Oceani

Tutti i misteri (risolti) di una distesa d’acqua
di 361 milioni di kmq.
Da dove viene l’acqua?
E il sale? Com’è la sua geografia?
Fino a dove lascia penetrare la luce?
Perché non evapora?

Noi chiamiamo il nostro pianeta "Terra", ma sarebbe più corretto chiamarlo Oceano: il 71 per cento della sua superficie è infatti coperto da un miliardo e 370 milioni di chilometri cubi d’acqua (circa il 97 per cento di tutta l’acqua esistente sul pianeta).
Un’immensa struttura che non ha confini, se non quelli imposti per convenzione da nomi come Atlantico, Indiano, Pacifico, Artico e Antartico.

L’ACQUA

«E sempre la stessa acqua ad alimentare il continente oceano» spiega Ettore Grimaldi, idrobiologo e docente all’università di Milano.
Solo una percentuale trascurabile di nuovo vapore acqueo entra in circolo con le attività dei vulcani.
Evaporano dagli oceani 300 mila miliardi di tonnellate d’acqua ogni anno.
Due terzi di questa stessa acqua ricade in mare con le piogge.
Un terzo precipita sui continenti, e alla fine torna agli oceani attraverso i fiumi.

Ma da dove ha avuto origine quest’acqua? Com’è nato il continente azzurro che 200 milioni d’anni fa circondava un unico blocco di terre emerse, la Pangea?

Le ultime datazioni geologiche hanno portato a 3,9 miliardi di anni fa le prime tracce della presenza d’acqua sulla Terra. Ma com’è arrivata? Un’ipotesi è che sia stata portata da asteroidi e comete.
All’università dell’Arizona, l’astrofisico Christopher Chyba ha calcolato che, se i corpi celesti che colpirono la Terra fossero stati soltanto per il 25 per cento pezzi di cometa, avrebbero potuto fornire tutta l’acqua che oggi riempie gli oceani.

Del resto anche gli asteroidi che si trovano fra Marte e Giove sarebbero fatti, per il 20%, di acqua.

Una volta caduta sulla Terra, l’acqua è poi rimasta per effetto della gravità del pianeta e perché la distanza dal Sole era sufficiente a non farla evaporare immediatamente.
Era inoltre disponibile un recipiente per contenere l’acqua: il dislivello esistente fra le masse continentali, più leggere perché formate da graniti, e le pianure oceaniche, costituite da materiali basaltici.

NON GHIACCIA E NON EVAPORA

L’acqua degli oceani ha molte particolarità sorprendenti. Per esempio non ghiaccia.
L’oceano non è mai congelato neanche miliardi di anni fa, quando il Sole era per il 30 per cento meno attivo. Come mai?

Merito dell’alleanza dell’oceano con i vulcani: questi immettono nell’atmosfera anidride carbonica che produce un effetto serra naturale, trattiene cioè buona parte del calore solare che arriva alla superficie.
Ma perché, allora, il calore in aumento non ha finito per far evaporare tutta l’acqua?
Perché parte del carbonio nell’aria viene catturato dai silicati sbriciolati dall’erosione del mare, che lo legano e lo fanno precipitare (sotto forma di carbonato di calcio) sul fondo degli oceani.
Dopo milioni d’anni il carbonato di calcio ritorna nel mantello, per poi risbucare come anidride carbonica dalle bocche dei vulcani.
E il ciclo si chiude.

IL SALE E L’ANTIGELO

Altra questione sulle origini: da dove viene il sale?
Tutti i 175 mila miliardi di tonnellate di sale, secondo le stime, derivano dalle rocce del fondo, dalle esalazioni vulcaniche dell’atmosfera primordiale e dagli organismi decomposti in decine di milioni di anni.

Grazie alle correnti, poi, la percentuale di cloruro di sodio (sale) disciolto, circa 35 grammi per litro, varia molto poco da zona a zona.

IL VIAGGIO DI UNA GOCCIA

Seguendo le stesse correnti, una bottiglia potrebbe viaggiare da Cuba alla Gran Bretagna in un paio di mesi (portata dalla Corrente del Golfo alla velocità di 7-9 km/h).

E una goccia d’acqua? «Evaporando può passare da un oceano all’altro in qualche giorno, e fare il giro del mondo in una settimana sfruttando le correnti d’alta quota» spiega Grimaldi.

Ma parlare di oceani al plurale è soltanto una convenzione. Tanto più che i continenti si spostano. La causa? Soprattutto la formazione di nuova crosta nella dorsale medioceanica, dove il magma sale in superficie e si solidifica spingendo più in là le zolle crostali. Queste galleggiano come zattere sul mantello terrestre, portando con sé i continenti.

LA GEOGRAFIA DEI FONDALI

«Le masse continentali sono in parte sommerse: si estendono oltre la riva anche per 250 km» spiega Grimaldi «scendendo con pendenze del 2 per cento e arrivando fino a 200 metri di profondità».

Questo è anche il limite della zona eufotica, cioè la fascia in cui arriva abbastanza luce da far sopravvivere il fitoplancton.
Qui la temperatura varia dai 5 ai 3° C. Poi c’è la scarpata continentale, con pendenza del 4% e una profondità di 2,4 chilometri, con la formazione di dossi e canyon e temperature che vanno da 2 a O° C.

Dai 500 metri in poi è buio. Ai piedi della scarpata c’è una brusca interruzione di pendenza che fa da collegamento alla pianura abissale, a 2,5 km sotto il livello del mare.
Qui si trovano rilievi formati dal magma, come le dorsali medioceaniche, con vulcani alti più di mille metri e burroni profondi fino a 10 mila metri, come la Fossa delle Marianne.

E L’incontro tra aria e acqua ha a volte effetti catastrofi ci, come quando genera uragani o cicloni. Più spesso, però, serve a stabilizzare la temperatura, rendendo il pianeta più accogliente.

Con tutto il rispetto per l’Amazzonia e le foreste del Borneo, il continente azzurro ha un altro primato:
le sue alghe producono ben più della metà di tutto l’ossigeno della Terra.

Nonostante il suo colore, insomma, l’oceano è il vero "polmone verde" di Gaia (il nome che la Terra prende quando viene considerata un singolo organismo vivente).
E funziona da circa 3 miliardi di anni, ovvero dalla comparsa dei primi cianobatteri, quei microrganismi acquatici che con la fotosintesi hanno cambiato la composizione dell’atmosfera liberando ossigeno.

Il mare garantisce anche la cattura dell’anidride carbonica in eccesso. Il dato più recente dice che più di un terzo della CO₂ prodotta dall’uomo finisce nel mare, limitando il riscaldamento del pianeta.

Due i meccanismi che contano: il carbonio viene raccolto dalle fredde acque polari, oppure da una "pompa biologica", cioè dal plancton che effettua la fotosintesì.

La pompa funziona al meglio in aree come il Golfo di Biscaglia o al largo del Portogallo. Qui, infatti, la presenza dalla primavera all’autunno di acque fredde a 200 metri di profondità ricche di sostanze nutritive come azoto e fosforo, genera un aumento della produzione di fitoplancton. Che per metà viene mangiato dai pesci e per l’altra metà si deposita come biomassa sulla piattaforma continentale sommersa.

COME NASCONO

Il mare contribuisce per almeno il 50 per cento a un altro fenomeno del metabolismo di Gaia, quello del clima. Tutto nasce dal gioco delle temperature: le acque dei tropici sono più calde di quelle settentrionali, perché l’inclinazione del pianeta rende più efficaci i raggi del sole che arrivano più direttamente.

Il calore viene ceduto all’atmosfera dal mare, e le differenze di densità tra le masse d’aria calda e fredda creano correnti calde che si dirigono, in linea di massima, verso i poli (quelle fredde, a una quota più bassa, fanno il percorso inverso).

La macchina climatica sarebbe dunque semplicissima, se non intervenisse la rotazione terrestre a scompaginare le correnti (aeree e oceaniche) che a volte si scontrano dando luogo alle perturbazioni.
Per esempio sull’Atlantico, dove la calda Corrente del Golfo incontra l’aria fredda del nord.

Alcuni devastanti fenomeni atmosferici, come i Cicloni, nascono sempre sull’acqua: per la precisione quando una corrente fredda arriva in un’area d’acqua con temperatura superiore ai 27 gradi, dando vita ad un centro di bassa pressione.

L’aria circostante si muove allora da tutte le direzioni verso il centro, raccogliendo umidità dall’oceano caldo. A mano a mano che l’aria calda converge, masse d’aria si spostano sempre più in alto intorno all’occhio della tempesta circolare, rilasciando pioggia e calore latente.

Se però la turbolenza, scuotendo la superficie dell’oceano, fa risalire acqua fredda, la tempesta si esaurisce prima di arrivare alla terraferma. Ecco perché i cicloni si formano ai tropici alla fine della stagione calda, quando lo spessore d’acqua tiepida arriva almeno a 60 metri.

Gli Tsunami, le onde anomale che travolgono di tanto in tanto le coste del Pacifico, hanno invece poco a che fare con le perturbazioni.

Nascono di solito al centro del Pacifico. All’altezza della grande frattura sottomarina in cui si infila una delle zolle crostali. Lo tsunami ha inizio da una frana sottomarina innescata da un terremoto o da un’eruzione vulcanica, sotto forma di corrente che viaggia a centinaia di chilometri all’ora lungo la pianura oceanica.
Ma soltanto quando la corrente incontra la scarpata continentale si forma l’onda anomala, alta decine di metri, in grado di spazzare via interi centri abitati.

NASTRO TRASPORTATORE

Fenomeni come gli tsunami cicloni o le grandi tempeste oceaniche sono tuttavia secondari. La funzione dell’oceano, infatti, è soprattutto quella di limitare i grandi sbalzi di temperatura.
Come? Assorbendo calore (l’acqua ha una capacità di assorbire calore doppia rispetto alla terra asciutta) e ridistribuendolo ovunque attraverso le correnti oceaniche.

La più importante tra le correnti oceaniche è il cosiddetto "nastro trasportatore", un colossale
fiume subacqueo grande 20 volte più di tutti i fiumi terrestri messi assieme:
si forma, caldo, al centro del Pacifico, poi prosegue aggirando l’Australia a nord e l’Africa a sud, risale l’Atlantico e infine si inabissa all’altezza della Groenlandia, ormai freddo e molto salato, pronto a ritornare al Pacifico, ma passando questa volta a sud dell’Australia.
L’intero percorso richiede, si è calcolato, 500 anni.

Questa corrente trasferisce dal Pacifico all’Atlantico 30 miliardi di kilowatt di energia, contribuendo a rendere più mite la temperatura europea.

L’importanza delle correnti oceaniche è così evidente che dieci anni fa è stato varato il progetto internazionale Woce (World oceanic circulation experiment), tuttora in corso, per monitorare temperature e composizione delle correnti.
Si sono finora scoperte sensibili variazioni di temperatura rispetto a dati analoghi raccolti nella prima metà del secolo: la corrente nordatlantica subtropicale, per esempio, si è scaldata di un decimo di grado, e c’è stato un corrispondente raffreddamento in quella circumpolare. Le cause e il significato di queste variazioni, comunque, sono ancora oscuri.

IL NINO

Dunque la Terra-Gaia ha nella sua massa d’acqua una sorta di termostato. Non sempre, però, dal funzionamento impeccabile. L’esempio migliore è ciò che accade nell’oceano Pacifico, il più vasto di tutti, con il 33 per cento della superficie totale. Il più caldo, il più imprevedibile.

Di norma i venti spingono la calda superficie dell’acqua verso ovest. nell’area indonesiana. Così, al largo delle coste del Cile e del Perù, può giungere in superficie acqua fredda a rimpiazzare quella spinta via dal vento, stabilizzando la temperatura in tutto il Pacifico.

Ogni 3-7 anni, però, il vento dell’est non arriva. La temperatura non si abbassa e un fronte di calore si propaga per migliaia di chilometri verso est.
Si forma così uno strato d’acqua calda che impedisce alle correnti fredde di risalire per mitigare il sistema climatico e portare in superficie sostanze nutrienti che aumentano la presenza di pesce.

Questo fenomeno anomalo conosciuto come El Nino, non è solo una iattura per i pescatori peruviani. Il calore e l’umidità entrano in circolo globalmente. Cambiano la localizzazione delle piogge, portano siccità in Indonesia e Australia, indeboliscono i monsoni in Asia, ma provocano inondazioni in Sud America. Diminuiscono le probabilità di cicloni nell’Atlantico, ma le fanno aumentare nel Pacifico.
Ed è proprio l’osservazione degli oceani a darci la possibilità di prevedere questi pericolosi fenomeni.

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