Livello marino a Venezia, subsidenza e cambiamenti climatici: quale futuro?

Lo scorso mese di novembre 2019, la città di Venezia è stata colpita da un periodo prolungato di acque alte che hanno culminato con un evento eccezionale di 188 cm. Questo evento ci ammonisce di non sottovalutare gli effetti dei cambiamenti climatici sull’aumento del livello marino e delle sue conseguenze sulle attività umane e il patrimonio culturale di questa città costiera patrimonio dell’UNESCO.

di Marco Anzidei e Antonio Vecchio

Il rapporto tra l’uomo e la laguna veneta nasce ben prima della costituzione della Serenissima ed è stato sempre regolato dall’alternarsi delle maree che qui possono raggiungere quasi i due metri, unico posto del mediterraneo insieme al golfo di Gabes, in Tunisia.

La laguna e le sue isole sono state colonizzate sempre più intensamente durante gli ultimi 2000 anni fino a giungere allo stato attuale. Venezia, magnifica città marinara patrimonio dell’Unesco, galleggia sull’acqua della laguna con il suo inestimabile patrimonio artistico e culturale e le forti tradizioni marinare che esaltano la simbiosi dei veneziani con il mare.

Tuttavia, l’ambiente geologico e marino dove questa è stata costruita è delicato. La sua fragilità ce la ricorda ogni acqua alta, come quella dello scorso 12 novembre 2019 quando un’acqua eccezionale ha raggiunto 188 centimetri di altezza per una concausa di fenomeni estremi. La seconda marea più alta di sempre dopo quella del 1966 che ha portato al quinto allagamento di sempre della Basilica di San Marco, dopo l’ultimo avvenuto il 30 ottobre 2018. E’ la sesta volta che si verifica un evento simile in 1.200 anni, cioè dal momento della sua fondazione e il terzo negli ultimi 20 anni. Inoltre, le alte maree eccezionali che superano i 140 cm, sono avvenute 24 volte in 140 anni, ma ben la metà di queste si sono verificate negli ultimi 10. E’ evidente che stiamo assistendo ad una recente accelerazione sia nella frequenza sia nell’ampiezza di questi eventi, come mostrato nel grafico della Figura 1 elaborato dal Centro Maree del Comune di Venezia.

Quanto sta aumentando il livello marino a Venezia e nella sua laguna?

Per rispondere a questa domanda è necessario considerare che il fenomeno è causato dalla somma dei seguenti fattori principali: variazioni di livello marino globale (eustatismo) e movimenti verticali del suolo (qui dominati dalla subsidenza). Gli ultimi possono essere naturali (tettonica, compattazione e isostasia) e antropici (estrazione di fluidi). Quindi la ricerca deve essere affrontata in maniera multidisciplinare che tenga in considerazione le caratteristiche geologiche dell’area, indicatori di passati livelli marini (geologici, archeologici e biologici), dati strumentali e modelli climatici.

Le variazioni geologiche avvenute a partire dal Pleistocene indicano che la microplacca adriatica ruotando si incunea al di sotto della pianura padana e dell’arco alpino, causando una subsidenza naturale di 0.7-1.0 mm all’anno. I movimenti isostatici, che in questa zona hanno valori di poche frazioni di mm, sono invece indotti dall’aggiustamento post-glaciale quando la superficie terrestre, liberata dal peso del ghiaccio fuso con il riscaldamento climatico dopo il termine dell’ultima glaciazione – circa 18-20.000 anni fa – si deforma cercando di tornare lentamente al proprio stato di equilibrio.

Nel 1984 subacquei del Marcante Divers guidati dall’ing. Franco Tonello insieme ad Ernesto Canal hanno ritrovato i resti archeologici di una torre di epoca romana nella laguna del nord, presso il Canale San Felice. Il ritrovamento, posizionato ad una profondità di circa 6 metri, suggerisce una variazione locale di livello marino di almeno 8 metri, pari ad un tasso medio di circa 4 mm all’anno per gli ultimi 2000 anni circa.

Oltre a queste informazioni geologiche e storiche, le moderne osservazioni strumentali provenienti da stazioni geodetiche satellitari GPS esistenti in quest’area, dimostrano che la subsidenza continua ancora oggi con velocità che varia da luogo a luogo sulle parti emerse della laguna, con una velocità media di circa 3.3 mm all’anno ma con una variabilità compresa tra 1 mm e 8.5 mm all’anno circa.

Dagli anni ’30 e in particolare tra il 1950 e il 1970, la subsidenza divenne un fattore particolarmente critico a causa di un periodo di intensa estrazione di fluidi dal sottosuolo nella vicina zona industriale di Marghera. Solo quando cessò l’attività di estrazione, la velocità di subsidenza diminuì.

Infine, il riscaldamento climatico globale gioca un ruolo fondamentale nell’aumento eustatico del livello marino. Questo, oltre a causare la fusione dei ghiacci terrestri, è anche responsabile dell’espansione termica degli oceani che, riscaldandosi si dilatano e tendono ad occupare sempre più spazio. Per questi motivi, il livello del mare globale sta salendo al ritmo di oltre 30 cm per secolo (circa 3.2 – 3.4 mm/anno) mentre quello del Mediterraneo a circa 20 cm per secolo (circa 2 mm/anno), rappresentando un fattore di rischio per molte popolazioni costiere.

Poiché i modelli prevedono una crescita esponenziale, i futuri livelli marini saranno probabilmente più alti di quello che possiamo immaginare oggi. Quindi, Venezia e la sua laguna sono soggette ad una combinazione di fenomeni che hanno effetti importanti rendendola tra le città più esposte ai rischi di aumento di livello marino proprio perché si trova a poche decine di cm al di sopra del livello medio del mare.

I mareografi, cioè quegli strumenti che misurano le oscillazioni del livello marino nel tempo, forniscono l’evidenza strumentale dell’andamento di livello del mare nel corso degli ultimi due-tre secoli circa a scala globale. La Figura 2 mostra i dati acquisiti alle stazioni mareografiche di Genova e Venezia Punta della Salute, che hanno registrazioni tra le più lunghe del mondo. La tendenza maggiormente crescente alla stazione di Venezia rispetto a quella di Genova, che si trova in zona più stabile dal punto di vista tettonico, è evidenziata dalla maggiore pendenza del grafico, dovuta principalmente alla subsidenza della laguna.

Quale futuro?

La Figura 3 mostra l’andamento del livello marino alla stazione mareografica di Venezia Punta della Salute dal 1872 in poi (curva nera sottile) e le proiezioni fino a 2100 calcolate per due scenari climatici indicati dall’IPCC: l’RCP26 (linea blu) e l’RCP85 (linea rossa). Le bande colorate associate a questi rappresentano l’intervallo di confidenza del 90%, ottenuto includendo le incertezze sui trend IPCC e sui valori di subsidenza, che da sola supera l’aumento del livello marino eustatico al 2100, stimate dai dati geodetici delle reti GPS presenti in laguna.

Negli scenari RCP2.6 e RCP8.5, il livello marino previsto per Venezia è di 60.3 ± 21.7 cm e 81.8±25.8 cm per il 2100, quindi tra soli 80 anni. Tuttavia, se consideriamo gli intervalli di confidenza e l’incertezza del modello, il livello marino potrebbe arrivare anche a 107 cm. Le proiezioni di livello marino per il 2100 nei siti considerati della laguna, sono stati calcolati utilizzando i dati mareografici con almeno 60 anni di dati (acquisiti nel periodo 1888-2008) che sono stati integrati con i trend di livello marino attesi dai modelli IPCC (Integrated Climate data Center-ICDC dell’Università di Amburgo) e con misure dirette dei trend dei movimenti verticali della crosta terrestre dai dati GPS. I primi sono stati ottenuti valutando l’impatto sul livello del mare di 2 differenti scenari di aumento di concentrazione di CO2 in atmosfera sviluppati dall’IPCC (RCP 2.6 e RCP8.5, il più ottimistico e il più critico).

In queste condizioni, assumono particolare importanza gli eventi estremi, come quello disastroso avvenuto nella notte tra il 12 e il 13 novembre del 2019 a causa della sfortunata congiunzione tra alta marea astronomica, bassa pressione atmosferica (che fa aumentare temporaneamente il livello marino) e venti di scirocco (che spingono le acque del mare Adriatico verso la laguna).

Quest’ultimo evento, che ha causato una vittima e forti danni economici, ha portato alla ribalta politica e mediatica il tema dei cambiamenti climatici e dei suoi effetti, in questo caso, dell’aumento del livello marino e la protezione della città di Venezia contro le catastrofi naturali.

Dal 2017 il progetto europeo SAVEMEDCOASTS e la sua prosecuzione SAVEMEDCOASTS-2, entrambi diretti dall’INGV e cofinanziati dall’Unione Europea (DGECHO), stanno creando una stretta collaborazione tra parti interessate e organizzazioni di protezione civile per sviluppare nuove strategie per la mitigazione degli effetti dell’aumento del livello marino nel prossimo futuro. Oltre alla realizzazione di scenari di aumento di livello marino per l’anno 2100, il progetto vuole aumentare la consapevolezza degli stakeholder verso questo fenomeno e ha in programma le campagne di comunicazione KnowRiskFlood, rivolte alle scuole. Dal 2019 il Comune di Venezia è partner del progetto proprio per lavorare fianco a fianco con gli amministratori del territorio per capire quali potranno essere gli effetti attesi nei prossimi anni e affrontare con consapevolezza la gestione di questo fenomeno.

Per Approfondire:

• Marco Anzidei, Antonio Vecchio, Fabio Florindo, Venezia affonda.

• Eugenio Carminati, Carlo Doglioni, Davide Scrocca, Apennines subduction‐related subsidence of Venice (Italy). 

• Franco Tonello, 2019. Torre Romana, Canale San Felice Venezia. Agosto 1984. Associazione culturale San Marco, Auser Venezia C.S. Burano.

• Understanding Sea-Level Rise and Variability; Blackwell: Hoboken, NJ, USA, 2010

• Laura Carbognin, Pietro Teatini, Luigi Tosi. Eustacy and land subsidence in the Venice Lagoon at the beginning of the new millennium. 

• Antonio Vecchio, Marco Anzidei, Enrico Serpelloni and Fabio Florindo. Natural Variability and Vertical Land Motion Contributions in the Mediterranean Sea-Level Records over the Last Two Centuries and Projections for 2100.

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  Glossario

  Isostasia:

  principio per cui la crosta terrestre (rigida), che galleggia sul mantello (plastico), tende a raggiungere uno stato di equilibrio attraverso movimenti prevalentemente verticali delle masse superficiali e profonde. La riduzione dello spessore di ghiaccio sul polo nord dopo l’ultima glaciazione causa un rimbalzo isostatico della crosta terrestre, la quale tende a sollevarsi alle alte latitudini e ad abbassarsi nell’area mediterranea, con velocità che vanno rispettivamente da alcuni mm a meno di 1 mm all’anno.

  Livello del mare:

  livello medio della superficie marina rispetto alla quale si determinano le altezze delle terre emerse e le profondità dei fondali marini.

  Marea:

  fenomeno periodico che caratterizza tutti gli oceani, mari e grandi laghi che si presenta con innalzamenti (alta marea) e abbassamenti (bassa marea) del livello dell’acqua anche di decine di metri con frequenza giornaliera. Ogni giorno si verificano infatti due alte e due basse maree, ogni sei ore, dovute alla combinazione di due fattori principali: 1) attrazione gravitazionale esercitata sulla Terra dalla Luna; 2) forza centrifuga dovuta alla rotazione del sistema Terra-Luna intorno al proprio centro di massa che tende a far alzare e abbassare periodicamente il livello marino.

  Mareografo:

  strumento digitale (in passato analogico con registrazione su carta) che registra le oscillazioni del livello del mare dal breve periodo (maree orarie) ad anni. I dati, mediati su vari anni di registrazione, stabiliscono il valore medio del livello del mare per quello specifico luogo dove è collocato il mareografo e per un determinato periodo di tempo.

  RCP:

  Representative Concentration Pathways cioè Percorsi di Concentrazione Rappresentativa. Questi si  riferiscono alla concentrazione di gas serra che circondano la terra e sono utilizzati per studi climatici. Attraverso gli RCP vengono descritti quattro scenari climatici considerati possibili in base alla quantità di gas serra che potrebbero essere immessi nell’atmosfera nei prossimi anni. Sono identificati dalle sigle RCP2.6, RCP4.5, RCP6 e RCP8.5 e corrispondono ai valori attesi per l’anno 2100 rispetto a quelli preindustriali, con valori crescenti di radianza pari a 2.6, 4.5, 6.0 e 8.5 W/m².

  SAVEMEDCOASTS e SAVEMEDCOASTS-2:

  Sea Level Rise Scenarios Along the Coasts of the Mediterranean, sono progetti coordinati dall’INGV e cofinanziati dalla Unione Europea sotto il programma della DGECHO, www.savemedcoasts.eu; www.savemedcoasts-2.eu

  Tettonica:

  processo che coinvolge la struttura e le deformazioni della crosta terrestre nel tempo con differenti scale temporali e spaziali.

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  Le immagini di questo post sono di Marco Anzidei, INGV RM