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- rimescolamento dell'ossigeno e delle sostanze nutritive - la riproduzione, - la distribuzione delle larve, - la colonizzazione del fondo, - la comunicazione.

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Presentazione sul tema: "- rimescolamento dell'ossigeno e delle sostanze nutritive - la riproduzione, - la distribuzione delle larve, - la colonizzazione del fondo, - la comunicazione."— Transcript della presentazione:

1 - rimescolamento dell'ossigeno e delle sostanze nutritive - la riproduzione, - la distribuzione delle larve, - la colonizzazione del fondo, - la comunicazione intra ed inter-specie viventi, ecc.

2 irregolare periodiche costanti

3 Idrodinamismo Onde, correnti, maree Il livello degli oceani, che sono tutti in comunicazione fra loro, dovrebbe essere uguale dappertutto. Per il principio dei vasi comunicanti "l'acqua si dispone sempre allo stesso livello in più recipienti comunicanti tra loro, indipendentemente dalla loro forma o dimensione". In mancanza di una differenza di potenziale idraulico, il mare dovrebbe essere una massa d'acqua stagna. In realtà, in esso si verificano movimenti irregolari (onde), costanti (correnti) e periodici (maree)

4 Onde di oscillazione Onde di traslazione Frangente di spiaggia Il moto ondoso è dovuto principalmente allo spirare del vento ONDE FORZATE Il moto ondoso è presente anche in assenza di vento a causa della propagazione del moto ondoso ONDE LIBERE

5 Le principali caratteristiche di unonda sono la lunghezza (l), determinata dalla distanza fra cresta e cresta oppure fra ventre e ventre, laltezza, ossia la distanza verticale fra una cresta e ventre, e infine la velocità di propagazione, intesa come spazio percorso da una cresta nellunità di tempo e che a sua volta è funzione della lunghezza. Tutti questi parametri dipendono da tre fattori fondamentali: la velocità del vento, per quanto tempo il vento ha soffiato mantenendo la stessa direzione, e quanta superficie del mare è stata interessata dall'azione del vento in questione (detto fetch). In mare aperto le particelle liquide descrivono un cerchio verticale orientato nel verso di propagazione e così non si ha trasporto dacqua, come si può facilmente osservare controllando la posizione di un galleggiante: questo sale e scende, ma tendenzialmente non si sposta. Le particelle sottostanti compiono circonferenze via via più piccole e ad una profondità pari a circa ½ della lunghezza leffetto è praticamente nullo Avvicinandosi alla riva la profondità del fondale diventa inferiore a questa misura e così le orbite delle particelle tendono a schiacciarsi le une contro le altre e a formare delle ellissi

6 Onde di oscillazioneOnde di traslazione

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8 Le particelle subiscono un certo trasporto medio nella direzione dellonda, le creste si innalzano e il fronte complessivo viene rallentato. Raggiunta una profondità critica (surf zone) le creste dellonda si rompono e questo consente a chi le osserva di intuire landamento del fondale lattrito con il fondale rallenta le particelle profonde rispetto quelle di superficie frangente di spiaggia il moto diventa orizzontale onda di traslazione onda di traslazione trasporta acqua verso la spiaggia trasporta acqua verso la spiaggia rifrazione donda rifrazione donda cede lenergia alla costa cede lenergia alla costa lacqua, si ritira ( riflusso) risacca al di sotto della successiva onda risacca La lunghezza donda si modifica massima quantità di energia ceduta alla costa in corrispondenza delle sporgenze massima quantità di energia ceduta alla costa in corrispondenza delle sporgenze

9 lacqua modella la terra Le onde si dispongono parallele alla costa costa sabbiosa erosione della spiaggia erosione della spiaggia la compressione dellaria da costa rocciosa la compressione dellaria da parte dellacqua negli interstizi agisce come un esplosivo sbriciolamento della roccia Le onde marine costituiscono lagente geomorfologico più intenso che influenza maggiormente sul modellamento delle coste.

10 Riflessione e rifrazione delle onde Quando le onde marine battono contro un ostacolo si riflettono. Il fenomeno della riflessione delle onde assume aspetti particolari in acque alte: londa riflessa può conservare buona parte dellenergia che aveva in arrivo ed allora si compone con la successiva onda incidente per dar luogo ad unonda stazionaria, che consiste in unoscillazione verticale del livello marino a breve distanza dallostacolo. Ciò spiega perché nei porti le barche non sono sospinte avanti ed indietro ma su e giù. In acque basse, invece, è ben più importante il fenomeno della rifrazione delle onde, legato allinfluenza del fondale. La presenza del fondale, non solo produce un più marcato spostamento orizzontale dellacqua, ma fa anche incurvare le onde e finisce per renderle quasi parallele alla costa, anche se al largo avevano un andamento diverso. A destra fenomeno della rifrazione

11 La luna e gli astri esercitano una forza d'attrazione sulla terra e su tutte le cose che vi stanno in essa. In particolare sull'acqua degli oceani la cui superficie si modella in modo da essere in equilibrio tra la forza centrifuga del moto della terra e la forza d'attrazione degli astri. Se esaminiamo il caso di un pianeta ricoperto in modo uniforme dall'acqua e soggetto all'azione di un solo satellite, si vede che la superficie del mare non si dispone secondo una sfera, ma secondo un elissoide. L'elissoide non sta fermo, ma ruota "seguendo" sempre il satellite che lo attrae. Per un osservatore fermo sul pianeta il fenomeno appare come una variazione ciclica di livello. Le maree Le maree consistono in variazioni ritmiche del livello marino provocate principalmente dall'azione gravitazionale della Luna, sulle masse d'acqua che ricoprono la Terra. E proprio con le maree che si può giustificare la differenza del livello marino tra due bacini anche contigui.

12 Le maree sono variazioni periodiche del livello del mare generate dallattrazione gravitazionale (1/R²) che i corpi celesti Terra, Luna e Sole esercitano luno sullaltro. Queste escursioni sono in funzione del periodo di rotazione terrestre, dei periodi di rivoluzione della Luna intorno alla Terra e di questultima intorno al Sole, nonché delle differenti inclinazioni dellasse di rotazione terrestre e dei piani di rivoluzione. Linterazione di queste forze produce risultati piuttosto complessi sia in termini di ampiezze che di periodicità.

13 Dipendono da: -Lazione gravitazionale della luna sulla terra; -Forza centrifuga dovuta al moto di rivoluzione della Terra

14 La forza gravitazionale agisce come la cordicella della figura, che costringe la pallina a mantenere un moto circolare; se questa si spezzasse, la pallina si muoverebbe, per il principio dinerzia, con moto rettilineo uniforme.

15 Dopo circa vent'anni di rilevazioni si è notato che mediamente la Luna si allontana dalla Terra di circa 4 centimetri all'anno.

16 Sole Maree sigiziali (Alte maree o maree vive) Maree della quadratura (bassa marea o maree morte)

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19 maree diurne: una sola alta e bassa marea nel corso delle 24 ore; maree semidiurne: con due alte e due basse maree pressappoco di uguale ampiezza maree miste: sempre con due alte e due basse maree, ma con ampiezza diversa in base al prevalere della tendenza semidiurna o diurna.

20 Il sole, la luna e la terra non si trovano nello stesso piano equatoriale il piano dell'orbita lunare è inclinato di circa 5 gradi su quello dell'orbita terrestre, il quale a sua volta è inclinato di circa 23 gradi e mezzo rispetto all'equatore terrestre. Questo significa che la Luna, percorrendo la propria orbita, passa da un'inclinazione massima a un'inclinazione minima rispetto all'equatore terrestre (in termini astronomici l'inclinazione rispetto all'equatore, misurata perpendicolarmente allo stesso, è detta "declinazione").

21 queste variazioni di declinazione possono produrre una diversa ampiezza dei due massimi di marea in certi punti della superficie terrestre, quando la Luna si trova ad alta declinazione. Nel punto A della superficie terrestre due massimi successivi di marea avranno la stessa ampiezza (in questo caso si parla di "marea semidiurna"). Nel punto B due massimi consecutivi avranno ampiezza diversa (B e B'), situazione detta "marea mista", mentre nel punto C addirittura c'e' un solo massimo mareale in un giorno (in C' non si ha un'onda di marea), cioè la marea è "diurna".

22 il periodo base di un'onda mareale non e' di 24 ore, ma di 24 ore e 50 minuti. Questo perché in 24 ore, mentre la Terra compie una rotazione su se stessa, la Luna si sposta lungo la propria orbita di circa 1/29esimo di giro, pari a 12,2 gradi. Così, per vedere la Luna culminare sullo stesso luogo del giorno precedente, la Terra deve ruotare per altri 12.2 gradi, cosa che fa in circa 50 minuti. In totale, tra due culminazioni successive della Luna su uno stesso punto del globo trascorrono 24 ore e 50 minuti, periodo che viene detto "giorno mareale".

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24 Vi sono organismi marini che sincronizzano le danze nuziali con la luce della Luna. I coralli rilasciano le cellule sessuali maschili e femminili solo in presenza della Luna piena. Il Granchio violinista si accoppia solo nelle notti di Luna piena. Il verme Eunice viridis utilizza sia dei cicli solari sia di quelli lunari per sincronizzare l'accoppiamento: risale in superficie una sola volta l'anno in concomitanza dell'ultimo quarto di Luna del mese di maggio Le maree condizionano soprattutto la vita degli organismi che vivono nella fascia compresa fra i livelli dellalta e della bassa marea (mesolitorale) e subito al di sopra delle alte maree (sopralitorale). Questi organismi sono esposti ad emersioni prolungate dalle quali si difendono grazie a gusci protettivi che impediscono la disidratazione. Fra gli esempi più famosi per il Mediterraneo vi sono i gasteropodi Littorina e Patella e i crostacei Ctamali.

25 Le correnti e la circolazione grandi masse d'acqua animate da un moto lento e continuo. - tendenza delle acque a ristabilire l'equilibrio idrostatico turbato dalla diversità di riscaldamento solare alle varie latitudini, che ne modifica la temperatura, la salinità e quindi la densità. Infatti le acque più dense e quindi più pesanti tendono a sprofondare e a disporsi sotto quelle meno dense. Queste differenze di densità sono legate a due parametri: la temperatura e la salinità. È noto infatti che la densità decresce con laumentare della temperatura e aumenta con laumentare dei sali disciolti. La temperatura fondamentalmente varia con la latitudine, la salinità invece dipende dallevaporazione, dalla piovosità, dallapporto dei fiumi.

26 - rotazione della Terra (forza di Coriolis: devia le masse dacqua dal loro percorso originario), che determina la tendenza a formare dei circuiti chiusi: la circolazione si svolge in senso orario nellemisfero boreale, e antiorario in quello australe. Allequatore è nulla. - azione dei venti, sia costanti (alisei, venti occidentali), sia periodici (monsoni). I monsoni possono addirittura cambiare il senso della corrente nellOceano Indiano. - differenze della pressione atmosferica (che dove è più elevata produce un vero e proprio abbassamento del livello delle acque) - morfologia del fondo marino Le correnti dipendono

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29 La convergenza Antartica E la corrente più grande del mondo: da 200 a Km di larghezza, trasporta 150 milioni di m3 di acqua al giorno (25 volte il flusso totale di tutti i fiumi della terra). interagendo con la circolazione atmosferica e con le acque di scioglimento dei ghiacciai antartici, funge da motore della circolazione delle correnti oceaniche del pianeta

30 L'area di riproduzione, per l'anguilla europea e quella americana, si trova vicino al Golfo del Messico, nel Mar dei Sargassi a circa 500 m di profondità. Approfittano della corrente del Golfo per raggiungere le coste dellEuropa Può raggiungere una velocità di 100 km/giorno

31 In condizioni che si possono definire normali, le acque dell oceano Pacifico alle latitudini equatoriali sono pi ù calde sul lato occidentale e pi ù fredde su quello orientale, a causa delle correnti oceaniche provenienti dal Sud e del fenomeno di risalita delle acque profonde; in questa situazione il termoclino si trova a profondit à maggiori sul lato occidentale dell oceano. in corrispondenza del periodo natalizio le acque marine subiscono un sensibile riscaldamento, mitigando le condizioni determinate dalla corrente fredda di Humbolt (o corrente del Perù) proveniente da Sud, normalmente prevalente. Il fenomeno di riscaldamento dellacqua, in passato è sempre stato considerato un evento positivo, un regalo del Bambin Gesù: el ni ñ o in spagnolo. El ni ñ o e la ni ñ a

32 Queste diverse condizioni termiche vengono mantenute dallo spirare degli alisei, che indebolendosi durante il periodo natalizio favoriscono lo spostamento verso Est delle acque calde in queste condizioni si verifica un graduale prevalere della corrente occidentale equatoriale che facilita il trasferimento verso Est delle acque calde e delle masse daria umida. La profondità del termoclino aumenta sul lato orientale e diminuisce su quello occidentale, finché tutto lOceano Pacifico si riempie di acqua molto più calda della norma. Così come si generano le condizioni che favoriscono lo sviluppo de el Ni ñ o, possono instaurarsi quelle che ne determinano l estinzione. Se gli alisei riprendono forza il processo si inverte e l acqua calda rifluisce verso Ovest, con la possibilit à di causare addirittura un raffreddamento nel settore orientale: una specie di el Ni ñ o allo specchio cui è stato dato il nome de la Ni ñ a. In ultima analisi, le acque del Pacifico si trovano in condizioni di equilibrio dinamico.

33 la spirale di Ekman Direzione del vento Direzione dellacqua in superficie Direzione della massa dacqua lacqua si muove perpendicolare al vento in direzione opposta alla costa si crea un vuoto risalita delle acque profonde più fredde in superficie sostanze nutritive (nitrati, fosfati, carbonio organico), fioritura del fitoplancton zone di pesca abbondante. trasporto di Ekman trasmissione per attrito delleffetto del vento a strati sottostanti di acqua, sempre più lenti e spostati verso destra

34 Leffetto del vento in prossimità delle coste provoca anche particolari correnti verticali. Infatti quando il vento spira tendenzialmente verso costa lacqua, incontrando la riva, tende a sprofondare (downwelling); al contrario se il vento spira da terra lo strato dacqua superficiale, spostato verso il largo, richiama le acque di profondità (upwelling). Questultime sono spesso ricche di nutrienti e favoriscono un notevole sviluppo del plancton vegetale. Il caso più famoso è quello delle pescosissime coste del Cile e del Perù dove i venti Alisei, provenienti da Sud - Est, creano un costante upwelling. In ultima analisi il vero motore delle correnti è sempre il sole: agendo in modo differenziato sulla superficie terrestre e sui mari, alle diverse latitudini e nelle diverse stagioni, determina sia la circolazione termoalina dei mari che la circolazione atmosferica (venti) che, a sua volta, agisce sulla superficie marina. È da notare che le correnti, trasportando con le acque il calore in esse racchiuso, determinano a loro volta importanti effetti sul clima.

35 Nel Mediterraneo orientale la forte evaporazione, non bilanciata da un sufficiente apporto dacque dolci, causa un innalzamento della salinità e lacqua diventa più densa e tende a sprofondare. In questo modo vengono richiamate, attraverso lo Stretto di Gibilterra, le acque superficiali, meno dense, dellOceano Atlantico. Le acque dense del Mediterraneo invece tornano in Atlantico passando sotto alla corrente in entrata. Una volta in movimento, la massa dacqua verrà deviata nel suo percorso dalla forza di Coriolis. Questa è una forza apparente, causata dalla rotazione del Pianeta su se stesso ed è proporzionale alla velocità del moto.

36 Il Mediterraneo presenta una circolazione delle masse dacqua molto complessa. Le acque superficiali (fino a ~ 200 m) provengono dallo Stretto di Gibilterra e costeggiano le coste africane. Alcune digitazioni si formano verso le coste occidentali della Sardegna e della Corsica. Superata la soglia sottomarina presente tra la Sicilia a la Tunisia percorrono in senso ciclonico il bacino orientale le acque profonde di rinnovo del bacino occidentale e orientale si formano in punti in cui dinverno, venti freddi da nord fanno scendere di molto la temperatura, aumentando così la densità delle masse dacqua. Questo fenomeno non avviene tutti gli anni, ma determina comunque linstaurarsi di imponenti correnti di risalita (upwelling) in risposta alle masse dacqua che sprofondano. Tutto ciò determina la presenza, in certe zone, di acque superficiali estremamente ricche di nutrienti in cui si sviluppano fitoplancton e zooplancton tanto da supportare le principali popolazioni di cetacei del Mediterraneo, che trovano nel triangolo corso-liguro-provenzale la zona di massimo approvvigionamento Nel bacino orientale, a sud di Creta e dellAnatolia, dalle acque superficiali si formano quelle intermedie (fra 200 e 600 m) che sprofondano per laumento di salinità e si dirigono verso ovest. Un ramo entra in Egeo e un altro in Adriatico.

37 Le correnti hanno una notevole importanza biologica Assicurano il ricambio dellacqua, lapporto di nutrienti ai vegetali e di cibo agli animali sospensivori. Le correnti svolgono anche un ruolo fondamentale nella riproduzione e distribuzione geografica delle specie trasportando i prodotti sessuali, le spore, le larve e le fasi giovanili.


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