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livello elementare
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: oceanografia, movimenti delle masse d’acqua. densità, salinità, temperatura
Grandi flussi d’acqua sottomarini sono stati scoperti al largo delle coste australiane. Studiare questi fiumi è importante per comprendere gli spostamenti dei materiali organici ed inorganici dalle coste agli abissi dell’oceano profondo.
Questi flussi d’acqua, chiamati tecnicamente “dense shelf water cascades“, si formano quando l’acqua poco profonda sulle coste perde calore durante i mesi più freddi.
Come si formano?
Come ricorderete durante i mesi estivi la migliore esposizione dei raggi solari permette un riscaldamento delle masse d’acqua, calore che poi verrà rilasciato nei mesi invernali quando le temperature ricominceranno a scendere. In Estate, a causa della maggiore evaporazione quest’acqua è già altamente salata, è più densa e sprofonda negli abissi in prossimità del margine della piattaforma continentale (Continental Shelf). Il nome di dense shelf water cascade fornisce quindi una buona idea di cosa accade. Il flusso di acqua più densa scende come una cascata verso gli abissi.
Presenza e variabilità stagionale delle discese di acqua densa lungo le piattaforme continentali australiane
Secondo un recente studio dell’Università dell’Australia Occidentale, pubblicato dalla rivista Nature, questo fenomeno era stato già documentato ma non era stato mai studiata l’influenza stagionale su questi flussi di acqua. Negli ultimi decenni, questi fenomeni sono stati oggetto di numerose indagini e definiti come pennacchi fluviali (plume) o come Regioni di influenza delle acque dolci (ROFI), aree in cui il regime idrodinamico è governato dal gradiente di densità positiva tra acqua fluviale (a bassa salinità) e quella oceanica (a salinità più elevata).
In particolare, le regioni costiere che vivono in un clima mediterraneo (estati calde e secche, inverni miti e più freddi e basse precipitazioni) sono soggette ad alti tassi di evaporazione con apporti fluviali trascurabili (con conseguente perdita netta di acqua dolce dalla regione costiera). Pertanto, i corpi idrici costieri diventano più salati delle acque oceaniche circostanti con una densità che diminuisce dalla costa all’oceano. Man mano che subentra il raffreddamento delle acque, durante il tardo autunno e l’inverno, questo contrasto di densità aumenta. Questo comporta che invece di verificarsi un plume di galleggiamento, a causa dell’ingresso di acqua dolce, il gradiente negativo di densità determina un flusso diretto di acqua più densa lungo il fondale marino verso il mare aperto.
Schema dell’influenza della miscelazione verticale delle acque indotta dal vento e dalla marea sulla piattaforma continentale in presenza di un gradiente di densità tra le piattaforme: (a) In caso di miscelazione verticale indotta dal vento e dalle maree basse, è presente una cascata d’acqua di maggiore densità sulla piattaforma; (b) Sotto forte miscelazione verticale, la colonna d’acqua è ben miscelata sebbene sia presente un gradiente di densità (modificato da Mahjabin et al.) – dallo studio citato
Si tratta di una caratteristica simile a quella osservata nei sistemi estuari “inversi” situati nei climi mediterranei con immissione di acqua dolce trascurabile o intermittente e perdita di acqua dolce per evaporazione.
Nelle regioni costiere, questo flusso delle acque legato alle differenti densità viene definito Dense Shelf Water Cascade (DSWC). In realtà i DSWC documentati nel Mar Mediterraneo sono episodici e la loro formazione legata a condizioni atmosferiche specifiche. Ad esempio, nel Mare Adriatico settentrionale, il DSWC si verifica solo negli anni in cui vi è un sostanziale raffreddamento dell’intera colonna d’acqua associata ai venti di bora invernali, legati da scarichi fluviali minori del solito
Dopo aver analizzato i dati raccolti tra il 2008 e il 2019 raccolti grazie a glider lanciati da otto località della costa australiana che hanno fornito un’enormità di dati. La brillante autrice dello studio, Tanziha Mahjabin, che ha completato il progetto come parte della sua tesi di dottorato, ha dichiarato che la quantità di dati collezionati è equivalente a quella raccoglibile in “più di 2.500 giorni in mare“.
L’autrice Tanziha Mahjabin con uno dei glider impiegati per lo studio citato
Questi veicoli subacquei autonomi fanno parte del sistema di osservazione marina integrata dell’Australia e sono dispiegati lungo le coste per la raccolta di dati sulla temperatura e la salinità dell’acqua.
La climatologia della temperatura superficiale del mare (SST) nei mesi di maggio e giugno intorno alle piattaforme continentali australiane mostra una fascia di acqua più fresca sulla costa. Notate le diverse scale di temperatura. da studio citato
Queste misurazioni hanno permesso ai ricercatori di dedurre la densità dell’acqua, scoprendo la presenza di questi fiumi sottomarini. In particolare i ricercatori hanno scoperto che i fiumi sottomarini sono un evento regolare durante i mesi autunnali e invernali in Australia (equivalenti ai nostri periodi primaverili ed estivi) attraverso un arco di 6.213 miglia (10.000 chilometri). Il loro andamento non sembra subire l’influenza dei forti venti e delle maree locali.
Questi alianti subacquei sono stati dotati di sensori per rilevare materia organica e clorofilla, un pigmento verde presente nelle piante, nelle alghe e nei cianobatteri, che hanno rivelato che questi fiumi sottomarini australiani sono canali di trasporto per il materiale organico attraverso la piattaforma continentale fino nelle profondità dell’oceano.
“L’oceano costiero è il bacino di ricezione della materia sospesa e disciolta che include sostanze nutritive, materia vegetale e animale ed inquinanti, e rappresenta una componente importante dell’ambiente oceanico, collegando la terra all’oceano più profondo“, ha dichiarato Yasha Hetzel, ricercatrice della Oceans Graduate School dell’Università dell’Australia Occidentale.
Tasso di evaporazione annuale in Australia (Yu, 2007) e siti di studio selezionati con intervallo di marea e velocità media del vento in estate e in inverno: (i) Kimberley; (ii) Pilbara; (iii) Due rocce; (iv) Investigator Strait; (v) Port Stephens; (vi) Yamba; (vii) Capricorn Channel. da altro studio della stessa autrice
In sintesi, la presenza di Deep Shelf Water Cascades (DSWC) in Australia dimostra che questo fenomeno funge da condotto per il trasporto di materiale sospeso attraverso la piattaforma continentale ed è un processo critico che influenza la qualità dell’acqua sulla piattaforma continentale interna. Un nuovo passo avanti per meglio comprendere le dinamiche degli oceani.
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