{"id":110723,"date":"2024-10-26T00:03:00","date_gmt":"2024-10-25T22:03:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=110723"},"modified":"2024-10-25T19:51:55","modified_gmt":"2024-10-25T17:51:55","slug":"la-macchina-del-mare-il-meccanismo-straordinario-che-muove-il-mare-e-la-sua-vita","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/110723","title":{"rendered":"La macchina del mare: il meccanismo straordinario che “muove” il mare e la sua vita di Adriano Madonna – parte I"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/span><\/p>\nlivello elementare<\/span><\/a>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO: BIOLOGIA MARINA<\/strong><\/span>
\nPERIODO: XXI SECOLO<\/strong><\/span>
\nAREA: DIDATTICA<\/strong><\/span>
\nparole chiave: fotosintesi
\n.<\/span><\/p>\n

Nel delineare una scala progressiva di cause ed effetti che portano alla \u201ccostruzione\u201d della vita, dobbiamo iniziare dalla luce del sole, questa immensa energia a cui si deve quel fenomeno conosciuto come produzione primaria, che si definisce come la velocit\u00e0 di trasformazione fotosintetica e chemiosintetica dell\u2019energia luminosa in sostanza organica sotto forma di biomassa. Tutto ci\u00f2 significa che, grazie alla fotosintesi clorofilliana, gli organismi vegetali captano l\u2019energia luminosa e la trasformano in energia chimica, che utilizzano per mutare i composti inorganici, quali l\u2019acqua (H2<\/sub>O) e l\u2019anidride carbonica (CO2<\/sub>)<\/span><\/strong>, in composti organici (glucidi, proteine etc.) e ossigeno<\/span><\/strong>, cio\u00e8 tutto il necessario per la crescita degli organismi vegetali che formano la biomassa. Maggiore \u00e8 la velocit\u00e0 di questo processo, maggiore sar\u00e0 la quantit\u00e0 di biomassa generata nell\u2019unit\u00e0 di tempo. Questa variazione di biomassa nel tempo \u00e8 proprio la succitata produzione primaria.<\/span><\/strong><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Alga verde – da articolo originale La Marea<\/span><\/strong><\/p>\n

Da ci\u00f2 \u00e8 evidente che il primo passo produttivo ha due protagonisti: il sole e gli organismi vegetali. Questi ultimi sulla terraferma sono in particolare le piante, nel mare le alghe (comprese le microalghe del fitoplancton) e le poche piante superiori marine esistenti, come la posidonia e altre fanerogame. Tra le alghe dobbiamo considerare in particolare il fitoplancton, cio\u00e8 la parte vegetale del plancton, presente in special modo nello strato superficiale del mare (ma anche di acque dolci di fiumi e laghi), dove la luce giunge in maggiore quantit\u00e0 e con maggiore effetto per innescare il processo di fotosintesi. Oltre all\u2019energia luminosa, gli organismi vegetali hanno bisogno anche di materiali di base per produrre biomassa, proprio come le piante nel terreno necessitano di elementi chimici, i famosi fertilizzanti.<\/span> Queste sostanze vengono chiamate nutrienti e contengono gli elementi necessari alla sintesi dei carboidrati.<\/span><\/strong> Non dimentichiamo che gli organismi vegetali sono in grado, a differenza di quelli animali, di \u201cautoprodursi\u201d il nutrimento proprio grazie alla luce del sole, essenziale componente di quella reazione chimica nota come fotosintesi clorofilliana<\/span><\/strong>, che riassume come da anidride carbonica e acqua si ottengano glucosio e ossigeno.<\/span> <\/strong>Il glucosio \u00e8 il nutrimento dell\u2019organismo vegetale, l\u2019ossigeno \u00e8 un secondo prodotto che trasforma il glucosio in energia, ma che \u00e8 anche essenziale per l\u2019ambiente sia aereo sia acquatico. Per questa loro caratteristica di autoprodurre il proprio nutrimento, gli organismi vegetali vengono definiti autotrofi. Gli organismi animali, invece, che assumono sostanza organica dall\u2019esterno (il cibo), vengono definiti eterotrofi. Anche alle alghe, al pari delle piante, si deve il processo di fotosintesi, forse il pi\u00f9 grande fenomeno produttivo che avviene sul nostro pianeta.<\/p>\n

\"Questa
\nI nutrienti<\/span><\/strong><\/p>\n

I nutrienti principali sono sali di fosforo (P), di azoto (N) e di silicio (Si)<\/span><\/strong>. Tutti e tre si trovano in concentrazioni modeste nella fascia dei primi 100 – 200 metri di profondit\u00e0, poich\u00e9 vengono assimilati dagli organismi del fitoplancton per produrre biomassa, ma sono decisamente pi\u00f9 abbondanti a profondit\u00e0 maggiori, essendoci meno luce e, quindi, assenza di fitoplancton. Precisiamo che in primavera e d\u2019estate nei mari temperati, come il nostro Mediterraneo, la massa del fitoplancton \u00e8 maggiore mentre d\u2019inverno \u00e8 meno abbondante. Carbonio, azoto e fosforo passano continuamente dallo stato inorganico a quello organico e viceversa: ad esempio, il carbonio passa ciclicamente da carbonio inorganico dell\u2019anidride carbonica a carbonio organico del glucosio e cos\u00ec avviene per l\u2019azoto, che forma proteine, mentre il fosforo forma i fosfolipidi<\/span><\/strong>.<\/p>\n

I cicli biogeochimici<\/span><\/strong>
\nQuesti cicli pendolari di trasformazione prendono il nome di cicli biogeochimici,<\/span><\/strong> ma come avvengono in pratica? Dove abbonda il fitoplancton di solito abbonda anche lo zooplancton, a tutto vantaggio della piramide alimentare. Lo zooplancton \u00e8 il cibo sia di piccoli organismi marini sia dei grandi cetacei come le balene. In superficie i nutrienti vengono assimilati dal fitoplancton<\/span><\/strong>. Quest’ultimo viene mangiato dallo zooplancton<\/span><\/strong>, i cui prodotti della digestione precipitano verso il fondo e, durante la discesa, diventano cibo di altri organismi. Ci\u00f2 che resta arriva sul fondo, viene decomposto da particolari batteri e si ricompone in composti chimici, altri nutrienti, che tornano in soluzione e grazie a particolari dinamiche giungono in superficie a fertilizzare il fitoplancton. Abbiamo detto che la concentrazione dei nutrienti varia con la profondit\u00e0, ma si deve aggiungere che essa cambia anche in funzione della distanza dalla costa, poich\u00e9 in vicinanza della terraferma, grazie ai fiumi, ai flussi d\u2019acqua dolce provenienti dai centri urbani e dalle campagne, dove si usano fertilizzanti, la massa dei nutrienti pu\u00f2 essere enorme e quando raggiunge quantit\u00e0 troppo elevate pu\u00f2 causare anomalie gravi all\u2019ecosistema. Il trionfo della vita si deve a tutti i componenti che formano la grande “macchina del mare” e che nella loro immensa variet\u00e0 prendono il nome generico di risorse.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Grafico del ciclo dei nutrienti nel regno marino – Fonte e Autore Hannes Grobe, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven, Germania<\/strong> <\/span>Nutrient-cycle hg.png – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

La distribuzione dei nutrienti<\/span><\/strong>
\nSappiamo che i nutrienti, avendo un loro peso specifico, hanno anche un assetto idrostatico e questo varia in rapporto alle caratteristiche dei vari strati d\u2019acqua: variando la densit\u00e0, infatti, cambier\u00e0 anche il peso dell\u2019acqua, che, a sua volta, influenzer\u00e0 la stratificazione dei nutrienti. Dobbiamo quindi considerare la colonna d\u2019acqua del mare, cio\u00e8 la massa acquea dalla superficie al fondo, non come una entit\u00e0 statica ma in continuo movimento, poich\u00e9 i moti del mare sono causati non solo dal vento e dalle onde ma anche dai parametri fisici del mare stesso. Quelli pi\u00f9 determinanti sono la temperatura, la salinit\u00e0 e la densit\u00e0.<\/span><\/strong><\/p>\n

Esaminiamoli uno per uno<\/span><\/strong>
\nLa temperatura del mare<\/span><\/strong> \u00e8 data essenzialmente dall\u2019energia luminosa del sole che si trasforma in energia termica. La temperatura dell\u2019acqua di mare in superficie, quindi, dipende da fattori giornalieri (pu\u00f2 cambiare a seconda dell\u2019ora del giorno), cos\u00ec come da fattori stagionali (i mesi estivi sono pi\u00f9 caldi di quelli invernali), oppure ancora da elementi occasionali come il vento e le piogge, e da fattori costanti come le correnti. In funzione della temperatura, la colonna d\u2019acqua si divide in tre strati:
\n– uno strato superficiale detto strato mescolato<\/span><\/strong>, in cui il calore del sole giunge in profondit\u00e0 grazie al mescolamento delle acque dovuto ai venti e al conseguente moto ondoso.
\n– Il secondo strato prende il nome di termoclino<\/span> <\/strong>ed \u00e8 uno \u201cstrato speciale\u201d, perch\u00e9 la temperatura diminuisce drasticamente sulla soglia di una certa profondit\u00e0. Sempre riferendoci al Mediterraneo, nel termoclino estivo (periodo giugno-agosto) la temperatura passa da 22\u00b0 circa a valori molto pi\u00f9 bassi in maniera repentina intorno ai 20 metri di profondit\u00e0. Ci\u00f2 significa che durante le nostre immersioni estive, fino a 15 metri di profondit\u00e0 di norma troviamo una temperatura pi\u00f9 che confortevole, poi, al passaggio dei -20 ci arriva una botta di freddo tra capo e collo (ecco perch\u00e9 si deve vestire una buona muta anche d\u2019estate!).
\n– Il terzo strato \u00e8 quello profondo<\/span><\/strong> e qui la temperatura resta costante intorno ai 2-3\u00b0C 2<\/span><\/strong><\/sup><\/p>\n

L\u2019acqua sarebbe ancora pi\u00f9 fredda se non ci fosse l\u2019effetto della pressione idrostatica: la forte compressione sugli strati acquei profondi, infatti, ne solleva la temperatura (la temperatura \u00e8 direttamente proporzionale alla pressione). Questo \u00e8 quanto accade in condizioni normali ma attualmente, con il cambiamento climatico che stiamo subendo, qualcosa \u00e8 mutato. In genere, le aree marine prossime alle coste o in stretta vicinanza con ghiacciai e monti coperti di neve, sono caratterizzate da una salinit\u00e0 pi\u00f9 bassa rispetto alle acque molto al largo.
\nTorniamo a parlare del termoclino poich\u00e9 \u00e8 importante aggiungere che nel Mediterraneo si forma un termoclino stagionale<\/span><\/strong> tra 25 e 40 metri di profondit\u00e0. Stagionale significa che questo termoclino esiste solo da luglio a settembre, poi scompare d\u2019inverno, quando la turbolenza delle acque tempestose e altre cause distruggono questo equilibrio. Il termoclino stagionale del Mediterraneo \u00e8 essenziale per i fenomeni biologici, poich\u00e9 l\u2019abbassamento drastico di 10 gradi centigradi di temperatura in pochi metri fa aumentare la densit\u00e0 dell\u2019acqua, con la formazione di uno strato perfettamente delimitato, il picnoclino<\/em><\/strong>, dove si arresta la discesa dei nutrienti;<\/strong><\/span> questi, infatti, quando arrivano al picnoclino, si fermano senza progredire ulteriormente verso il fondo, poich\u00e9 l\u2019aumentata densit\u00e0 dell\u2019acqua crea un assetto idrostatico positivo.<\/p>\n

\"Questa
<\/p>\n

la Posidonia oceanica \u00e8 una pianta marina, non un’alga, a cui \u00e8 demandato il compito di una straordinaria opera di fotosintesi con produzione di carboidrati e ossigeno – prateria di Posidonia o. nella riserva marina di Tavolara – photo credit andrea mucedola<\/span><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n

Densit\u00e0<\/span><\/strong>
\nAbbiamo citato un altro dei parametri fisici dell\u2019acqua di mare, la densit\u00e0<\/span><\/strong>, che pu\u00f2 essere definita come il peso specifico dell\u2019acqua<\/span><\/strong> (la densit\u00e0 si misura in grammi per centimetro cubo: g\/cm3<\/sup>). In estrema sintesi, gli strati d\u2019acqua di mare possono essere pi\u00f9 o meno densi e la densit\u00e0, a sua volta, dipende essenzialmente dalla salinit\u00e0 e dalla temperatura: diminuisce con l\u2019aumentare della temperatura e aumenta con l\u2019aumentare della salinit\u00e0. In ogni caso, come abbiamo visto in relazione alla stratificazione dell\u2019acqua e alla conseguente stratificazione dei nutrienti, non \u00e8 tanto importante la densit\u00e0 di uno strato d\u2019acqua bens\u00ec la differenza di densit\u00e0 tra vari strati d\u2019acqua per gli effetti che essa pu\u00f2 comportare. Per gli studi di biologia e di oceanografia si costruiscono i diagrammi T-S, grafici in funzione dei valori di salinit\u00e0 e temperatura di campioni d\u2019acqua in esame, con l\u2019individuazione di linee di uguale densit\u00e0, dette isopicne<\/span><\/em><\/strong>.<\/p>\n

Salinit\u00e0<\/span><\/strong>
\nLa densit\u00e0 \u00e8 direttamente proporzionale alla salinit\u00e0; ci\u00f2 significa che all\u2019aumentare della salinit\u00e0 aumenta anche la densit\u00e0 di un campione d\u2019acqua. La salinit\u00e0, come si intuisce facilmente, \u00e8 la quantit\u00e0 di sali contenuta in un certo volume d\u2019acqua: si misura, infatti, in grammi di sale per chilogrammo d\u2019acqua e, correntemente, si esprime in \u201cper mille\u201d. Dal 1978, la salinit\u00e0 si misura in Pss-78 (Pss-1978), dove Pss<\/span><\/strong> \u00e8 l\u2019acronimo di \u201cPractical Salinity Scale<\/span><\/strong>\u201d. La misurazione in Pss \u00e8 il rapporto tra la conducibilit\u00e0 elettrica del campione d\u2019acqua in esame e la conducibilit\u00e0 elettrica nota di uno standard a 15\u00b0C di temperatura, usato come unit\u00e0 di misura. La salinit\u00e0, quindi, secondo il Pss-78, essendo un rapporto, \u00e8 un numero e si esprime come tale: ad esempio, la salinit\u00e0 del Mediterraneo \u00e8 di circa 38, quella del Mar Rosso pi\u00f9 di 40. Poi ci sono i cosiddetti \u201cmari diluiti\u201d, con salinit\u00e0 minima, come il Golfo di Botnia, che ha salinit\u00e0 2.
\nFine I parte – continua
\n<\/strong><\/span><\/p>\n

\"QuestaProf. Adriano Madonna<\/span><\/strong>
\nbiologo marino, EClab, Laboratorio di Endocrinologia Comparata dell’Universit\u00e0 degli Studi di Napoli Federico II
\n.<\/span><\/p>\n

articolo originariamente pubblicato su La Marea – per gentile concessione dott. Francesco Fontana La macchina del mare – SIMSI<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n


\nNota <\/span><\/strong><\/p>\n

1 in oceano la temperatura profonda raggiunge mediamente i 2-3\u00b0C mentre si mantiene intorno ai 13\u00b0C nel Mediterraneo, grazie alla soglia di Gibilterra che impedisce che acque fredde oceaniche penetrino nel nostro bacino
\n–<\/span><\/p>\n

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\n.<\/span><\/p>\n

Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n

 <\/p>\n

PARTE I<\/span><\/a> PARTE II<\/span><\/a>
\n.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>. . ARGOMENTO: BIOLOGIA MARINA PERIODO: XXI SECOLO AREA: DIDATTICA parole chiave: fotosintesi . 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E' attualmente medico e Direttore Sanitario del Poliambulatorio Medico \u2013 Riabilitativo Kura di Cesena e Direttore Generale del Poliambulatorio Physiomedica di Faenza. E' inoltre Consulente Fisiatra del Centro Iperbarico di Ravenna. Iscritto alle Societ\u00e0 Scientifiche: SIMSI ( di cui cura la rubrica di divulgazione La Marea) e FMSI, \u00e8 in possesso del Brevetto di Sommozzatore Istruttore II\u00b0 grado NADD \u2013 CMAS \u2013 HSA Italia e di istruttore Nitrox NADD \u2013 CMAS. 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