Gli Oceani: troppo grandi per essere studiati solo da una disciplina

Fonte: http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=5712 

Gli oceani vengono studiati da diverse discipline:

·      Geologia e geofisica marina; 

·      Oceanografia fisica;

·      Oceanografia chimica;

·      Oceanografia meteorologica;

·      Oceanografia biologica. 

Oceanografia marina

Parla dell'origine degli oceani e quindi della tettonica e di tutto ciò che riguarda le coste e i fondali oceanici.

L’acqua del mare è più antica dei suoi „contenitori“. Diamo un po’ di definzioni:

La LITOSFERA è composta da un mosaico di zolle costituite da frammenti di rocce in movimento. I confini fra le 3 zolle principali sono:

1. Le dorsali oceaniche che attraversano tutti gli oceani e qualche volta affiorano formando isole vulcaniche(Islanda). A volte queste si infilano dentro le terre emerse formando le Rift Valley. In prossimità di queste il fondale si allarga formando le fosse oceaniche;
2. Le faglie trasformi dove le zolle slittano una accanto all’altra;
3. Zone di subduzione dove le zolle convergono e una delle 2 sprofonda al di sotto del margine che avanza dell’altra.

Morfologicamente gli oceani sono divisi in 3 parti principali:

1. Dorsale medio-oceanica, che si trova al centro;
2. Questa si erge sui circostanti Bacini oceanici i quali;
3. Sono adiacenti ai Margini continentali.

Le creste delle dorsali si trovano a ca. 2600 m sotto il livello del mare, si estendono per 80 000 Km, sono alte tra i 1000 e i 3000 m per una larghezza di ca. 1500 Km.

Studio delle anomalie magnetiche terrestri

La lava che esce dalle dorsali si magnetizza durante il raffreddamento e man mano che nuovo materiale viene aggiunto lungo l’asse della dorsale, le lave precedentemente già magnetizzate tendono ad andare in direzione opposta rispetto alla fenditura centrale. Ogni volta che il campo magnetico terrestre si inverte questo viene registrato nelle lave.

Il corpo magnetico terrestre, in pratica, quando si inverte orienta le rocce secondo il campo magnetico stesso.

Una prova della crescita dei fondali oceanici sono i sedimenti oceanici: è stato scoperto tramite la ricerca del petrolio che con l’allontanamento dalla dorsale, lo spessore dei sedimenti aumenta.

Oceanografia chimica

La salinità (tra i 9 e i 43 psu) può variare ma le proporzioni tra sale e acqua no. L'anione prevalente è il cloro mentre il catione prevalente è il cloruro di sodio. Le acque oceaniche sono continuamente ricircolate, l’unicità di questa soluzione è dovuta appunto a questo rimescolamento.

Le temperature sono in prossimità del fondale attorno allo 0°C o a 2°C (nel Mediterraneo mai sotto i 12°C).

Come conseguenza del riscaldamento della superficie oceanica si origina una struttura termica in 3 strati:

1.   Strato superficiale rimescolato, dove il calore superficiale si trasmette in profondità a causa del rimescolamento provocato dal vento;

2.   Zona d transizione, dove la temperatura diminuisce velocemente (termoclino permanente);

3.   Zona profonda, dove la temperatura è costante.

Il termoclino è uno strato con forte variazione della temperatura con la profondità e separa principalmente 2 strati:

1.   Superficiale  dove la corrente è più veloce e l’acqua si rimescola;

2.   Profondo dove la corrente è più lenta.

I 2 strati comunicano tra loro con l’upwelling e il downelling.

Luce e radiazione luminosa

Può arrivare al massimo fino a 150 m di profondità, la colonna d'acqua assorbe selettivamente le diverse radiazioni. Ad una certa profondità non si distinguono più i colori, a 20 m non si vede più il rosso.

Abbiamo la:

·    Zona eufotica: colonna d'acqua con tasso fotosintetico ancora positivo → capacità di fotosintesi F > respirazione → è più il carbonio che viene organicato rispetto a quello che viene respirato;

·      Zona disfotica: è il carbonio che viene respirato rispetto a quello che viene organicato → F < R;

·      Zona afotica: solo respirazione R;

·      Profondità di compensazione: dove F = R.

La zona eufotica contiene organismi fotofili (amanti della luce) e organismi sciafili (amanti della penombra).

Movimenti del mare

Correnti superficiali: si formano dal Vento e dalle conformazione delle terre emerse. Movimenti d'aria da ovest ad est e viceversa. Il vento agisce sul mare con l'attrito:

·      Effetto di Coriolis, causato dalla rotazione terrestre, dipende dalla velocità della particella e dalla latitudine (all'equatore è nulla e ai poli è massima);

·      Effetto Ekman, il moto cambia direzione e velocità con l'aumentare della profondità e basato sui principi dei flussi laminari.

Poi abbiamo le circolazioni divergenti e convergenti:

·      Circolazione di tipo ciclonico, spostamento dell'acqua superficiale in senso antiorario e risalita delle acque profonde; risalita di ossigeno e nutrienti (upwelling);

·      Circolazione di tipo anticiclonico, accumulo di masse d'acqua all'interno del vortice, aumento dell'acqua superficiale e abbassamento di quella profonda (sinking);

·      Circolazione in zone costiere, con vento parallelo alla costa, l'acqua viene portata via.

Fattori positivi dell’upwelling:

• Affioramento acque profonde che provoca;
• Arricchimento di nutrienti indispensabile per la;
• Crescita e sviluppo del fitoplancton da cui dipende la;
• Catena alimentare marina.

Fattori positive del sinking:

• Ossigenazione delle acque;
• Trasferimento in profondità dell’anidride carbonica.

Correnti superficiali:

1.    A livello equatoriale nell'Oceano Pacifico: centro di alta pressione a est (corrente da ovest a est); centro di bassa pressione a ovest (corrente da est a ovest) → Venti Alisei; arrivate alle terre emerse devia a nord e a sud;

2.    Circolazione antartica innescata dai venti occidentali, dove ci sono delle strettoie avvengono tempeste ;

3.    Corrente del Golfo, che ad un certo punto si incontra con la corrente del Labrador e viene deviata da questa finendo a bagnare le coste europee (dove si incontrano si formano dei vortici); proviene dal Golfo del Messico.

Le correnti profonde (formate per gradiente) sono più lente ma spostano più acqua mentre quelle superficiali sono più veloci ma spostano meno acqua.

Correnti di marea

Sono causate dalle diverse attrazioni gravitazionali da parte del Sole e della Luna.

Maree Sigiziali: molto alte → Lune  e Sole sommano l'attrazione gravitazionale (paralleli);

Maree di Quadratura: molto basse → Luna e sole sono a 90° (perpendicolari).

L'escursione delle maree dipende anche dalla conformazione del bacino e della costa.

Onde  

Energia + vento = onde.

Si ha un trasporto di massa e non solo di energia. La zona dove la corrente frange e scende si chiama Battigia. Quando le onde si avvicinano alla costa danno luogo a fenomeni di:

Riflessione → corrente di deriva;

Rifrazione → i fronti d'onda tendono a seguire l'andamento della linea di costa, erosione dei promontori e deposizione nelle baie;

Difrazione → quando le onde incontrano un ostacolo.

Spiaggia

Abbiamo:

·      Zone di spiaggia sottomarina;

·      Intertidale;

·      Di battigia;

·      Emersa con barra di tempesta (in genere le spiagge vengono tirate dai trattori).

In genere la spiaggia emersa è chiusa da una roccia o da dune.

Erosione della costa

1.    Onde con periodo di 4 secondi: distruttive (grande intensità);

2.    Onde con periodo di 7 secondi: costruttive (scarsa intensità).

Dominio pelagico e bentonico

Nel primo caso sono tutti gli organismi che vivono nella colonna d'acqua e si dividono in plancton e necton (si muove dove vuole); nel secondo caso invece sono tutti gli organismi che vivono a contatto col fondale e possono essere: sessili (hanno larve di tipo planctonico), erranti (fondali rocciosi e poco su fangosi) e sedentari (fangosi).

Plancton

Il plancton non si muove come vuole a parte le meduse e lo zooplancton; si lasciano trasportare dalla corrente. Nei fondali profondi ci sono solo gli eterotrofi e non gli autotrofi. Le migrazioni verticali degli zooplancton e fitoplancton avvengono tra il giorno e la notte per cercare la luce del sole e scappare dai predatori (movimenti nictemeriali).

Abbiamo quindi i:

·    Fitoplancton à costituisce il primo anello della catena alimentare oceanica grazie alla produzione di sostanza organica tramite la fotosintesi; consente la vita di altri organismi ma anche la morte causa il rilascio di tossine quando questi muoiono;

·    Zooplancton à costituiti da esseri pluricellulari come le larve di pesci, molluschi, ecc... e da piccoli crostacei, i quali costituiscono il krill, anello fondamentale della catena alimentare dei mari freddi;

·    Oloplancton à fanno sempre parte del plancton;

·    Meroplancton à larve che fanno parte del necton o del benthos.

Necton

Sono quegli animali che si spostano liberamente nell’acqua e che quindi riescono a contrastare le correnti marine.

Benthos

Sono quegli organismi che vivono al contatto col fondale e possono essere: sessili, erranti e sedentari.

I fondali possono essere suddivisi in 2 categorie:

1. Substrati duri à rocce e massi (pali, moli, imbarcazioni e relitti);
2. Substrati molli à sabbia, fango e ciottoli, detriti.

Tecniche di raccolta

Plancton → raccolta con retino → analisi in laboratorio

Benthos e necton → visual casus, campionamento in substrato duro e mobile.

I campionamenti su substrati duri sono complicati e devo andarci di persona mentre quelli su substrati molli sono più precisi e si fanno con i carotaggi. Esistono i campionamenti distruttivi (scalpello e prelievo) e quelli non distruttivi (fotografie).

L'area isolata per studiarla si chiama Quadrat-releveè.

Tecnica del LIT (Linear Transit)

In genere si è in 2: uno con la lavagnetta che prende appunti e l'altro con la macchina fotografica. Si parte dal punto più profondo e si va verso l'alto. Si usa una corda metrica zavorrata per farla stare sul fondo, la combinazione fra i 2 operatori ricostruisce la visione del fondale.

Oceanografia biologica

L’oceano si divide in dominio bentonico e pelagico. Il dominio pelagico è suddiviso in 2 province:

1.   Neritica, che si estende dalla linea di costa fino al limite della piattaforma continentale;

2.   Oceanica, oltre la piattaforma continentale.

Un’altra suddivisione avviene in base alla profondità:

1. Zona epipelagica, fino a 50 m, variazioni fisico-chimiche e di luminosità;
2. Zona mesopelagica, tra i 50 e i 200 m, caratterizzata da luce debole e organismi adatti a questo habitat;
3. Zona batipelagica, tra i 200 e i 2500 m;
4. Zona abissopelagica, fino a 7000 m;
5. Zona adopelagica, oltre i 7000 m.

Il domino bentonico invece si divide in PIANI:

1.    Adlitorale e sopralitorale, emersi à il primo viene influenzato dall’acqua del mare che vi arriva grazie al vento mentre il secondo è la zona di transizione tra l’ambiente terrestre e quello marino, il suo limite superiore è l’altezza massima raggiunta dagli spruzzi dei frangenti mentre quello inferiore è il livello più alto della marea; 

2.    Mesolitorale à compreso tra il limite massimo dell’alta marea e il limite minimo di bassa marea;

3.    Infralitorale à fino alla massima profondità raggiunta dai vegetali fotofili (in Mediterraneo fino a -40 m);

4.    Circalitorale à fino a -150 m ed è caratterizzato da popolamenti vegetali sciafili (più componente animale che vegetale);

5.    Batiale (scoperta continentale) à fino a -3000 m, costituito da fondali fangosi o fango-sabbiosi;

6.    Abissale à fino a -6000 m;

7.    Adale à non è riscontrabile nel Mediterraneo per una questione batimetrica.

In base alla luce invece è diviso in:

1. Sistema finale, che giunge fino al limite di compensazione delle alghe fotofile ovvero che riescono a sfruttare la fotosintesi;
2. Sistema afitale, nelle zone più profonde dell’oceano.

 I piani abitale e abissale costituiscono il 90% dei fondali marini. Nella piana abissale c'è solo la fauna, la flora non c'è. 




Fonti: 

• Dispense di Ecologia Marine e Subacque del prof. Mistri, docente di Ecologia Marina e Subacquea presso l'Università degli Studi di Ferrara;