Idrosfera marina

Materie:Appunti
Categoria:Geografia Astronomica

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Testo

L’idrosfera marina
Il mare и una delle caratteristiche principali del nostro pianeta; l’idrosfera marina copre il 71% della superficie terrestre e racchiude il 97 % dell’acqua disponibile sulla Terra. La differenza tra Oceani e mari и che i primi costituiscono i bacini principali di maggiori dimensioni e hanno un fondale basaltico mentre i secondi costituiscono i bacini secondari che posano su un basamento continentale.
La curva ipso-grafica della superficie terrestre:
In ascissa sono riportate le aree della superficie terrestre (sia in valore assoluto in basso e sia in percentuale in alto); in ordinata и riportata l’altitudine della superficie terrestre (notiamo che i rilievi molto elevati hanno una bassa estensione). Da questa carta si vede che partendo dalla riva verso il mare, non si giunge immediatamente alle grandi profonditа: attorno alle terre emerse vi и una piattaforma continentale a debole pendenza e con modesta profonditа ed и maggiore in corrispondenza delle zone continentali piatte e ridotta dove le catene montuose si affacciano al mare; dopo la piattaforma continentale c’и la scarpata continentale , piщ ripida e meno estesa che ha profonditа max -2000 metri; poi vi и il rialzo continentale che si estende dolcemente dal piede della scarpata fino a -3000-4000 m ; poi i fondi oceanici che occupano l’83% della superficie sommersa e raggiungono i -6000 m ; oltre i -6000 m ci sono le depressioni dette fosse e abissi.
Caratteristiche chimico- fisiche del mare: L’acqua del mare и costituita in soluzione da quasi tutti gli elementi noti in natura: ne sono stati rilevati 83 su 103 presenti sulla Terra. La caratteristica chimica piщ importante и la salinitа (cioи il contenuto in Sali (in grammi) per litro d’acqua ) La salinitа media и circa 35 grammi per litro ma questo valore varia da zona a zona a causa della temperatura (quindi della latitudine e con la stagione): infatti i mari molto caldi, quindi soggetti a molta evaporazione hanno salinitа piщ alta della media, mentre quelli freddi la salinitа и molto bassa.
elemento
mg/l
elemento
mg/litro
elemento
mg/litro
Cloro
Sodio
Magnesio
Zolfo
Calcio
Potassio
Bromo
Carbonio
Stronzio
Boro
Silicio
Fluoro
Argo
Azoto
Litio
Rubidio
Fosforo
Iodio
Bario
18.980
10.540
1.350
885
400
380
65
28
8
4,6
3
1,3
0,6
0,5
0,17
0,12
0,07
0,06
0,03
Indio
Zinco
Ferro
Alluminio
Molibdeno
Selenio
Stagno
Rame
Arsenico
Uranio
Nichel
Vanadio
Manganese
Titanio
Antimonio
Cobalto
Cesio
Cerio
Ittrio
0,02
0,01
0,01
0,01
0,01
0,004
0,003
0,003
0,003
0,003
0,002
0,002
0,002
0,001
0,0005
0,0005
0,0005
0,0004
0,0003
Argento
Lantanio
Cripto
Neon
Cadmio
Tungsteno
Xeno
Germanio
Cromo
Torio
Scandio
Piombo
Mercurio
Gallio
Bismuto
Niobio
Tallio
Elio
Oro
0,0003
0,0003
0,0003
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,00007
0,00005
0,00005
0,00004
0,00003
0,00003
0,00003
0,00002
0,00001
0,00001
0,000005
0,000004
Tabella degli elementi presenti nell'acqua di mare.

L’acqua del mare contiene : alcuni Sali in notevole quantitа detti costituenti principali; altri Sali in quantitа modesta detti costituenti minori ; un gran numero di elementi in tracce (bassa concentrazione). Nell’acqua di mare sono presenti anche gas disciolti che derivano dall’atmosfera (azoto che и quello piщ abbondante, ossigeno e anidride carbonica).
Le caratteristiche fisiche piщ importanti sono la densitа e la temperatura. La densitа aumenta con l’aumento della salinitа; essa cresce col crescere della pressione esercitata dalle acque sovrastanti e quindi aumenta con la profonditа. La temperatura и piщ costante rispetto a quelle delle terre emerse e varia con la latitudine con la stagione e con la profonditа. Altre caratteristiche fisiche sono: la penetrazione della luce solare (dipende dalla latitudine , dalla stagione e dall’ora del giorno e dalla trasparenza dell’acqua. Piщ si va in profonditа piщ non penetra la luce) e il colore ( dipende dalle caratteristiche dell’acqua e dalla riflessione del colore del cielo. In acque abbastanza limpide domina l’indaco, seguito dall’azzurro e infine dal verde).
L’ecosistema (o bioma) marino и uno dei componenti fondamentali della biosfera, che puт essere considerato uno dei piщ grandi ecosistemi: и una sorta di macchina auto regolatrice dotata di una struttura attraverso la quale circola un flusso di energia; il suo funzionamento ed il suo equilibrio si reggono sulla catena alimentare che lega fra loro e con l’ambiente fisico i vari organismi della comunitа marina. Esso comprende il benthos, il necton e il plancton.
I movimenti del mare → sono di tre tipi: periodici (le maree), costanti (correnti marine) e irregolari (le onde).
1)movimento irregolare: moto ondoso, dovuto principalmente allo spirare dei venti; la pressione e l’attrito che i venti esercitano sulla massa d’acqua genera onde forzate; le onde libere sono invece quelle continuano ad agitare il mare anche dopo che и cessato il vento.
Gli elementi di un’onda sono: la cresta (la parte piщ rilevata) e il ventre (la parte piщ depressa); l’altezza (la distanza verticale tra cresta e ventre) e la lunghezza (la distanza orizzontale tra cresta e cresta). I parametri di un’onda sono: la velocitа di propagazione (lo spazio percorso nell’unitа di tempo dalla cresta); il periodo (intervallo di tempo compreso tra due passaggi consecutivi di una cresta o di un ventre per lo stesso punto fisso); la direzione dell’orizzonte da cui l’onda sembra provenire.
Lo strumento utilizzato и l’ondametro. Il comportamento e le caratteristiche del moto ondoso (che puт verificarsi alla profonditа di metа lunghezza d’onda)variano in funzione del vento e a seconda che tale movimento si verifichi in alto mare o in prossimitа della crosta.
In mare aperto, a causa della profonditа dei fondali, si verificano le onde di oscillazione = le particelle d’acqua sono soggette a movimenti circolari e non si hanno spostamenti orizzontali (quindi non c’и lo spostamento d’acqua) ; il suo profilo assomiglia a una trocoide (= curva descritta da un punto situato all’interno di un cerchio che rotoli su di un piano) ma se il vento aumenta la sua intensitа questo profilo si modifica: la cresta и piщ veloce del ventre e si rovescia in avanti e ricade verso il basso originando marosi e frangenti.
Avvicinandosi alla costa, invece, quando la profonditа del fondale marino и minore di metа lunghezza d’onda si hanno le onde di traslazione: le orbite descritte dalle particelle si deformano prendendo la forma di un’ellisse sempre piщ schiacciato poichй risentono dell’influenza del fondale marino. A contatto con il fondale marino le particelle si muovono con moto rettilineo alternato→conseguenza: la parte inferiore dell’onda viene rallentata rispetto a quella superiore; queste onde trasportano l’acqua e in prossimitа della costa l’onda si rovescia in avanti precipitando in frangente di spiaggia e il flutto di ritorno prende il nome di risacca, che si muove sotto l’onda in arrivo.
Nelle acque alte avviene il fenomeno della riflessione delle onde (quando l’onda sbatte contro un ostacolo e viene riflessa) : l’onda riflessa puт conservare parte della sua energia che aveva in arrivo e si compone con la successiva onda incidente formando l’onda stazionaria che consiste in una oscillazione verticale del livello marino a breve distanza dall’ostacolo. Questo fenomeno avviene in corrispondenza di coste alte e con fondali profondi o a ridosso delle banchine dei porti (infatti le navi che stanno nei porti vengono alzate e abbassate dal moto verticale dell’onda stazionaria).
Nelle acque basse avviene il fenomeno della rifrazione delle onde, dove il fondale ha profonditа inferiore alla metа della lunghezza d’onda: questo fenomeno fa incurvare l’onda e la rende parallela alla costa →se la costa и ondulata questo fenomeno produce una convergenza dell’energia delle onde sui promontori (dove si hanno fenomeni di erosione) e divergenza nelle baie dove prevale l’accumulo di materiali ciottolosi e sabbiosi.
2)MOVIMENTI PERIODICI: LE MAREE →fenomeno prevedibile in quanto periodico→le maree consistono in oscillazioni ritmiche con innalzamenti (flussi) e abbassamenti (riflussi) del livello marino, provocati dall’azione gravitazionale della Luna e del Sole sugli oceani e sui mari. La fase corrispondente al max sollevamento si chiama alta marea , mentre la fase corrispondente al massimo abbassamento si chiama bassa marea; la differenza tra questi due и l’ampiezza della marea. Siccome l’attrazione esercitata dalla Luna и molto superiore a quella esercitata dal Sole, allora la periodicitа delle maree и essenzialmente legata al ritmo dei movimenti lunari. Ma questa non puт essere la sola causa del fenomeno, altrimenti si dovrebbero avere in ogni punto un solo flusso e un solo riflusso al giorno perchй la Luna culmina una sola volta al giorno su ogni meridiano. Quindi oltre all’attrazione lunare(e quella del sole) 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: abbiamo un’alta marea e una bassa ogni 12 ore e 25 minuti→maree semidiurne. Tuttavia esistono zone in cui in un giorno lunare (24 ore e 50 minuti) si manifesta un solo flusso e un solo riflusso→maree diurne; e altre zone in cui si hanno due alte e due basse maree al giorno lunare perт con ampiezza diversa→maree miste. Inoltre l’alta marea non si verifica esattamente quando la Luna culmina sul meridiano del luogo considerato ma si puт presentare con un certo ritardo – detto ora di porto- che varia da punto a punto ( ciт a causa dell’attrito col fondo e dell’attrito interno delle masse d’acqua). La spiegazione del diverso comportamento delle maree nelle varie zone del globo ce lo dа la teoria dell’onda stazionaria→oceani e mari sono suddivisibili in diversi bacini nei quali la massa d’acqua oscilla naturalmente con ampiezza e periodo che dipendono dalla forma e dalle dimensioni del bacino: se il periodo naturale di oscillazione и di 24 ore circa si hanno maree diurne, se и di 12 ore circa si hanno maree diurne, se и un periodo intermedio tra i due si hanno maree miste. L’oscillazione di marea и interessata anche da un movimento circolare impartito dalla rotazione terrestre, che fa girare l’alta marea in senso antiorario nel nostro emisfero( e orario in quello australe) intorno ai punti anfidromici ( o punti nodali) in corrispondenza dei quali il livello marino rimane praticamente costante. Quando il Sole, la Luna e la Terra sono allineati (cioи nelle fasi di sizigie) le forze generatrici si sommano e si raggiungono i massimi valori di marea (MAREE VIVE); quando invece sono disposti secondo i vertici di un triangolo rettangolo , le forze si annullano parzialmente e si hanno le oscillazioni minime (maree morte) Le maree causano anche movimenti orizzontali delle acque→CORRENTI DМ MAREA che si verificano nei bracci di mare che mettono in comunicazione bacini in fase di marea opposta.
E’importante sapere che la Luna provoca la precessione luni-solare e le maree.
3)MOVIMENTI COSTANTI→CORRENTI MARINE, le quali consistono in spostamenti orizzontali di masse d’acqua che hanno una velocitа propria e si distinguono dalle acque circostanti per salinitа e temperatura. Questo movimento и dovuto a differenze di temperatura, di densitа e allo spirare dei venti. Le grandi correnti superficiali →in primo luogo, data la rotazione terrestre, l’acqua и sottoposta alla forza di Coriolis , che le devia dal loro percorso originario. Per cui le correnti tendono a formare dei circuiti chiusi e distinti sia negli oceani che nei due emisferi: in quello boreale si svolge in senso orario mentre in quello australe in senso anti-orario. In secondo luogo, non puт essere trascurata l’azione dei venti che possono sia rallentare le correnti che invertire il loro corso (o accelerarle) . Per esempio infatti nell’Oceano indiano a causa dei monsoni, le correnti cambiano direzione due volte all’anno. Infine anche la morfologia dei bacini influisce sull’andamento delle correnti.
Le correnti superficiali sono distinte in calde e fredde, a seconda se la loro temperatura sia superiore o inferiore a quelle delle acque circostanti. Le correnti calde si spostano dalle zone equatoriali verso i poli, mentre quelle fredde chiudono il ciclo muovendo dalle alte latitudini verso l’equatore.
Inoltre esistono anche le correnti profonde, che sono correnti fredde che scorrono rasenti al fondo delle alte latitudini verso l’Equatore. Le correnti superficiali e profonde insieme operano un rimescolamento delle acque e una distribuzione del calore tra le zone equatoriali e quelle polari.
La Corrente del Golfo, o Corrente nord-atlantica, и una potente corrente oceanica calda di vitale importanza per la mitigazione del clima nei paesi europei che si affacciano sull'Oceano Atlantico (vedi: Portogallo, Spagna, Francia e soprattutto Irlanda e Gran Bretagna) la sua influenza и sentita fino in Scandinavia. Il nastro trasportatore и, come giа detto un'enorme corrente che trasporta l'acqua calda del Golfo del Messico attraverso l'Atlantico, essa poi, quando per ovvie ragioni si raffredda, in prossimitа del circolo polare artico, si inabissa. Dopodichй il ciclo ricomincia.
Un altro esempio di corrente→nel Mar Mediterraneo ,a causa dell’evaporazione piщ forte, le acque sono piщ salate rispetto a quelle dell’Oceano Atlantico: perciт attraverso lo Stretto di Gibilterra si origina una corrente di superficie che dall’Atlantico penetra nel Mediterraneo . Mentre la corrente profonda scorre in senso opposto. Una situazione analoga la abbiamo tra il Mar Nero e il Mare Egeo (stretto dei Dardanelli), oppure tra il Mar Rosso e l’Oceano Indiano.

Esempio