[29]
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Settima spedizione invernale (2011)
La settima spedizione, da febbraio a novembre 2011, era composta da una squadra di quattordici invernanti (sette francesi, sei italiani e un britannico) [30]:
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Ottava spedizione invernale (2012)
L'ottava spedizione, da febbraio a novembre 2012, impiegava una squadra di tredici invernanti (sette francesi, cinque italiani e un britannico):[31]
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Nona spedizione invernale (2013)
La nona spedizione, da febbraio a novembre 2013, è composta da una squadra di quindici invernanti (nove francesi, cinque italiani e un greco) [30] :
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Note
- ^ L'Antartide non appartiene ad alcuno stato, il suo utilizzo internazionale è regolato dal Trattato Antartico per soli scopi pacifici.
- ^ a b Programma nazionale di ricerche in Antartide (PNRA) (2009). Main Antarctic Facilities operated by National Antarctic Programs in the Antarctic Treaty Area(South of 60° latitude South).
- ^ a b DISAT (2010). Dome C - EPICA e la stazione Concordia. Milano: Università degli Studi di Milano-Bicocca.
- ^ In particolare viene determinato il rapporto 18O-16O (Δ18O ‰ SMOW) che permette di ricavare la temperatura relativa delle precipitazioni nevose da cui si sono originati i vari strati di ghiaccio, e comporre una curva temporale della variazione di temperatura utile per la ricostruzione paleoclimatica.
- ^ ASTRO1, pp. 357
- ^ a b c IPEV (2013). Station Concordia – Dôme C : Présentation.
- ^ IPEV (2013). Station Concordia – Dôme C : La vie à Concordia.
- ^ La turbolenza atmosferica prodotta dal vento - che degrada la qualità delle immagini ottenute dagli strumenti d'osservazione - viene monitorata ed analizzata costantemente per correggere le distorsioni ed è rilevante solo per primi Errore in {{M}}: parametro 1 non è un numero valido. dal suolo. Fonte: (FR) astroconcordia, in ricerca scientifica-astroconcordia, sito ufficiale della Stazione Concordia.
- ^ (FR) Djamel Mékarnia, François Jeanneaux, Astroconcordia in Stazione Concordia - Rapporto sulla Campagna Antartica Inverno Australe 2007, Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA).
- ^ ASTRO1, pp. 351-354
- ^ a b (FR) Infrastructures et moyens - Moyens de transport, su institut-polaire.fr, Istituto polare francese Paul Émile Victor. URL consultato l'8 settembre 2008.
- ^ (FR) Vahé Ter Minassian, Concordia-Vostok : un raid scientifique sans précédent en Antarctique, su sciencesetavenir.fr, Sciences et Avenir, 9 gennaio 2012. URL consultato il 24 gennaio 2012.
- ^ (FR) AFP, Antarctique : les scientifiques français sont arrivés à leur point de forage, su liberation.fr, Libération, 20 gennaio 2012. URL consultato il 24 gennaio 2012.
- ^ (FR) Carnet de bord du Raid scientifique, su institut-polaire.fr, Istituto polare francese Paul Émile Victor. URL consultato il 26 gennaio 2012.
- ^ ASTRO1, pp. 351-354
- ^ ASTRO1, pp. 354-355
- ^ ARENA, sito istituzionale.
- ^ Guillot A. et al. (febbraio 2009). Planetary transits beyond CoRoT: The case for Dome C observations. Parigi: First CoRoT International Symposium.
- ^ Duprat J. et al. (7 maggio 2010). Extreme deuterium excesses in ultracarbonaceous micrometeorites from central Antarctic snow. Science.328(5979), 742-745.
- ^ Les limites des voyages habités vers Mars (riassunto di una conferenza di Christophe Bonnal e Antonio Güell). In Pour la Science, aprile 2007, pp. 12-15.
- ^ a b Calling all candidates for Concordia. In ESA - Human Spaceflight Research, aprile 2011.
- ^ Djamel Mekarnia, Hivernage 2007 - Concordia, su www-luan.unice.fr. URL consultato il 16 settembre 2008..
- ^ Karim Agabi, Équipe des hivernants au Dôme C - 2005, su www-luan.unice.fr. URL consultato il 16 settembre 2008.
- ^ (FR) Sylvestre Huet, En Antarctique, Concordia a bien passé l'hiver, su liberation.fr, Libération, 16 settembre 2005. URL consultato il 15 settembre 2008.
- ^ (FR) Éric Aristidi, Les hivernants, su www-luan.unice.fr. URL consultato il 9 settembre 2008.
- ^ (FR) Éric Aristidi, 28 Août - 10 Septembre, su www-luan.unice.fr. URL consultato il 9 settembre 2008.
- ^ (FR) Djamel Mekarnia, Hivernage 2007 - Hivernant, su www-luan.unice.fr. URL consultato il 15 settembre 2008.
- ^ (FR) Portraits des hivernants 2009, su ipev.fr, Istituto polare francese Paul Émile Victor. URL consultato il 15 luglio 2013.
- ^ (FR) Portraits des hivernants 2010, su ipev.fr, Istituto polare francese Paul Émile Victor. URL consultato il 15 luglio 2013.
- ^ a b AAEPF, La vie des pôles.
- ^ PNRA, pp. 95-96
Bibliografia
Altri progetti
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Collegamenti esterni
- Sito ufficiale della Stazione Concordia
- Italia Antartide. Il sito del Programma nazionale ricerche in Antartide (PNRA) dedicato alle spedizioni italiane in Antartide.
- (FR) IPEV Concordia. La sezione del sito dell'Istituto polare francese Paul Émile Victor dedicata alla stazione Concordia.
- (EN) Immagini panoramiche a 360° della stazione Concordia (esterni e tutti gli ambienti interni)
