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Il Mar Adriatico meridionale è un’area di sprofondamento (cascading) di acqua densa di piattaforma (DSW), formatasi in inverno in Adriatico settentrionale, con forte variabilità interannuale. Per studiare questo processo, in particolare il trasferimento di particellato alla comunità bentonica profonda e la formazione di differenti forme di fondo sul margine continentale, nel 2009 e 2010 sono stati posizionati due moorings: sotto corrente al canyon di Bari e nel suo canale settentrionale. Nel Febbraio 2012 condizioni climatiche estremamente rigide hanno portato alla formazione di DSW particolarmente densa. Per analizzare la risposta dell'ambiente marino profondo a un evento così estremo, sono stati posizionati tre nuovi moorings: sulla scarpata continentale, nella parte più profonda del bacino e nel ramo meridionale del canyon.
Questa tesi analizza alcuni aspetti del cascading di DSW in sud Adriatico utilizzando i dati raccolti dai 5 moorings, da Marzo 2009 a Ottobre 2012. Obiettivi principali: 1) studiare le variazioni spazio-temporali dei flussi di particellato misurati con trappole di sedimento e valutare l’importanza dei flussi laterali avvettivi rispetto ai flussi verticali, 2) valutare l’impatto del cascading sulla variabilità a piccola scala dell’habitat bentonico nel canyon, 3) indagare la struttura trofica della comunità macrozooplanctonica profonda usando isotopi stabili di C e N, identificare le variabili ambientali che spiegano i patterns osservati, in particolare gli eventi di cascading.
Le variazioni temporali dei flussi di particellato (serie temporale più lunga) mostrano marcata stagionalità e variabilità interannuale. I flussi nel canyon erano in media più alti di quelli misurati fuori, dove però i picchi di flusso durante l’evento del 2012 sono stati 5 volte più alti rispetto ai picchi degli anni precedenti. Poiché il flusso addizionale è costituito da avvezione laterale di sedimento risospeso, la variabilità in questa stazione è connessa alla grandezza del processo coinvolto nel trasferimento del particellato.
I dati delle 5 stazioni non mostrano un trend spaziale e la variabilità spaziale è dovuta a fattori specifici. Dopo la primavera 2012, il flusso di massa mostra una diminuzione in tutte le stazioni. La composizione isotopica della sostanza organica e i dati ancillari disponibili sono utili nello spiegare i patterns osservati.
Per caratterizzare l’habitat bentonico del canyon, sono state campionate 24 carote di sedimento. Sulla base di raggi X, profili di porosità, analisi granulometriche, analisi dell’attività dell’isotopo radioattivo 210Pb e analisi di carbonio organico, sono state individuate differenti aree a piccola scala spaziale. Nel progetto COCONET è stato creato uno schema di classificazione con livelli gerarchici per la mappatura degli habitats bentonici. I dati precedenti sono stati usati per definire il secondo e terzo sublivello del layer Substrato, caratterizzante la componente granulometrica e tessiturale del fondale marino.
Sono stati analizzati gli swimmers (27 taxa) raccolti con trappole di sedimento nel canyon, sulla scarpata continentale e nella parte profonda del bacino. I valori di δ15N degli swimmers mostravano un range dell’ 8‰, confermando un ampio spettro di strategie alimentari. Le variazioni stagionali identificate sono probabilmente attribuibili all’evento di cascading. La correlazione δ13C–δ15N durante l’evento è abbastanza forte e significativa: la comunità è sostenuta da una fonte di cibo primaria. Viceversa, la correlazione δ13C–δ15N subito dopo l’evento è debole e non significativa: si verifica consumo di differenti tipi di particellato di diverse origini. Modelli lineari multivariati con variabili ambientali disponibili sono stati utili nello spiegare i patterns osservati.

Southern Adriatic Sea is an area of sinking (cascading) dense shelf water (DSW) formed in the northern Adriatic during winter with strong interannual variability. To improve knowledge on this process, in particular in transferring particulate matter to the deep benthic community and in producing different bedforms along the continental margin, in 2009 and 2010 two instrumented moorings were deployed: down current to the Bari canyon and within its northern channel. In February 2012 extremely cold climatic conditions caused formation of shelf water particularly dense. To analyze the response of deep marine environment to such an extreme event, three new moorings were deployed: on open slope, in the deepest part of the basin and in the southern branch of Bari canyon. This thesis proposes to analyze some aspects of DSW cascading in the southern Adriatic sea, based on data collected from five moorings, from March2009 to October2012. Principal aims are to: 1) study spatio-temporal variations of fluxes of particles measured with sediment traps, to evaluate relative importance of adjective lateral fluxes (cascading) compared to vertical fluxes, 2) evaluate impact of DSW cascading on small-scale variability of benthic habitat in Bari canyon 3) investigate food structure of deep-sea macrozooplanktonic communities using carbon and nitrogen stable isotope tracers and identify which environmental variables explain the observed patterns, in particular relative importance of cascading events. Temporal variations of fluxes of particles in the longest time-series exhibited marked seasonality (higher values in late winter-spring) and interannual variability. Fluxes in the canyon were higher than those measured down current to the canyon, whereas mass flux peaks during the 2012-DSW cascading were up to 5 times higher than the peaks of previous years. Since the additional flux is constituted by lateral advection of sediment resuspended, variability in station out of the canyon was connected to the magnitude of the process involved in the particle transfer. Data from all five stations did not show any spatial trend and spatial variability was driven by specific factors, i.e. morphology. After spring 2012, mass flux showed a decreasing trend in all stations. Isotopic composition of organic matter with available ancillary data helped in explaining the observed patterns. To characterize benthic habitat of canyon, 24 sediment sub-cores were collect. Based on X-rays, profiles of porosity, grain-size analysis, radioactive isotope 210Pb activity and OC analysis, were identified different areas at small-scale. In the framework of the COCONET project, to building dynamic maps and legends, a new classification scheme with hierarchical levels and sublevels for benthic habitat mapping was created. Previous data were used to define the second and third sublevels of the Substrate layer, characterizing the granulometric and textural component of the seabottom. Furthermore, swimmer fauna (27 taxa) collected with sediment traps in the canyon, on open slope and in deepest part of the basin was investigated. The stable isotope ratios of swimmers displayed a continuum of values over the δ15N range of 8‰, confirming a wide spectrum of feeding strategies. Seasonal variations were found possibly attributed to the cascading event. Correlation between δ13C–δ15N was quite strong and significant during the cascading event: community relied on a principal food source. Conversely, δ13C–δ15N correlation was weak and not significant just after the cascading event: likely consumption of different kinds of sinking particles of different origin. Multivariate linear models with available environmental variables and possible food inputs helped in explaining the observed patterns.