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livello elementare
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: correnti marine, risorgenze, upwelling
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L’affioramento delle acque o risorgiva (upwelling) è un fenomeno oceanografico fisico che consiste nell’emersione delle acque profonde fino agli strati superficiali degli oceani. Questo fenomeno è fondamentale da un punto di vista ecologico perché influisce sui livelli elevati di produttività primaria e di produzione ittica ma ha anche implicazioni geopolitiche in quanto l’esclusività economica in quelle aree significa la possibilità di attingere ad importanti risorse ittiche a livello esclusivo.
Perché avvengono questi spostamenti?
Abbiamo descritto in altri articoli gli effetti del vento sulla superficie marina. Questi spostamenti di masse d’aria provocano, interagendo con la superficie marina, oltre alle onde anche una corrente di deriva delle acque superficiali che è influenzata da una forza generata dalla rotazione della Terra detta forza di Coriolis. Il movimento complessivo di questa massa d’acqua ha un angolo di 90 gradi rispetto alla direzione del vento. In particolare si sposta a destra nell’emisfero settentrionale o a sinistra nell’emisfero meridionale. Dato che ogni movimento di massa è sempre compensato da un altro, un volume d’acqua marina spinto dal vento verso il largo viene sostituito da un volume simile trasportato dal fondo verso la superficie.
schema del fenomeno di upwelling. Nell’emisfero settentrionale i venti paralleli alla costa (come in California dove soffiano verso Sud) per effetto Ekman possono produrre una risalita delle acque profonde – autore Lichtspiel 2011Upwelling-labels-en.svg – Wikimedia Commons
Un fenomeno importantissimo per la nostra sopravvivenza
Per comprendere cosa succede alle masse marine bisogna considerare le interazioni di forze e le loro risultanze. Gli strati del mare, sotto l’effetto del vento, si muovono in una direzione diversa partendo dalla superficie fino alla profondità in cui le risultanze delle forze si annullano.
In particolare, avviene un movimento dello strato più superficiale dell’acqua ruotato di circa 45 gradi rispetto alla direzione del vento incidente. Questo effetto viene chiamato trasporto di Ekman ed è causato dall’attrito tra i vari strati (dal superficiale a quelli più profondi sottostanti). Ciò comporta che anche gli strati successivi si muovano con la stessa logica, provocando un moto a spirale discendente lungo la colonna d’acqua.
Se immaginiamo l’oceano suddiviso verticalmente in strati sottili, il valore della velocità delle particelle d’acqua diminuisce a partire da un valore massimo (in superficie) fino ad arrivare a zero nelle profondità. Oltre alla diminuzione della sua intensità, avviene un continuo lieve spostamento attraverso ogni strato successivo (verso destra nell’emisfero Nord e verso sinistra in quello Sud) dando luogo così alla formazione della spirale di Ekman.
Questo è dovuto agli effetti della forza di Coriolis, nell’emisfero Nord verso destra rispetto alla direzione del vento, mentre nell’emisfero Sud verso sinistra. Si può innescare quindi una risalita delle acque profonde per rimpiazzare la massa d’acqua superficiale.
Qual è l’importanza delle risorgenze?
Al di là degli aspetti oceanografici, questo gioco di forze ha forti implicazioni biologiche. Come sappiamo, sulla superficie marina vivono gli organismi del plancton formati per lo più di alghe microscopiche, che trasportati dalle correnti sono nutrimento di minuscoli crostacei, meduse e larve di pesce. Queste larve vivono durante il giorno negli strati profondi ma, durante la notte, risalgono verso la superficie per nutrirsi. La migrazione verticale viene quindi favorita dai movimenti delle masse d’acqua. Possiamo dire che, tra tutti i fenomeni marini oceanici, le risorgenze verso la superficie di acque profonde ha un forse il maggior impatto sulle economie marittime. Queste acque, caratterizzate da basse temperature e da una maggiore densità (a causa del maggior contenuto di sali minerali) possono provenire dalla mineralizzazione dei rifiuti organici da parte dei batteri. Le risorgenze portano queste sostanze verso la superficie, rendendo lo strato nutriente per il plancton. Si innesca quindi la catena alimentare che vede al secondo livello gli animali erbivori, che si nutrono di queste alghe. Ai livelli superiori troviamo i predatori carnivori in una successione che arriva fino all’Uomo. Il fenomeno dell’upwelling costiero può avere carattere stagionale o costante. Queste risorgenze sono, da un punto di vista biologico, associati a una produttività di carbonio relativamente elevata e quindi sono classificati come grandi ecosistemi marini che vanno preservati per evitare il loro sovra-sfruttamento.
Per quantificare il trasporto costiero causato dall’Upwelling, sono stati introdotti due nuovi indici: il Coastal Upwelling Transport Index (CUTI, pronunciato “cutie”) e il Biologically Effective Upwelling Transport Index (BEUTI; pronunciato “beauty”). In particolare, CUTI fornisce la stima del trasporto verticale vicino alla costa (es. Upwelling / downwelling) mentre BEUTI fornisce le stime del flusso verticale dei nitrati (cioè, la quantità di nitrati sollevati / discesi nella colonna).
Una curiosità: circa il 25% delle catture ittiche mondiali proviene da cinque siti che occupano il 5% della superficie oceanica totale. In quelle aree si verificano importanti risorgenze delle acque profonde che arricchiscono di nutrienti le acque superficiali ed hanno un impatto importante per la pesca. In tutto il mondo, ci sono cinque principali correnti costiere associate alle aree di risalita: la corrente delle Canarie (al largo dell’Africa nordoccidentale), la corrente del Benguela (al largo dell’Africa meridionale), la corrente della California (al largo della California e dell’Oregon), la corrente di Humboldt (al largo del Perù e del Cile) e la corrente somala (al largo della Somalia e dell’Oman).
correnti marine e, in blu, le zone di risorgenze – Mappa di E.B. Espensade, ed., 1950, Goode’s School Atlas. Rand McNally, New York
Riassunto delle correnti oceaniche con le risorgenze e le coste continentali da Scientific American, 1971, Oceanography, W.H. Freeman, San Francisco
Tutte queste correnti “supportano” le principali attività di pesca in quelle zone. Fenomeni di risorgenza sono comuni anche nel Mar Mediterraneo, in micro e macro scala, condizionando la pesca costiera e gli aspetti geopolitici ed economici dei Paesi rivieraschi. Un problema non trascurabile che entra in gioco nella gestione futura delle risorse ittiche marine.
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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. È docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare presso l’I.S.S.D.. Nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).
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