Esplorazione delle profondità marine: caratteristiche, movimenti ed ecosistemi

Caratteristiche del fondo marino

Il fondo del mare presenta aspetti molto vari da luogo a luogo; tuttavia è possibile definirne alcuni caratteri comuni, riscontrabili sia nei tre grandi oceani (Pacifico, Atlantico e Indiano) che nei relativi mari dipendenti.
La profondità media, si aggira intorno ai 3800 m, dato ricavato dalla curva ipsografica della intera superficie terrestre. Ma partendo dalla riva e procedendo verso l’alto mare, non si passa subito alle grandi profondità: attorno alle terre emerse vi è una piattaforma continentale a debole pendenza e con modesta profondità (fino a -200 m); la sua estensione varia da luogo a luogo ed è maggiore in corrispondenza delle aree continentali piatte, ridotta laddove le catene montuose si accostano al mare. Occupa circa il 7% di tutti i fondali.

Scarpata e fondi oceanici

La piattaforma fa parte, geologicamente, del continente vicino, il cui margine si estende anche nella scarpata continentale; questa si incontra soltanto ad una certa distanza dalla costa, è più ripida e giunge in media fino a 2000 m di profondità. Il bordo inferiore della scarpata è segnato da un dolce declivio, detto rialzo continentale, che segna il passaggio al “dominio oceanico” vero e proprio.

Oltre alla scarpata si estendono i fondi oceanici, sino a profondità intorno ai 6000 m; essi occupano un’area molto vasta, pari circa all’83% della superficie sottomarina. La parte rimanente (poco più dell1%) è occupata dalle fosse o abissi, che comprendono le depressioni oltre i 6000 m, fino alle massime profondità; queste però non si trovano nelle zone centrali degli oceani,ma vicino al margine dei rilievi, sia emersi, sia sottomarini.

Composizione dell'acqua marina

L’acqua marina contiene:

- Costituenti principali (alcuni Sali in quantità notevoli);

- Costituenti minori (altri Sali in quantità modesta);

- Elementi in tracce (cioè a bassissima concentrazione).
La salinità compressiva media si aggira sui 35 g per litro. Vi sono tuttavia mari caldi, e perciò soggetti a forte evaporazione che hanno salinità anche molto più alte, come viceversa. La salinità dunque cambia da zona a zona, e nell’ambito di uno stesso bacino, varia al variare delle stagioni. Ciononostante i rapporti fra i costituenti principali restano sempre praticamente costanti.

Alcuni dei costituenti minori sono indispensabili per la vita; perciò i composti di azoto, del fosforo e del silicio sono denominati nutrienti. L’acqua del mare contiene anche gas disciolti, che in genere derivano direttamente o indirettamente dall’atmosfera; la loro presenza varia con la temperatura e la salinità delle acque: il contenuto è maggiore nell’acqua fredda e poco salata, mentre un’acqua calda e salata contiene meno gas.

Temperatura e colore del mare

L’acqua marina a salinità media congela alla temperatura di -2°C, perché più densa dell’acqua dolce.

La temperatura dell’acqua di mare in superficie, è più costante rispetto a quella che si osserva sulle terre emerse; da ciò deriva la funzione “mitigatrice” del mare sul clima.

La penetrazione della luce solare è funzione della latitudine, della stagione dell’ora del giorno e della trasparenza dell’acqua. La lunghezza d’onda del rosso viene assorbita dall’acqua per prima, mentre la componente verde-azzurra giunge a maggiori profondità.

Il colore del mare dipende sia dalle caratteristiche proprie dell’acqua sia dalla riflessione del colore del cielo; il colore è legato innanzitutto alla diffusione della luce, perciò in acque abbastanza limpide domina l’indaco, seguito dall’azzurro e infine il verde. Quest’ultimo colore è spesso legato ala presenza di abbondante filo plancton, mentre i colori giallastri sono spesso causati da materiali torbidi, come quelli scaricati dai fiumi; tendenze al grigio o al rossastro si spiegano con la presenza di altre sostanze, generalmente inquinanti.

Ecosistema marino

L’enorme massa di esseri viventi nelle acque marine costituisce una “comunità” di organismi interdipendenti e in stretti rapporti con il loro “intorno” fisico: l’insieme di queste due componenti, biotica e abiotica, forma un immenso ecosistema, il maggiore dell’intera biosfera.

L’ecosistema marino comprende:

- Il “benthos” (organismi che vivono a contatto con il fondale);

- Il “necton” (esseri dotati di movimento proprio come i pesci e altri organismi);

- Il “plancton” (organismi piccoli o microscopici, animali e vegetali, che vivono in balìa delle acque).

In mari che non siano stati alterati da azioni antropiche si stabilisce naturalmente un equilibrio biologico tra questi gruppi; gli esseri più voraci sono presenti in numero molto minore, quelli più soggetti a distruzione si moltiplicano quotidianamente in miliardi di individui.

Movimenti dell'idrosfera marina

L’idrosfera marina è soggetta a numerosi movimenti tutt’altro che trascurabili, sia per la loro continua azione di modellamento delle coste, sia per i loro riflessi sulla navigazione, sulla pesca e sulle opere marittime in generale. I principali, di maggiore interesse geografico, sono:

- Le onde, che presentano comportamenti “irregolari”;

- Le maree, che sono riferibili ad oscillazioni “periodiche” dell’intera massa marina;

- Le correnti, che fanno capo alla grande circolazione oceanica globale e in genere assumono caratteri di moti “costanti”.

Onde e maree

Il moto ondoso è dovuto principalmente allo spirare del vento. È tuttavia possibile osservare il mare agitato anche in zone prive di vento, a causa delle propagazioni del moto ondoso.

In un’onda è possibile distinguere vari elementi: la cresta, il ventre (o cavo), l’altezza, la lunghezza, la velocità di propagazione, il periodo e la direzione. Nel mare aperto, dove non si risente l’influenza dei fondali, si hanno onde di oscillazione: le particelle d’acqua sono soggette a movimenti circolari e non si hanno quindi spostamenti d’acqua orizzontali. Quando la cresta si rovescia in avanti e ricade verso il basso spumeggiando, da origine ai marosi e frangenti.

Avvicinandosi alla costa vi sono le onde che costi stono in un vero e proprio trasporto di acqua: le onde di traslazione. Il flutto di ritorno si chiama risacca. Quando le onde marine battono contro un ostacolo si siflettono; il fenomeno della riflessione delle onde assume particolari aspetti nelle acque alte: l’onda riflessa può conservare buona parte dell’energia che aveva in arrivo ed allora si compone con la successiva onda incidente per dar luogo ad un’”onda stazionaria”, ovvero un’oscillazione verticale del livello marino a breve distanza dall’ostacolo.

In acque più basse invece è ben più importante il fenomeno della rifrazione delle onde, che produce un più marcato spostamento orizzontale dell’acqua e fa incurvare le onde finendo per renderle quasi parallele alla costa.

Il fenomeno delle maree ha i caratteri di un movimento periodico ed è perci prevedibile: consiste in oscillazioni ritmiche, con innalzamenti (flussi) ed abbassamenti (riflussi) del livello marino, provocati dall’attrazione gravitazionale della Luna e del Sole sulle masse d’acqua che ricoprono la Terra.

La differenza tra l’alta marea e la bassa marea è l’ampiezza della marea. Osserviamo che, pur avendo il sole una massa molto maggiore di quella della Luna, questa si trova però assai più vicina alla Terra e quindi esercita un’attrazione maggiore, ma non è la sola causa del fenomeno. L’esperienza ci insegna che invece quando in un punto si ha l’alta marea, essa si presenta anche al suo antipodo: ciò è dovuto al fatto che, oltre all’attrazione lunare, nel fenomeno interviene anche la forza centrifuga dovuta al moto di rivoluzione del sistema Terra – Luna.

In generale si osservano due oscillazioni complete del mare durante un giorno lunare, avendosi un’alta e una bassa marea ogni 12 ore e 25 minuti (maree semidiurne). Tuttavia esistono zone nelle quali in un giorno lunare si manifesta un solo flusso e un solo riflusso (maree diurne), ed altre ancora nelle quali si hanno due alte e due basse maree ogni giorno lunare, ma con ampiezza diversa (maree miste).

Correnti oceaniche

Le correnti consistono in spostamenti orizzontali di masse acquee; esse possono essere paragonate ad immensi fiumi che scorrono in seno al mare secondo una direzione quasi costante e con una velocità propria, distinguendosi dalle acque circostanti sia per la temperatura che per la salinità.

Le masse di acqua sono soggette alla forza di Coriolis, che le devia dal loro percorso originario e tendono a formare dei circuiti chiusi e distinti non solo nei singoli oceani, ma anche nei due emisferi: in quello boreale la circolazione si svolge in senso orario, mentre in quello australe essa si attua in senso antiorario. In secondo luogo non è trascurabile l’azione dei venti, che possono accelerare le correnti di superficie, rallentarne o invertirne il corso. La morfologia dei bacini marini, infine, esercita una notevole influenza dell’andamento spaziale delle correnti.

Anche nei mari si verifica una circolazione superficiale e una profonda, ma più ridotte. Tali moti sono prevalentemente legati allo squilibrio che si crea tra i bacini contigui a causa delle differenze di temperatura e di salinità. Così nel Mar Mediterraneo, a causa dell’evaporazione più forte, le acque sono più salate di quelle dell’Oceano Atlantico e perciò attraverso lo Stretto di Gibilterra si origina una corrente di superficie che dall’Atlantico penetra nel Mediterraneo, facendosi sentire fino a 100 m in profondità; al di sotto si ha invece una corrente che scorre in senso opposto.