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NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004

Genova, 5 maggio 2004Antonio Capone

Studio del sito di Capo Passero:

- Correnti- Proprietà ottiche (assorbimento, attenuazione, diffusione)- Sedimentazione- Rumore ottico- Studio geomorfologico del fondo

Risultati raggiuntiArticoli in preparazioneProgramma di lavoro


Capo Passero 3350 mUstica 3500 mAlicudi 3500 mCatania 2000 m

CONISMA R/V UNIVERSITATIS 48m

CNR R/V Thetis 32 m

CNR R/V Urania 62 m

NATO R/V Alliance 110m

I siti investigati nel basso Tirreno e nello Ionio, le navi

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(

cm-2 s

r-1 s

ec-1)

AMANDA

Toulon

Capo Passero

Methoni

(

cm-2 s

r-1 s

ec-1)

Il sito “Capo Passero” : profondità ~3350 m


Attività sismica nel Mar Mediterraneo centraleepicentri di terremoti con magnitudo >3 scala Richter


NEMO Site Selection Activity24 sea campaigns since 1998

– light transmission properties of deep sea water(AC9 transmissometer)– optical background (custom devices)– deep sea currents (RCM11 and RCM8 current metre) data analysis OGS– nature and quantity of sedimenting material (Sediment trap) data analysis IBM – seabed characteristics (cores and bottom profile) data analysis CEOM-ENI

Other sites explored

Lake Baikal, in collaboration with BAIKAL site evaluation group

Toulon (ANTARES site), in collaboration with ANTARES site evaluation group

AC9 AC9 Biofouling Sediments Optical background

V. Balkanov et al. NIM 2002

Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003


Summary of campaigns

August 1998 Capo Passero currents

October 1998 Ponza AC9 + CTD

January 1999 Capo Passero AC9 + CTD + currents

Matapan AC9 + CTD

February 1999 Capo Passero AC9 + CTD + currents

August 1999 Capo Passero AC9 + CTD + sediments + currents+ bathimetry

Catania AC9 + CTD

December 1999 Ustica AC9 + CTD

Alicudi AC9 + CTD

Capo Passero AC9 + CTD + currents + sediments + fouling + biology

Catania AC9 + CTD

March 2000 Capo Passero AC9 + CTD + 40K

June 2000 Toulon AC9 + CTD

September 2000 Capo Passero 40K + biology

December 2000 Capo Passero failed recovery of current metre chain (recovered in

March 2002)

March 2001 Baikal AC9 + CTD

July 2001 Capo Passero AC9 + CTD + DEWAS + currents + sediments

November 2001 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE



Summary of campaigns, continue…

February 2002 Capo Passero failed recovery of current metre chain (recovered in March

2002)

March 2002 Capo Passero biology

March 2002 Capo Passero AC9+CTD+DEWAS + 40K + currents + sediments + bottom

profile

Catania AC9+CTD+DEWAS + bottom profile

May 2002 Capo Passero AC9 + CTD

July 2002 ANTARES AC9 + CTD + DEWAS + 40K + Test 3’ + Bioluminescence

August 2002 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE+ 40K + Test 3’ + Bioluminescence

Capo Passero currents + sediments + ocean noise

Catania AC9+CTD

March 2003 Capo Passero 40K + currents + sediments + Test 3’ + Bioluminescence

Catania CREEP

March 2003 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE+ recovery (40K + Test 3’ +

Bioluminescence) Catania CREEP + currents

July 2003 Capo Passero AC9 + CTD + DEWAS + 40K + Test 3’ +

Bioluminescence

November 2003 Capo Passero recovery current metres, deployment 40K + Test 3’ +

Biolumin.

Catania recovery of CREEP + currents

Aprile 2004 Catania test deployment - planned recoveries not succeded

Stretta collaborazione con il “site evaluation group” di ANTARES dal 2002


Two current metres and a sediment trap are moored in Capo Passero Region since 1998.

Oceanographic data measured in Capo Passero

Seabed 3350 m

Current meter 3050 m

Current metre 2900 m

Sediment trap 3000 m



Site Selection Activity: currents in KM4We have completed 2 full years of current data acquisition in Capo Passero KM4.Results show an average current velocity of ~3 cm/sec (rms ~0.7 cm/s).Maximum current intensity is never more than 16 cm/sec.

90%

95%

The 2 current metres moored at different depths show the same behaviour



Serie di dati che si protrae su un periodo ~ 3 anni. Due correntometri posti a 100m e 400m dal fondo marino

1999-2000RCM8: Due correntometri “meccanici” con sensibilità 1.1cm/s

Dal 2001 in poi (in funzione)RCM11: Due correntometri Dopplercon sensibilità ~ 0.5 cm/s

Analisi dei dati in corso: correlazioni fra correntometri, correlazioni con condizioni meteo in superficie, correlazioni con rumore ottico (Salusti & studenti, J. P. Schuller)

altra serie temporale disponibile Marzo-Novembre 2003

Misura delle correnti in KM4


Proprietà ottiche dell’acqua abissale- assorbimento , attenuazione

per 9 lunghezze d’onda

-Misure “locali” contemporanee

a misure di Temp. e di Salinità

AC9 +CTD o.k.NERONE + CTD, futuro ?Presentazione di L. Trasatti

diffusione realizzata a Baikal

non possibile a Capo Passero

-Distribuzione angolare della

luce diffusa:

in attesa di DEWAS

AC9 λassorbimento


Water optical properties: seasonal dependence

Seasonal dependence of

oceanographical

(Temperature and Salinity)

and optical (absorption and

attenuation) properties has

been studied in Capo Passero

Variations are only observed

in shallow water layers

Aug 02 (3 profiles superimposed)

Mar 02 (4 profiles superimposed)

May 02 (2 profiles superimposed)

Dec 99 (2 profiles superimposed)

Data taken in:

temperature salinity a440 c440

Aug 03 (2 profiles superimposed)



Seasonal dependece of optical properties in Capo Passero

Capo Passero 2850-3250 m



Seasonal dependece of optical properties in Capo Passero

Capo Passero 2850-3250 m


assorbimento

attenuazione


NEMO Test Site (Catania): proprietà ottiche

Agosto 2002 (Test Site) Marzo 2002 (nella regione del Test Site,10 km più lontani dalla costa)

Tem

pera

tura

Sal

inità

Coe

ff.

atte

nuaz

ione

Coe

ff.

asso

rbim

ento


NEMO Test Site (Catania): proprietà ottiche

Agosto 2002 (Test Site)

Marzo 2002 (nella regione del Test Site,10 km più lontani dalla costa)


temperature salinity c440 a440

AC9 + CTD

Profiles of the water column in Toulon Region

Water is colder and less salty than in Capo Passero

Tem

pera

tura

Sal

inità

Coe

ff.

atte

nuaz

ione

Coe

ff.

asso

rbim

ento

Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO: Toulon


Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO: Capo Passero

LED’s PMTCPU

Modem

August 2002 August 2002 NATO-Alliance NATO-Alliance R/VR/V

Test 3’



AC9 + Test 3’ data Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003


• Absorption lengths measured in Capo Passero are compatible with optically pure sea water data

• Large differences between Toulon and Capo Passero are observed in the blue region

• Values measured with the Antares Test 3’ setup are in good agreement with the AC9 data

• The Toulon data are similar to those measured in the Catania Test Site (coastal waters)

Water optical properties: comparison Toulon-Capo PasseroData measured with two different instruments:

the AC9 transmissometer (NEMO) and the Test 3 (ANTARES)



Proprietà ottiche dell’acqua :Capo Passero, Tolone, Catania Test Site


DEWASNel meeting di Dicembre Catia Petta vi ha aggiornato sulla situazione di DEWAS.

Vi aveva anche detto che aveva ordinato i cristalli di quarzo per gli oblò. Purtroppo la ditta ce li ha fatto opachi. Li abbiamo rimandati indietro per la lucidatura. Dovrebbero arrivare in questi giorni. Quando arriveranno sostituiremo quello in plastica ed eseguiremo la calibrazione

Nel frattempo sono state definite le procedure di pulizia dell’oblo: è stato anche accertato che nel tempo, 6 mesi, c’è una leggera deriva degli offset e che quindi ogni tanto bisogna riaprire DEWAS e tararlo.

Inoltre è stato determinato il limite di misura. Infatti, si è proceduto alla misura con il PMT tappato. Il risultato è che, quando si sono fatte misure in acqua, sia a Porto Palo che al test site, che in acqua iperpura, la diffusione a 90 gradi non è rilevabile,k a meno di tempi di misura incredibili

Valerio Russo 4/05/2004


Effetto del Biofouling

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

0 5 10 15 20 25 30 35 40

days

theta 75°theta 60° theta 45°theta 30°theta 15°theta 5°

Transparency =(PD/reference)t / (PD/reference)day#1

Negligible effect of fouling after 40 days

Capo Passero3200m depth

Reference PD

Blue LED

Reference PD

Blue LED

14 PDs array

L’apparato per la misura del Biofouling di ANTARES è in misura nel sito di Capo Passero da marzo 2003: più di 12 mesi di

acquisizione dati

L’apparato di NEMO per la misura del

Biofouling sta per essere

ricostruito, tesi di laurea

Simone Biagi


Capo Passero: sedimentation rate

Trap-KM4

0

100

200

300

Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec

Time1999 2000 2001

Sediment samples collected over more than 3 full years: Aug 1999-May 2000 and

July-December 2001(analysed). Other periods under analysis


Capo Passero: sedimentation rateSed

iment

flux (

mg

m-2 d

-1)

Toulon (spring data missing)

Capo Passero(1 year)

Northern Ionian Sea

Sediment samples collectedover more than 3 full years: Aug 1999-May 2000 andJuly-December

2001(analysed)

Other periods under analysis


Capo Passero: sedimentation rate

1 jan 1 mar 1 jun 1 sep 31 dec0

50

100

150

200

250

300

350

date

NEMO 1999 data

NEMO 2000 data

NEMO 2001 data

ANTARES 1997 data

I1 1997 data

I1 1998 data

Northern Ionian Sea

Sedim

ent

flux (

mg m

-2 d

-1)


Typical time sequence of Optical noise rate in Capo Passero

Measured with test 1Courtesy J.P. Schuller

Bioluminescence

Counting rate (kHz)

1

10

100

1000

10000

0 5 10 15 20 25 30Time (mn)

.35 spe

No luminescent bacteria have been observed in Capo Passero

below 2500 m



Optical background in Capo Passero and Catania

3000m depth1000m depth

Rate measured with 2’’ PMT

Capo Passero Catania

Rate(3000m) ~ 390 Hz Rate(1000m) ~ 1000 Hz

F.Massa et al., EPJ 2001



Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO

Detector: PMT(10” Hamamatsu)

CPU and memory (160Mb)

Energy ( > 350 h)

Test 1


NEMO device (8’’ PMT at 0.3 spe)

Toulon58.03.0 kHz

Capo P.28.52.5 kHz

Optical background in Capo Passero and ToulonPMT 1+ DAQ

PMT 2+power

PMT dark current 7 kHz

PMT dark current 7 kHz



Articoli in preparazione1. Risultati da tutte le misure delle proprietà ottiche (lunghezza di assorbimento e di

diffusione) in funzione della frequenza nel sito di Capo Passero; discussione della indipendenza dei risultati dalle diverse condizioni stagionali. Articolo scritto, pronto per essere sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editori G. Riccobene + T. Capone.

2 Descrizione dell’apparato per la misura del rumore ottico, sua calibrazione e prima serie di misure. Articolo da completare. Presto sarà sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editore T. Capone.

3 Caratterizzazione del sito di Capo Passero tramite tutte le misure oceanografiche, ottiche ed ambientali: trasmissione della luce, correnti, sedimenti, rumore ottico, biofouling. Articolo in fase di definizione, risultati disponibili. Entro luglio sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editori G. Riccobene + T. Capone + ??.

4 NEMO-ANTARES risultati comparati delle misure congiunte di lunghezze di trasmissione della luce e di rumore ottico nei siti di Tolone e di Capo Passero. Articolo da scrivere, risultati parzialmente disponibili. Editori J.P. Schuller + T. Capone + ??.


Sommario

• Enorme mole di dati raccolta ed analizzata nel sito di Capo Passero:– Correnti, sedimenti– Assorbimento, attenuazione– Sedimenti (18 mesi di semimenti in analisi)– Bioluminescenza (quattro set di dati “brevi”, una misura per tempi lunghi

in atto con NEMO a 3000m e ANTARES a 2000m di profondità)

• Programma per il prossimo futuro– DEWAS, NERONE– Serie temporale di misure di correnti, sedimenti (continua)– Recupero ed analisi dei dati per la stima del “biofouling”– Continua analisi dei dati raccolti– Caratterizzazione del “Test Site” (proprietà ottiche, 40K,

bioluminescenza, correntometri ….)– Rifacimento della stazione di misura NEMO per la misura del biofouling– Redazione articoli a stampa con caratterizzazione del sito di Capo

Passero


Effetto del taglio sul PMT p.h.0.3 p.e. cut

0.4 p.e. cut2/3 p.e. cut

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