Il mare ha un ritmo: la bioacustica alla ricerca del “battito” degli ecosistemi

Il paesaggio sonoro marino potrebbe offrire nuove informazioni sullo stato di salute degli ecosistemi oceanici. È questa la prospettiva esplorata da un gruppo multidisciplinare del Consiglio Nazionale delle Ricerche, che ha cercato di individuare un indicatore capace di restituire una visione d’insieme dell’ecosistema marino. Lo studio è stato sviluppato nell’ambito del progetto PRIN SEAmPhonia e pubblicato sulla rivista internazionale Ecological Indicators.

Il paesaggio sonoro come chiave per monitorare la salute degli ecosistemi marini

Gli ecosistemi marini sono fondamentali per la vita sul pianeta: contribuiscono alla regolazione del clima, ospitano importanti cicli geochimici e custodiscono una straordinaria biodiversità. Sono sistemi complessi, in cui fattori chimici, fisici e biologici interagiscono continuamente, rendendo difficile ottenere un quadro complessivo del loro stato di salute. Tra le pressioni antropiche meno evidenti c’è l’inquinamento acustico, che ha modificato anche il paesaggio sonoro marino, cioè l’insieme dei suoni che caratterizzano un ambiente e ne definiscono l’identità acustica.

Per molti animali marini, i suoni sono essenziali per funzioni vitali come l’alimentazione e la riproduzione, oltre che per la comunicazione tra individui della stessa specie. La bioacustica studia questi fenomeni, ma le ricerche si sono concentrate finora soprattutto sui segnali a bassa frequenza associati al rumore antropogenico o sull’attività acustica delle singole specie. Il gruppo di ricerca, composto da Pier Francesco Moretti del Dipartimento del Sistema Terra e Tecnologie per l’Ambiente (CNR-DSSTTA), Angela Pomaro dell’Istituto di Scienze Marine (CNR-ISMAR) e Silvano Buogo dell’Istituto d’Ingegneria del Mare (CNR-INM), ha quindi esplorato la possibilità di utilizzare il paesaggio sonoro per ottenere informazioni sull’ecosistema marino nel suo complesso.

“Lo studio propone un approccio innovativo basato sull’analisi del soundscape sottomarino, ovvero il messaggio sonoro generato dall’insieme dei processi fisici, biologici e antropici che caratterizzano l’ambiente marino. La novità risiede nell’identificazione di una caratteristica integrata dell’ecosistema marino nel suo insieme attraverso l’osservazione del campo acustico, invece di analizzarne separatamente i contributi da singole sorgenti” spiega la ricercatrice Angela Pomaro. 

La distribuzione delle frequenze sonore oscilla tra giorno e notte

Il gruppo di ricerca ha indagato il paesaggio sonoro sfruttando idrofoni, ovvero microfoni specifici per le registrazioni sottomarine, installati presso la piattaforma oceanografica “Acqua Alta” situata a circa 8 miglia al largo di Venezia, in un bacino con una profondità di circa 16 m. Le registrazioni sono state effettuate in due differenti momenti dell’anno: le prime tra il 27/12/2023 e il 09/01/2024 per un totale di 300 ore, mentre il secondo giro, durato 528 ore, è stato effettuato tra il 16/04/2024 e il 07/05/2024. È stata poi analizzata la distribuzione delle frequenze sonore attraverso una particolare relazione matematica, che ha messo in evidenza come in entrambi i periodi di monitoraggio sia presente una persistente oscillazione giorno-notte dei segnali acustici ad alta frequenza.

“Questo andamento potrebbe riflettere i ritmi collettivi della componente biologica dell’ecosistema, configurandosi come una sorta di “battito” del mare, capace di restituire informazioni sul suo stato di salute”, prosegue Pomaro. “In particolare, la scoperta riguarda l’oscillazione giorno-notte della pendenza spettrale alle alte frequenze, una particolare caratteristica dello spettro acustico che potrebbe riflettere il comportamento complessivo dell’ecosistema, più che quello di una singola componente biologica o fisica”

Luce, maree e attività biologica: le ipotesi dei ricercatori

Ma quale fenomeno può interessare la pendenza spettrale e manifestare un ciclo di 24 ore? Il team di ricerca ha voluto provare ad approfondire la questione. Le pendenze spettrali misurate indicano che l’irradianza, ovvero la potenza della radiazione elettromagnetica che colpisce la superficie dell’acqua e, in misura minore, le maree sono le uniche variabili a mostrare una relazione potenzialmente significativa con l’indicatore acustico. È noto che questi fattori fungono da importanti segnali ambientali in grado di regolare i ritmi biologici marini, influenzando le condizioni dello strato superficiale, la fotosintesi e la disponibilità di risorse. Per queste ragioni, i ricercatori ipotizzano che le oscillazioni diurne osservate possano essere legate all’attività biologica. Tuttavia, tale interpretazione va considerata come un’ipotesi di lavoro, piuttosto che come una dimostrazione diretta del meccanismo sottostante.

In sintesi, lo studio suggerisce un approccio basato sulla misurazione di indicatori sistemici, capaci di descrivere lo stato complessivo degli ecosistemi marini in modo continuo, non invasivo e confrontabile tra siti diversi.

Riferimenti:

Pier Francesco Moretti, Silvano Buogo, Angela Pomaro, “Scale invariance in the high-frequency marine soundscape: diel oscillations as a proxy for ecosystem state”, proceedings by Ecological Indicators, ottobre 2026 doi: 10.1016/j.ecolind.2026.115541

Immagine: Operazioni subacquee del progetto Seamphonia Credit: CNR