Archipelago of above and below: underwater research landscape for marine biodiversity regeneration : Panarea island, Italy

Marine ecosystems are increasingly threatened by ocean acidification, placing many habitats under severe stress. The endemic Mediterranean seagrass Posidonia oceanica plays a critical role in mitigating these effects due to its high carbon sequestration capacity, yet it is threatened by cumulative anthropogenic pressures. While ongoing scientific research and restoration efforts open pathways for innovation, they also reveal the need for multidisciplinary approaches to advance adaptive strategies for future ocean conditions. This thesis investigates how landscape architecture and design can operate as a medium to engage underwater environments as sites of ecological research and biodiversity regeneration. Located on Panarea Island in the Aeolian archipelago, the project operates within a natural laboratory where submarine hydrothermal vents release CO₂, creating localized acidification gradients that mimic future ocean conditions. These stressed environments coexist with seasonal overtourism, producing a spatial dichotomy between anthropogenic pressure above the surface and fragile ecological processes below. ‘Archipelago of Above & Below’ forms an underwater research landscape functioning as a hub for studying adaptation of marine flora. It consists of an interconnected system including an onshore nursery, offshore hatchery and testing area, floating devices, and submerged experimental modules. Surface elements such as buoys, moorings, and pontoons regulate access and enable monitoring. Below the surface, sediment modules support the formation and expansion of Posidonia oceanica meadows, complemented by biodiversity reef modules designed to support sponge growth, enhance filtration, and provide refuge for marine fauna. The deployment of these modules creates new ecotones and microhabitats that allow ecological observation while gradually integrating into marine environments. The project establishes a living research landscape that supports ecological processes, facilitates interdisciplinary collaboration, and advances spatial approaches for responding to marine environmental change.

Gli ecosistemi marini sono sempre più minacciati dall’acidificazione degli oceani, che sottopone numerosi habitat a condizioni di forte stress. La fanerogama marina endemica del Mediterraneo Posidonia oceanica svolge un ruolo chiave nella mitigazione di tali effetti grazie alla sua elevata capacità di sequestro del carbonio, ma è al contempo esposta a pressioni antropiche cumulative. Nonostante la ricerca e gli interventi di ripristino aprano nuove prospettive, emerge la necessità di approcci multidisciplinari capaci di sviluppare strategie adattive per le future condizioni marine. Questa tesi indaga come l’architettura del paesaggio possa operare come strumento per attivare ambienti sommersi quali luoghi di ricerca ecologica e rigenerazione della biodiversità. Situato sull’isola di Panarea, nell’arcipelago delle Eolie, il progetto si sviluppa in un laboratorio naturale dove emissioni idrotermali sottomarine rilasciano CO₂, generando gradienti locali di acidificazione che simulano scenari futuri. Questi ambienti convivono con fenomeni di overtourism stagionale, producendo una dicotomia tra pressione antropica in superficie e fragili processi ecologici sommersi. ‘Archipelago of Above & Below’ configura un paesaggio di ricerca subacqueo come hub per lo studio dell’adattamento della flora marina. Il sistema comprende un vivaio a terra, un’area offshore di allevamento e sperimentazione, dispositivi galleggianti e moduli sommersi. Gli elementi superficiali regolano l’accesso e consentono il monitoraggio; sul fondale, moduli sedimentari favoriscono la formazione ed espansione delle praterie di Posidonia oceanica, affiancati da moduli di biodiversità per la crescita delle spugne, il potenziamento della filtrazione e la creazione di rifugi per la fauna marina. L’installazione genera nuovi ecotoni e microhabitat che permettono l’osservazione dei processi ecologici integrandosi progressivamente nell’ambiente marino. Il progetto definisce così un paesaggio di ricerca vivente che sostiene i processi ecologici, promuove la collaborazione interdisciplinare e sviluppa strategie spaziali per rispondere al cambiamento marino.