Acqua marina

L'acqua e le onde

Come la maggior parte del nostro corpo è formato da acqua, allo stesso modo anche l’atmosfera è formata essenzialmente da acqua. Circa il 96% dell’acqua presente sulla terra è acqua salata; il rimanente 4% è formato da acqua dolce e di questo 4% circa l’80% è presente nei ghiacciai, il 22% circa è formato da acqua sotterranea e il rimanente (0,5%) è l’acqua dell’atmosfera. Quindi l’acqua dolce che serve a noi è presente in percentuale molto scarsamente.

Il 96% delle acque è costituito da acqua salata. Esistono tre oceani principali: Pacifico, Atlantico e Indiano. L’oceano Pacifico è quello più esteso e si trova tra l’America e l’Asia e contiene circa la metà di tutta l’acqua degli oceani. L’oceano Atlantico invece si trova tra l’America e l’Europa, comprende anche dei mari poco profondi come il mar dei Caraibi, il golfo del Messico e lo stesso Mediterraneo (penetrato attraverso lo stretto di Gibilterra), e comprende il 29% delle acque. L’oceano Indiano è l’oceano più piccolo e comprende il 21% delle acque salate.
Le distese d’acqua vicino ai poli sono l’oceano polare Artico al nord e quello Antartico al sud: vengono chiamati oceani anche se in realtà non hanno le caratteristiche di un oceano, sono piccoli, chiusi, poco estesi, poco profondi e hanno più le caratteristiche di un mare che di un oceano.
I mari sono quelle distese d’acqua che si insinuano tra i Continenti, ma hanno dimensioni ridotte e sono meno profondi degli oceani che possono essere: costieri, se lungo le coste, come mar delle Antille, Cina e Giappone, o continentali che comunicano tramite gli stretti come il Mediterraneo, il mar Rosso, il mar Baltico.
Vengono anche chiamati mar Caspio e il mar Morto che in realtà sono dei laghi, ma erano mari che poi con il movimento delle zolle sono divenuti laghi.
Tutto ciò che è disciolto nell’acqua degli oceani e dei mari arriva dalla terra, dai mari, dai fiumi e dall’erosione delle coste. Tutte queste sostanze che arrivano al mare sono formate essenzialmente da sali, nutrienti (tutto ciò che è in grado di nutrire esseri viventi, non necessariamente l’uomo) e gas.
La quantità di sali disciolta nel mare viene detta salinità ed è espressa in permille. La salinità media dei mari è 35‰, cioè ogni 1000 grammi d'acqua ci sono 35 grammi di sale.
Verso l’equatore la salinità aumenta moltissimo (mar Rosso 43‰, mar Baltico 6‰). Il mar Rosso ha un'alta percentuale di salinità, perché non solo fa caldo, ma è anche chiuso (evaporazione maggiore e a invariata quantità d’acqua la salinità aumenta).
Per sale si intende il cloruro di sodio, composto da sodio e cloro che non è altro che il comune sale da cucina, ottenuto dalle saline.
Oltre i cloruri che sono i più abbondanti (cloruro di sodio rappresenta circa l’80%di tutti i sali) ci sono anche altri sali.
I nutrienti sono tutte quelle sostanze essenziali per svolgere il metabolismo, cioè l’insieme di tutte le reazioni chimiche che avvengono in un organismo. Particolarmente importanti sono i composti del fosforo, dell’azoto e del silicio.
I gas più abbondanti disciolti nell'acqua sono l’azoto, l’ossigeno e la CO2. L’azoto ha solubilità maggiore (capacità di un corpo di sciogliersi in un liquido) dell’ossigeno e dunque è presente in quantità maggiore. La CO2 è ancora più solubile e quindi nell’acqua è presente in quantità fino a trenta volte maggiori rispetto all’atmosfera. L’ossigeno viene utilizzato da tutti i viventi per la respirazione. Nel mare arrivano anche gli scarichi industriali che portano materiali inquinanti come i cosiddetti metalli pesanti (rame, mercurio e nichel). Ci sono degli organismi in cui questi metalli si accumulano e si ha l’intossicazione.
La densità è il rapporto tra massa e volume. La densità dell’acqua marina varia in base alla salinità: più è salata più e densa e la pressione aumenta scendendo verso il basso perché le particelle si avvicinano, aumentano massa e densità.
L’acqua si riscalda solo in superficie, perché i raggi solari riescono a penetrare solo superficialmente. I raggi solari penetrano: dipende dall’inclinazione dei raggi solari e anche dalla trasparente (più lo è più penetrano).
Uno strato superficiale caldo e uno profondo freddo.
All’equatore la temperatura si aggira più o meno sui 27° C, nel mar Baltico intorno ai 2° C. I fondali marini perlopiù sono intorno agli 0° C, ma i fondali del Mediterraneo sono intorno ai 13° C, perché è meno profondo e anche chiuso.

Le onde e il loro movimento

Le onde sono causate dal vento che esercita una pressione e trasferisce l’energia. Il moto ondoso si forma a causa di un trasferimento di energia che fa muovere le particelle. Siccome i liquidi non sono comprimibili, le onde hanno dei parametri descrittivi, validi per qualsiasi onda.
Le onde elettromagnetiche comprendono raggi γ, raggi x, ultravioletti, luce visibile, infrarossi, micro-onde e onde radio. Le onde possono anche essere sonore, elettroniche, meccaniche, sismiche.
Tutte le onde sono accumunate dal fatto che propagano energia, e sono definite dagli stessi parametri. La parte più alta è chiamata cresta, quella più bassa ventre. La distanza tra due creste viene detta lunghezza d’onda e viene definita con la lettera greca λ.
La frequenza viene indicata con la lettera greca ν: indica quante creste passano per un determinato punto nell’unità di tempo. Se la frequenza è bassa la lunghezza d’onda è bassa (inversamente proporzionali). Frequenza e energia sono direttamente proporzionali. L’ampiezza dell’onda è l’altezza che passa tra la cresta e l’asse di propagazione.
Questi fattori descrivono qualsiasi tipo di onda. La velocità delle onde varia. Le onde elettromagnetiche viaggiano a 300.000 km/s, le onde del mare arrivano ai 10 km/h. La dimensione delle onde dipende dalla velocità, dall’intensità e dalla durata del vento. Dipende molto anche dal fatto che ci si trovi in un oceano aperto o in prossimità delle coste.
Le onde in mare aperto si chiamano onde di oscillazione, e non si crea l’attrito con il fondale. Ci sono solo oscillazioni di propagazione del movimento, ma non viene traslata materia, ossia se metti una boa in pieno oceano questa farà su e giù ma non si sposterà (si trasferisce energia ma non materia). L’acqua oscilla soltanto in verticale.
Le onde in mare aperto possono essere anche notevolmente grandi e si chiamano forzate perché provocate dal vento: nel punto in cui soffia il vento sono molto alte, mentre nell’allontanarsi diventano più basse e più regolari e vengono chiamate onde libere, perché non sono provocate direttamente dal vento ma sono dovute alla propagazione dell’energia. Può andare avanti per migliaia di chilometri.
In prossimità della costa l’onda cambia perché c’è l’attrito tra l’energia e il fondale marino. All’interno dell’onda l’acqua assume dei moti circolari, perché il vento preme e spinge verso il basso le particelle in superficie, per cui le particelle trasmettono la pressione e si creano i circoletti via via sempre più piccoli, perché scendendo diminuisce l’effetto del vento e dunque l’energia. A un certo punto incontrano il fondale, c’è attrito e si forma la schiuma, i “cavalloni”, dette frangenti di spiaggia: il fondale frena la parte sotto e quella superiore assume maggiore velocità e quindi cade in avanti. Nel momento in cui l’onda s’infrange sulla spiaggia torna indietro per azione della gravità: questo movimento si chiama risacca.
Le onde di maremoto sono generate da terremoti, quindi l’energia va dal basso verso l’altro, è più elevata e il movimento interessa tutto lo strato di acqua, non solo la parte superficiale. Nel maremoto l’energia non si spegne, ma rimane pressoché inalterata. Quando arrivano verso la costa, dato che il fondale sale e tutto lo spessore d’acqua è coinvolto, si formano onde alte anche 30/40m. Inizialmente l’acqua fa un risucchio.