Oceanografia fisica e chimica
Gli oceani polari sono uno dei motori che influenzano l’intero Sistema Terra. Ai poli infatti si generano delle acque che si diffondono per tutti gli Oceani fino al polo opposto "alimentando" la Conveyor Belt. Le masse d'acqua coinvolte trasportano sia energia che sostanze disciolte, gas e particelle insolute con la conseguenza di influenzare significativamente la composizione stessa delle acque e, da ultimo, il clima terrestre. Lo studio della geochimica delle masse d’acqua polari (mediante la determinazione di elementi in traccia, di composti organici e degli isotopi stabili e radiogenici) consente di valutare i rapporti che intercorrono fra le diverse masse d’acqua (di neoformazione e/o acque “vecchie” provenienti da latitudini più basse), di comprendere i processi in atto e, per finire, di fornire i dati necessari alla creazione e all’implementazione di modelli che consentiranno di comprendere l’interazione delle diverse masse d’acqua e, più in generale, l’evoluzione del sistema climatico terrestre.
Oceanografia biologica
Le relazioni tra il comparto abiotico e quello biotico generano un flusso ciclico di materia nell’epipelago, alimentato dall'energia solare nei periodi di luce, che può essere perturbato da cause naturali e/o antropiche. Le basse temperature e l’assenza della luce nel meso- e batipelago non sono un limite per la vita, compreso nell’habitat bentonico. La lunga notte polare condiziona fortemente la vita sotto il ghiaccio marino stagionale in termini di flussi di materia a disposizione della rete trofica marina che nei mesi invernali è costretta a fare lunghi percorsi migratori. In primavera invece il ghiaccio marino diventa l’habitat template di un insieme di organismi autotrofi ed eterotrofi e dopo la sua fusione, rilascia un notevole apporto di nutrienti essenziali e sostanza organica, e favorisce la fertilizzazione del mare. La rete trofica marina in estate trasferisce flussi di materia verso la terra ferma contribuendo anche in parte, nelle fasce litorali costiere, al mantenimento della rete trofica terrestre.
Paleoceanografia
Le carote di sedimento marino prelevate nei mari polari sono un archivio climatico che consente di studiare eventi climatici recenti e del passato geologico. Lo studio di questi archivi valuta l’impatto che le forzanti naturali (quali ad esempio l’estensione del ghiaccio marino, la produttività oceanica e le eruzioni vulcaniche) hanno avuto e potranno avere sull’evoluzione climatica del nostro pianeta. Uno dei temi principali nello studio dei cambiamenti climatici è rappresentato dalla capacità di discriminare la variabilità naturale del clima dalle interferenze di origine antropica e per questo ci si avvale di misure indirette (proxies). L’utilizzo di proxies geochimici, quali gli elementi in traccia, gli isotopi stabili e radiogenici, i composti organici e la silice biogenica negli archivi sedimentari marini e nello scheletro degli organismi carbonatici (foraminiferi, coralli profondi, balanidi) permette di ricostruire le variazioni di temperatura, salinità, ciclo del carbonio, estensione del ghiaccio marino, produttività, circolazione e ventilazione degli oceani polari nel passato. Inoltre, una migliore comprensione della variabilità climatica naturale attraverso l’acquisizione di dati paleoceanografici e il confronto con le simulazioni ottenute da modelli climatici, consentono di migliorare le performance dei modelli previsionali.
Le sfide principali dell’Istituto di Scienze Polari nella ricerca paleoceanografica riguardano soprattutto l’acquisizione di record paleoceanografici ad alta risoluzione nel Mare di Ross e in diverse regioni dell’Oceano Artico e lo sviluppo di nuovi proxies geochimici per lo studio della variabilità climatica nelle regioni polari durante il Quaternario.
Foto di Leonardo Langone (CNR-ISP) - Sedimenti laminati prelevati nella Baia di Edisto (Mare di Ross)
Gli oceani polari sono uno dei motori che influenzano l’intero Sistema Terra. Ai poli infatti si generano delle acque che si diffondono per tutti gli Oceani fino al polo opposto "alimentando" la Conveyor Belt. Le masse d'acqua coinvolte trasportano sia energia che sostanze disciolte, gas e particelle insolute con la conseguenza di influenzare significativamente la composizione stessa delle acque e, da ultimo, il clima terrestre. Lo studio della geochimica delle masse d’acqua polari (mediante la determinazione di elementi in traccia, di composti organici e degli isotopi stabili e radiogenici) consente di valutare i rapporti che intercorrono fra le diverse masse d’acqua (di neoformazione e/o acque “vecchie” provenienti da latitudini più basse), di comprendere i processi in atto e, per finire, di fornire i dati necessari alla creazione e all’implementazione di modelli che consentiranno di comprendere l’interazione delle diverse masse d’acqua e, più in generale, l’evoluzione del sistema climatico terrestre. 
