BIOLOGIA MARINA (cap.1-2)

La biologia marina è lo studio della vita in mare nei suoi molteplici aspetti. Gli elementi fondamentali sono la biologia funzionale , che studia le funzioni dell’organismo ; e l’ecologia che studia le interazioni dell’organismo con l’ambiente e con gli altri organismi. La biologia marina è quel ramo dell’oceanografia che studia la morfologia, la fisiologia, l’evoluzione e la distribuzione degli organismi animali e vegetali che popolano il mare, lasciando all’oceanografia fisica il compito di studiare i parametri chimico-fisici e geologici dell’ambiente marino.

(cap3)L’acqua è un componente chimico di formula molecolare H₂O. il punto di fusione è a 0 °C, mentre quello di ebollizione a 100 °C. L’acqua è un costituente normale delle comete e viaggia con esse nello spazio. La terra è l’unico pianeta del sistema solare nel quale l’acqua si ritrova nei 3 stati liquido, solido e gassoso. La presenza di acqua liquida sulla terra è una condizione essenziale per lo sviluppo e il sostentamento della vita come la conosciamo. La terra presenta tali condizioni favorevoli poiché si trova in quella che gli astronomi definiscono zona abitabile del sistema solare.

LA PATELLA FERRUGINEA Gmelin, 1791 PHYLUM: mollusca CLASSE: Gastropoda ORDINE: Docoglossa FAMIGLIA: PatellidaeLa patella ferruginea, gasteropode caratterizzato morfologicamente da coste molto pronunciate, è una specie intertidale, erbivora, che vive attaccata al substrato come i rappresentanti di tutta la famiglia, prediligendo le zone con forti correnti. È ritenuta un invertebrato marino fra i più minacciati del Mediterraneo, attualmente reperibile sulle isole del Mediterraneo occidentale, sulle coste della Spagna, Nord Africa e Mar Egeo.-LATITUDINE: è la distanza angolare di un punto dall’Equatore, misurata in gradi-LONGITUDINE: è la distanza angolare di un punto dal meridiano fondamentale di Greenwich, misurata in gradi.Per calcolare il valore della latitudine è necessario misurare, con il SESTANTE , la massima altezza del sole, dove stiamo navigando. Il sestante è un goniometro molto preciso che permette di apprezzare, i decimi di primo. Ci serve per misurare un angolo, quello formato tra un astro e l’orizzonte cioè ALTEZZA DELL’ASTRO-MISURA LATITUDINE h= col + dec dove h= altezza del sole rispetto all’orizzonte; col= colatitudine ( col =90° -latitudine) dec= declinazione del sole, cioè la sua distanza angolare rispetto all’equatore, positiva d’estate, negativa d’inverno. ECLITTICA: è il percorso apparente che il sole compie in un anno rispetto allo sfondo della sfera celesteVELOCITA’ DEL VENTO proporzionale alla forza del gradiente barico.Moti convettivi nell’atmosfera si formano : zone di Bassa pressione costituita da massa d’aria convergenti (aree cicloniche) e zone alla Alta Pressione costituita da massa d’aria divergente (aree anticicloniche).Monsone invernale “mawsim” che significa “stagione” l’inversione dei venti che avveniva ogni sei mesiMonsone estivo esistono due monsoni che si alternano ciclicamente. Questa alternanza scandiva i commerci per mare al tempo in cui le navi erano condizionate dal vento per poter viaggiare.Il monsone invernale che spira da nord e da nord-est e quello estivo umido che spira da sud e da ovest.Monsone estivo sud-sud ovest :aria umida dall’oceano verso la terra ferma (molto secca) che diventa zona di bassa pressione.Monsone invernale nord-nord est: aria secca dalla terra verso l’oceano che diventa zona di bassa pressione.

La ZONA ABITABILE, ovvero una stretta fascia orbitale in cui l’irraggiamento da parte del sole è tale da mantenere l’acqua allo stato liquido: infatti, se solo il nostro pianeta fosse stato più lontano o più vicino al sole, le condizioni in grado di mantenere simultaneamente i tre stati fisici dell’acqua avrebbero avuto minore possibilità di verificarsi. Perché possa ospitare condizioni favorevoli alla presenza di acqua liquida, un pianeta deve possedere una gravità superficiale in grado di trattenere un cospicuo involucro atmosferico; essa non deve essere troppo grande , ma neanche troppo piccola. La presenza poi di vapore acque e CO₂ nell’atmosfera causa un effetto serra che consente di mantenere stabile la temperatura superficiale. Diverse sono le teorie in merito all’origine dell’acqua sulla terra. Le due ipotesi più accreditate ritengono che l’acqua o sia giunta sulla terra a seguito degli impatti con le comete, molto frequentemente agli albori del sistema solare, oppure a seguito della grande attività vulcanica della terra primordiale, che avrebbero rilasciato nell’atmosfera grandi quantità di vapore acqueo che poi sarebbe precipitato al suolo sotto forma di fenomeni idrometeorici. La teoria classica assume un’origine interne, cioè endogene, dell’acqua sul nostro pianeta. Secondo questa ipotesi il raffreddamento del nostro pianeta causò la condensazione dell’acqua atmosferica che precipitò al suolo assieme all’anidride carbonica. Qui la prima diede origine agli oceani mentre la seconda contribuì alla formazione di rocce carbonate. La teoria dell’apporto esogeno: la cometa Hale-Bopp, qui fotografata dal telescopio spaziale Hubble nel settembre del 1995 quando ancora era visibile solo la chioma. Il materiale prodotto forma una struttura a spirale. L'immagine ha catturato il distacco di un frammento di crosta ghiacciata provocato probabilmente sia dall'evaporazione tumultuosa dovuta al calore del Sole, che dalla rotazione del nucleo. Oggi noi sappiamo che i nuclei delle comete sono ricchissimi di acqua; per avere un’idea del fenomeno basti pensare che una cometa come la famosissima Hale-Bopp (che raggiunse il massimo splendore durante la primavera del 1997) può contenere migliaia di miliardi di tonnellate d’acqua. Sarebbero quindi sufficienti 14.000 impatti con altrettante comete come la Hale-Bopp per portare sulla Terra metà dell’acqua presente negli oceani. Non tutti concordano con queste teorie poiché è stato osservato che la composizione dell’acqua presente nel nucleo della Hale-Bopp è diversa da quella dell’acqua presente negli oceani terrestri. Al contrario, a sostegno dell’ipotesi dell’origine esogena di una percentuale di acqua terrestre vi è una scoperta del satellite artificiale Polar (1996 - 2008). Il Polar ha scoperto che piccoli corpi ghiacciati, con masse comprese fra 20 e 40 tonnellate, attraversano continuamente l’atmosfera terrestre dove si disintegrano ad altezze comprese fra 26.000 e 8.000 chilometri riversando in atmosfera enormi nubi di vapore d’acqua che cadrebbero sulla Terra sotto forma di pioggia. Gli impatti di questo tipo sono milioni ogni anno e , secondo alcuni geologi, quest’acqua che proviene continuamente dallo spazio potrebbe compensare quella che affonda nel mantello terrestre e che non riesce a ritornare in superficie attraverso i vulcani. Le comete hanno un nucleo di piccole dimensioni, composta da ghiaccio e polveri, facilmente disgregabile.Un’importante caratteristica dell’acqua è data dalla polarità della sua molecola. La molecola dell’acqua forma un angolo di 104.5 °, con l’atomo di ossigeno al vertice e i due atomi di idrogeno alle due estremità. Dato che l’ossigeno ha una elettronegatività maggiore, il vertice della molecola ospita una parziale carica elettrica negativa (δ-), mentre l’stremità recano una parziale carica elettrica positiva (δ+). Una molecola che presenta questo squilibrio di cariche elettriche è detto essere un dipolo elettrico. La molecola dell’acqua non è simmetrica e, proprio per la sua asimmetria, forma un dipolo (+/-) con un momento dipolare costante. LEGAME IDROGENO tra

molecole di acqua spiega molto delle proprietà fisiche tipiche dell’acqua. Ogni molecola d’acqua interagisce con altre 4 molecole secondo le direzioni dei vertici di un tetraedro. I legami idrogeno sono rappresentati da linee tratteggiate. Questa struttura fissa a reticolo tetraedrico si riferisce a quella del ghiaccio, stato solido dell’acqua. Nel ghiaccio i legami idrogeno sono fissati e lo stesso numero di molecole occupano più spazio. Il ghiaccio risulta essere MENO DENSO dell’acqua allo stato liquido. Perciò galleggia. Quindi Il legame idrogeno spiega anche l'insolito comportamento dell'acqua quando questa congela: a causa di questo legame, quando la temperatura si abbassa fino al punto di congelamento, le molecole di acqua si organizzano in una struttura cristallina dalla simmetria esagonale tipica del ghiaccio, che risulta essere meno densa dell'acqua liquida. Una caratteristica peculiare del legame idrogeno è quella di mantenere le molecole interessate più distanti fra loro rispetto agli altri tipi di legame: è per questo che il ghiaccio è meno denso dell'acqua. Inoltre durante il processo di congelamento si ha un notevole aumento di volume. L'acqua è una delle poche sostanze esistenti in cui il processo di solidificazione avviene con un aumento di volume specifico. L’acqua che si insinua tra le rocce, se congela provoca la loro frattura, a causa dell’aumento di volume quando solidifica. E la diminuzione densità porta ad un aumento di volume. La densità dell’acqua è infatti massima a 4 °C, temperatura alla quale l’acqua è liquida. Il fenomeno dell’espansione dell’acqua a bassa temperatura costituisce un vantaggio per tutte le creature che vivono in ambiente di acqua dolce d’inverno. Se l’acqua non avesse questa particolarità, i laghi ghiaccerebbero interamente, e di conseguenza tutte le forme di vita presenti morirebbero. La situazione nelle acque salate è differente: il sale contenuto nell'acqua abbassa infatti sia il punto di congelamento dell'acqua sia la temperatura a cui l'acqua raggiunge la sua massima densità. A –2°C l’acqua salata comincia a congelare: il sale rimane nell’acqua non congelata e la concentrazione quindi aumenta. Il congelamento non procede finché la temperatura non si abbassa ulteriormente (es.-4°C):allora altra acqua congela aumentando ancora la concentrazione salina nel residuo che non può congelare se la temperatura non scende ancora (es. a -6°C). Alle normali condizioni di salinità dell'acqua di mare, l'acqua congela a circa −1,9 °C. Il ghiaccio che si forma è sostanzialmente privo di sale. Questo ghiaccio galleggia sulla superficie, mentre il sale che ne è stato "espulso" aumenta la salinità e la densità dell'acqua circostante, la quale scende per convezione verso il fondo. Quindi: L'acqua salata gela ma come tutte le soluzioni , ad una temperatura diversa da quella del solvente puro. L'acqua salata con cloruro di sodio NaCl è in realtà una soluzione contenente ioni Na+ e Cl - essendo il cloruro un elettrolita forte e quindi completamente dissociato. La presenza di tali ioni fa abbassare il punto di congelamento ( abbassamento crioscopico ) secondo una legge chimica abbastanza esatta. Per circolazione termoalina si intende la circolazione globale oceanica causata dalla variazione di densità delle masse d'acqua. La densità è determinata dalla temperatura (termo-) e dalla salinità (-alina) delle acque. Alle alte latitudini (sud-est della Groenlandia e pressi dell'Islanda) l'acqua sprofonda, sia per la bassa temperatura, sia per l'elevata salinità causata dalla formazione della banchisa. Muovendosi verso l'equatore l'acqua di fondo diminuisce la sua densità interagendo con le altre acque e tende a risalire, in particolare a sud dell'oceano indiano. La risalita di acque profonde (upwelling) favorisce la produttività biologica in quanto provoca la risalita di nutrienti minerali. I moti nell’oceano presentano una grande varietà di scale sia temporali che spaziali. Gli esempi estremi sono rappresentati dalla micro turbolenza e dalla circolazione a grande scala, che percorre i bacini oceanici e che evolve con scale dei tempi comparabili con quelli associati alle vari.- Le correnti di acqua fredda che si formano ad elevate latitudini si muovono lungo il fondo dell’oceano, per poi eventualmente salire in superficie nelle zone più calde ed infine ritornare nelle zone di convezione profonda. Tale ciclo, la circolazione Termoalina, per completarsi richiede dalle diverse centinaia fino alle migliaia di anni. Le masse d'acqua coinvolte in questa circolazione trasportano sia energia (sotto forma di calore) che materiali (sostanze disciolte, gas e particelle

insolute) con la conseguenza di influenzare significativamente sia il clima terrestre che la biologia marina.- Sono molteplici i meccanismi che mettono in moto le masse d’acqua: • La forza gravitazionale esercitata dal Sole e dalla Luna • Le differenze di pressione al livello del mare • La convezione prodotta a seguito del raffreddamento atmosferico e l’evaporazione • Lo sforzo esercitato dal vento sulla superficie dell’oceano. - Lo sforzo esercitato dal vento sulla superficie dell’oceano rappresenta l’azione che, in modo predominante, produce una circolazione a scala di bacino nella parte superiore degli oceani. - Le acque degli oceani rispondo alla sollecitazione prodotta dai venti sia per la loro bassa resistenza allo sforzo del vento sulla superficie (ovvero per la loro bassa viscosità), sia per la relativa regolarità con cui i venti soffiano sulla superficie degli oceani. - Gli Alisei che sono venti che soffiano da est verso ovest in prossimità dei tropici, sono così regolari che le imbarcazioni, sin dai tempi di Colombo ed anche in seguito, attraversavano l’intero oceano Atlantico grazie a loro. - I venti alle medie latitudini sono diretti da ovest verso est, anche se sono meno regolari e meno estesi degli alisei. - La combinazione di questi due sistemi di venti produce una circolazione significativa all’interno dei bacini di media latitudine come: • Nord e Sud Atlantico • Nord e Sud Pacifico • Oceano Indiano

La colonna d’acqua in oceano può essere divisa in quattro zone: lo strato di mescolamento, il termoclino stagionale, il termoclino principale e lo strato abissale. Sempre al legame idrogeno è da attribuire l'elevata capacità termica specifica. La presenza del legame idrogeno spiega anche i valori relativamente alti del punto di fusione e del punto di ebollizione dell'acqua. La capacità termica dell'acqua influenzi la quantità di energia richiesta per aumentare la temperatura dell'acqua e il suo stato. La forza di coesione tra le molecole d'acqua si riduce progressivamente all'aumentare della temperatura fino alla loro evaporazione. La quantità di energia necessaria per lo scioglimento del ghiaccio è detta calore latente di fusione.L’acqua ha anche un alto calore di vaporizzazione, e ciò significa che ci vuole anche in questo caso una grande quantità di energia per far passare l’acqua da liquida a gas. Nel movimento da regioni calde a regioni fredde, essa torna allo stato liquido e precipita come pioggia. Per la sua elevata capacità termica l'acqua tende a minimizzare le fluttuazioni di temperatura, perché può cedere o immagazzinare grandi quantità di calore con modeste escursioni termiche. Il fenomeno è particolarmente vantaggioso per gli organismi acquatici che vengono così sottratti alle brusche

ALISEI: sono venti costanti che spirano nella regione tropicali con direzione da N-E a S-O nell’emisfero boreale; da S-E a N-O nell’emisfero australe; appartengono alla cella di Hadley cioè alla cella di circolazione atmosferica posta nella fascia intertropicale. Sono causati dal gradiente barico orizzontale, cioè dalla regolare alternanza delle fasce di alta pressione (ovvero quella tropicale) e quella di bassa pressione (zona equatoriale) e vengono deviate verso ovest dalla forza di coriolis, ovvero per effetto della rotazione terrestre e della scarsa viscosità atmosferica. Lo stesso meccanismo, per compensazione, attiva venti di direzione contrarie che soffiano in quote (controalisei). Gli alisei vengono chiamati TRADE WINDS cioè venti del commercio.

variazioni di temperatura, stagionali e giornaliere. L’acqua ha un alta capacità di calore specifico. Ciò significa che è necessaria molta energia per aumentarne la sua T°C. Gli oceani hanno quindi importanza nella regolazione climatica. La viscosità è una proprietà dei fluidi che indica la resistenza allo scorrimento. Il valore della viscosità dell’acqua è notevolmente elevato. Il comportamento di solvente dell’acqua è determinato dalla polarità della sua molecola. ADATTAMENTO ALLA VITA PLANCTONICAGli organismi del plancton hanno un peso specifico superiore a quello dell’acqua di mare. Avendo una densità maggiore di quella dell’acqua di mare, tendono ad affondare naturalmente per gravità in acqua calma. Questo può essere pericoloso sia per il fito che per lo zooplancton. Il fitoplancton potrebbe affondare sotto la zona luminosa del mare, dove non può svolgere la fotosintesi; lo zooplancton potrebbe affondare al di sotto dell’area dove è presente il fitoplancton, il suo cibo. Gli organismi del plancton hanno adottato una serie di meccanismi per ridurre la loro velocità di affondamento quali: 1 densità del corpo minore rispetto l’acqua di mare; 2 forma del corpo che aumenta la galleggiabilità e riduce la velocità di affondamento; 3 il moto; 4 lo sfruttamento dei movimenti delle acque. Più piccolo è l’organismo più grande è la sua superficie in rapporto al volume. Per piccoli organismi la resistenza dipende dalla superficie del corpo: più è alta la superficie, più è alta la resistenza dell’acqua è più lentamente l’organismo affonda. Gli organismi del plancton hanno cosi evoluto forme del corpo appiattite e vere e proprie strutture di galleggiamento, strutture che permettono di ridurre la velocità di affondamento aumentando la superficie del corpo rispetto al volume corporeo tende, infatti ad avere una maggiore resistenza ed una minore velocità di affondamento. Molti organismi hanno sviluppato spine ad espansione del corpo per galleggiare.-La VELELLA ha un’apposita struttura specializzata per il galleggiamento sopra la superficie dell’acqua che agisce da vera e propria vela sotto la spinta del vento. La base allargata di questa vela funge da stabilizzatore quando il vento agisce su questa vela ( physalia physalis).-Il mollusco JANTHINA secerne una serie di bolle sulla superficie dell’acqua che permette all’animale di galleggiare, capovolto, sotto la superficie stessa. Un altro mollusco, il nudibranco pelagico GLAUCUS, galleggia appeso ad una bolle d’aria.-La DIATOMEE hanno cavità e vacuoli ripieni di aria. L’accumulo di olii o grassi nell’organismo è un altro metodo per diminuire la densità del corpo, oltre che un metodo per accumulare riserve per l’organismo. I lipidi, infatti, essendo meno densi dell’acqua, tendono a galleggiare. Le diatomee accumulano gocce d’olio e bolle di anidride carbonica nel citoplasma.-Gli PTEROPODI sono dei molluschi doplactonici che nuotano per mezzo di espansioni laterali del piede modificato. Rimanendo piccoli, gli organismi del plancton, presentano una superficie più ampia e quindi una resistenza maggiore all’affondamento, per unità di volume, di organismi più grandi.-Proprietà riguardanti i Sali disciolti: Salinità ;Clorinità; Clorosità; rapporto ionico.L’alta salinità delle acque oceaniche è effetto dell’elevata costante dielettrica, in grado di dissociare la maggior parte delle molecole formate da elementi chimici agli estremi della tavola periodica contenenti legami jonici. La costanza dei rapporti ionici sottolinea l’esistenza di una relazione stechiometrica fissa e costante fra i componenti chimici dell’acqua di mare, indipendente dalla concentrazione, temperatura e luogo di campionamento. La salinità rappresenta il quantitativo di 'salì' contenuto in un campione dì acqua. La definizione di salinità è stata per molto tempo un problema molto dibattuto. In base alla II Conferenza dell'ICES (1902) venne data la seguente definizione: « la salinità è il peso totale in grammi di sostanza solida disciolta in 1000 g di acqua di mare ».

(Cap 5)TURBOLENZA: proprietà dei fluidi reali che manifesta quando la velocità di scorrimento supera un determinato valore critico. Può definirsi come un complesso di movimenti di varia natura che fa interagire le particelle del fluido in movimento facendo si che i parametri del moto stesso siano più o meno variabili nello spazio e nel tempo. Il moto turbolento consta di variazioni nello spazio e nel tempo della velocità delle particelle liquide.(cap6) I MOVIMENTI DEL MARELE CORRENTI MARINE-Correnti geostrofiche: causate dal moto di rotazione terrestre e legate alla legge di Coriolis-Correnti di deriva: causate dal trascinamento dei venti e controbilanciate in parte dall’attrito-Correnti termoaline: causate dalle differenze di salinità e temperatura esistenti fra due masse d’acquaMOVIMENTI DEL MARE: Onde; Correnti; MareeCORRENTI: Orizzontalidi superficie e profonde Verticali Downwelling: dalla superficie al fondo Upwelling: dal fondo alla superficie

Le correnti di superficie1-Correnti di superficie –Circolazione superficiale comprese entro i primi 400metri di profondità2-Correnti profonde –Circolazione termoalina. Il loro moto è causato da forze legate alle differenze di densità e all’intervento della gravità.

La differenza nella densità è funzione delle differenze della temperatura e della salinità. Le acque più dense affondano nei bacini oceanici alle alte altitudini dove le temperature sono sufficientemente basse da causare un aumento delle densità. Il vento è la causa primaria dei movimenti del mare. Soffiando sulla superficie liquida esso esercita una forza che trasferisce momento dall’aria all’acqua. Le correnti oceaniche sono sottoposte a 2 tipi di forze: primarie e secondarie.Le forze primarie generano le correnti e si riassumono nelle seguenti: 1 –la radiazione solare 2 –i venti 3 –la gravità 4 –l’effetto di Coriolis (ossia l'accelerazione è causata dalla rotazione terrestre che agisce su ogni oggetto in moto sulla terra e forma un angolo retto con la direzione del moto [a destra nell'emisfero settentrionale]. Se una piastrella senza attrito è posta in moto verso nord da un impulso, l'effetto di Coriolis la muove secondo un cerchio). Le forze secondarie determinano il percorso delle correnti e la loro variabilità.La spirale di Ekman: una massa d'acqua può essere pensata come una serie di piastrelle di cui quella in alto è spinta dal vento e ognuna delle quali spinge per attrito quella sottostante. Ad ogni stadio la velocità del flusso diminuisce e nell'emisfero nord viene deviata verso destra. Il suo flusso medio è ad angolo retto rispetto al vento che lo provoca.- I venti occidentali Spirano da Ovest ad Est sui 45°lat - Alisei o Trade winds sono i venti di ritorno della cerllula di Hadley spiranti dall’Equatore in direzione dei tropiciVortici oceanici sono i responsabili del trasferimento del carbonio nelle profondità dell’Oceano del Sud. L’oceano infatti frena l’impatto del cambiamento climatico contribuendo ad assorbire le emissioni di anidride carbonica.La Corrente del Golfo, insieme alla Corrente nord-atlantica, sua estensione in Europa, è una potente corrente oceanica calda. Nasce nel golfo del Messico ed è di vitale importanza per la mitigazione del clima dei paesi europei che si affacciano sull'oceano Atlantico: Portogallo, Spagna,

Francia, Islanda, Irlanda e Gran Bretagna; la sua influenza si estende fino alla Scandinavia e oltre. Il nastro trasportatore è un'enorme corrente che trasporta l'acqua calda del golfo del Messico attraverso l'Atlantico; essa poi, quando si raffredda in prossimità del circolo polare artico, si inabissa.(Cap7)LE CORRENTI OCEANICHE. L’irraggiamento solare dilata la massa delle acque e ne causa l’espansione. In prossimità dell’equatore il livello del mare super di >8cm quello delle latitudini temperate e questo dislivello causa una lenta discesa delle acque dalla quota superiore a quella più bassa. I venti che spirano sulla massa oceanica trascinano per attrito l’acqua sottostante. L’acqua si accumula nella direzione del vento. La gravità spinge la colonna d’acqua verso il fondo secondo un gradiente di pressione. La forza legata all’effetto di Coriolis spinge la massa d’acqua profonda spostandola verso la destra nell’emisfero nord e in direzione opposta nell’emisfero sud.Il vento è la causa primaria dei movimenti del mare. Soffiando sulla superficie liquida esso esercita una forza che trasferisce momento dall’aria all’acqua. Così come il vento spinge la massa oceanica, estraendo energia dal vento l’acqua agisce sull’atmosfera come una forza trainante con l’effetto di rallentare la velocità delle masse d’aria. Queste rallentano a loro volta il moto dell’aria alle quote più elevate. L’effetto diretto del trascinamento superficiale nell’atmosfera raggiunge l’altezza di un km, ma è molto inferiore con venti leggeri. In molte circostanze il profilo orizzontale della velocità del vento mostra un andamento logaritmico. Dato che la velocità del vento sullo strato limite(”boundary layer”)è indipendente dal substrato di base, la ripidità del logaritmo naturale dipende dalla scabrosità della superficie sottostante e dalla turbolenza dell’atmosfera presso la superficie.SCABROSITA’ O RUGOSITA’: rapporto o differenza di estensione fra la superficie d’arrito e una superficie piana ideale sulla quale si proietta la velocità di attrito.LA spirale di ekman può essere pensata come una serie di piastrelle, di cui quella in alto è spinta dal vento e ognuna delle quali spinge per attrito quella sottostante. A ogni stadio la velocità del flusso diminuisce e ( nell’emisfero nord) viene deviata verso destra. Questa spirale di ekman si comporta come le piastrelle senza attrito delle figure precedenti. Il suo flusso medio è ad angolo retto rispetto al vento che lo provoca.(CAP9) L’OCEANOSalinità e ciclo sedimentario- 1° fase: corrosione delle rocce ignee e metamorfiche.(Rocce silicatiche + acque piovane --> acque di ruscellamento + detrito solido)- 2° fase :bilanciamento nell’Oceano. (Caolinite + acqua di mare --> argille illitiche degli alti fondali)- 3° fase : metamorfosi delle argille profonde.( Argille + acque interstiziali --> graniti + gas vulcanici + rocce quarzifere + pirofillite)- 4° fase : Residuo minerale in soluzione nell’Oceano. (Na+ + Cl-)La salinità è un parametro che esprime il contenuto in Sali di un corpo idrico. Le acque di mare sono quelle dell’oceano e vengono chiamate anche MARI EUALINI, ed hanno una percentuale di salinità che va dal 30 al 35%. I MARI SALMASTRI vanno dal 0.5 al 29% di salinità e i MARI METAALINI vanno dal 36 al 40%. Tutte queste acque sono considerate talassiche in quanto la loro salinità deriva dall’oceano e omoioaline se la loro salinità non varia molto in funzione del tempo. Esistono ambienti poichiloalini nei quali la variazione di salinità è biologicamente significativa. Le acque altamente saline, nelle quali il sale cristallizza o è prossima a cristallizzare, sono definite

SALAMOIE. La salinità è un fattore ecologico di considerevole importanza, in grado di influenzare la tipologia di organismi che vivono in un corpo idrico.

(CAP 10) FORMAZIONE DEL MEDITERRANEO Il mediterraneo è diviso in due parti principali:-il mediterraneo occidentale, delimitato dal canale di Sicilia e caratterizzato da ampie piane abissali; -il mediterraneo orientale, molto più accidentato e dominato dal sistema della dorsale mediterraneo.Il Bacino del Mediterraneo è composto da un complesso sistema di strutture generate dall’interazione tra la Placca euroasiatica e la Placca africana. Secondo la teoria della tettonica delle placche, queste due placche si sono avvicinate, con un movimento rotatorio. Le zone intermedie tra le due placche sono deformate, scivolando e ruotando tra di loro, sovrapponendosi e lasciando spazio per l’apertura di nuovi bacini interni. Il sistema del Mediterraneo normalmente viene suddiviso in tre aree principali: il sistema del Mediterraneo occidentale, del Mediterraneo centrale e del Mediterraneo orientale. Il mar Mediterraneo è un bacino semichiuso con una forte evaporazione e un ridotto apporto di acque dolci fluviali. L’evaporazione e il ridotto apporto di acque fluviali fanno si che il Mediterraneo sia in costante deficit idrico. Questo viene compensato dall’oceano Atlantico che annualmente riversa nel Mediterraneo, attraverso lo Stretto di Gibilterra, molto acqua. Tutto ciò provoca forti correnti durante tutto l’anno, favorendo la pulizia dei bassi fondali dello Stretto che, diversamente, nel corso dei millenni si sarebbe inevitabilmente chiuso.Le correnti superficiali mediterranee originano tutte dall’afflusso di acqua atlantica e seguono in prevalenza degli andamenti di tipo ciclonico, cioè antiorario.La corrente intermedia lo strato d’acqua compreso fra i 200 e i 600 metri è interessato da un movimento in senso opposto a quello delle correnti superficiale.Le correnti di profondità interessano due aree del Mediterraneo, il bacino ligure provenzale e lo Ionio. In entrambi i casi le correnti originano nella stagione invernale in seguito a un rapido raffreddamento delle acque provocato dal vento.

(CAP 10) TETTONICA DELLE PLACCHE 1) Sviluppo storico del concetto -Prima di Wegener -La teoria della deriva dei continenti di Wegener -Dopo Wegener 2) Prove a sostegno della teoria -L’età dei fondali oceanici -Paleomagnetismo - Vulcanismo 3) Caratteristiche e localizzazione dei limiti di placca - Margini divergenti - Margini convergenti - Margini trasformi 4) Teorie alternative alla tettonica delle placche - La teoria della Terra in espansione

La Teoria della Deriva dei continenti di Alfred WegenerAlfred Wegener (1880-1930) iniziò ad interessarsi all’ipotesi sulle somiglianze paleontologiche tra le due sponde dell’Atlantico nel 1911. All’epoca la scienza ortodossa spiegava tali somiglianze con

la formazione di ponti effimeri tra i continenti. Egli, colpito dalla concomitanza delle evidenze paleontologiche e della coincidenza tra le linee di costa, si formò l’idea della fondamentale correttezza dell’ipotesi che i continenti fossero un tempo uniti e si dedicò alla ricerca di ulteriori prove. Nel 1915 pubblicò l’opera fondamentale The origin of continents and oceans. In quest’opera egli formula compiutamente la teoria conosciuta in seguito con il nome di Deriva dei Continenti.

Deriva dei ContinentiCirca 300 milioni di anni fa i continenti formavano una singola massa, chiamata Pangea. La Pangea si era successivamente frammentata, a partire da 200 milioni di anni fa circa, ed i singoli frammenti da allora si allontanano l’uno dall’altro. Benché Wegener non fosse stato il primo a sostenere un’ipotesi del genere egli fu il primo a presentare numerose prove a favore della stessa, provenienti da campi di studio disparati. Prove formulate prima di Wegener -Conformità delle linee costiere -Somiglianze paleontologiche Nuove prove formulate da Wegener a. Argomenti geologici e litologici b. Argomenti paleontologici c. Argomenti paleoclimatici

Wegener propose inoltre per la prima volta un meccanismo che potesse spiegare il movimento dei continenti. Egli ipotizzò che la rotazione della Terra generasse forze centrifughe e di marea in grado di far scivolare i continenti sulla crosta oceanica. Wegener inoltre propose una teoria orogenetica alternativa a quella allora in voga della contrazione terrestre. Secondo Wegener l’attrito causato dallo scorrere dei continenti sulla crosta oceanica provocava corrugamenti sul fronte avanzante dei continenti (catene tipo Ande o Montagne Rocciose) e la collisione tra due continenti dava luogo a corrugamenti più intensi (catene tipo Alpi e Himalaya). La reazione alla teoria di Wegener fu quasi uniformemente ostile. Il problema principale consisteva nel meccanismo in grado di muovere i continenti. Le forze centrifughe e di marea sono troppo deboli per muovere i continenti, inoltre l’attrito causato dallo scorrimento sulla crosta oceanica darebbe luogo a deformazioni molto più accentuate di quelle osservate.

La teoria dell’espansione dei fondali oceanici di Arthur HessIl geologo americano Arthur Hess (1906-1969), propose nel 1962 una nuova ipotesi per spiegare la topografia dei fondali oceanici, che prese spunto della teoria di Wegener. Egli fu colpito dalla presenza di rilievi sottomarini, noti come seamounts e soprattutto di rilievi isolati dalla cima piatta, che chiamò guyot. La cima piatta, che ora si trovava a diverse centinaia o migliaia di metri di profondità, sembrava indicare erosione subaerea di questi rilievi.Hess continuò i rilievi dei fondali oceanici e scoprì numerose dorsali oceaniche, tali da costituire una rete continua che si estende in tutti gli oceani. In seguito alla scoperta nel 1953 che queste dorsali erano spesso dotate di una rift valley centrale, interessata da intensa attività vulcanica, Hess cominciò a formulare una nuova teoria che potesse spiegare queste nuove scoperte. In una pubblicazione del 1962 Hess inserì tutte le nuove scoperte in una nuova teoria, che egli stesso chiamò “dell’espansione dei fondali oceanici”. Ipotizzò che le rift valley fossero zone di risalita di magma e di formazione di nuova crosta oceanica. Ciò avverrebbe in corrispondenza delle zone ascendenti delle celle convettive del mantello e provocherebbe l’allontanamento dei due settori di crosta oceanica adiacenti alla rift valley. Hess inoltre propose che la crosta oceanica si

sarebbe poi inabissata in corrispondenza delle fosse oceaniche poste in prossimità dei margini continentali e che i continenti avrebbero giocato un ruolo passivo trasportati come parte

integrante di grandi placche litosferiche soprastanti la zona convettiva del mantello.La teoria dell’espansione dei fondali oceanici spiega: -la giovane età dei fondali oceanici -la presenza di archi insulari -la presenza di profonde fosse oceaniche -la presenza dei guyot e dei seamounts -la presenza delle dorsali oceaniche -la presenza della rift valley e l’attività vulcanica ad essa associata La teoria di Hess fu accolta con favore negli ambienti scientifici e provocò un ulteriore fermento di ricerche che, in pochi anni, portò alla formulazione da parte di Tuzo Wilson (1963-1965) della teoria della tettonica delle placche; essa nasce come sintesi globale dei diversi contributi fino ad allora apportati, con particolare riferimento alle teorie di Wegener e Hess.

La teoria della tettonica delle placcheNella formulazione di Wilson la teoria prevede la suddivisione della Terra in 12 placche litosferiche. La crosta di ogni placca può essere solo oceanica o in parte oceanica ed in parte continentale. Il movimento delle placche è dovuto al meccanismo proposto da Hess di convezione del materiale metellico dell’astenosfera. Wilson apportò due contributi maggiori alla teoria: - spiegò la presenza di catene vulcaniche all’interno delle placche (ad es. la catena delle isole Hawaii) con il concetto di hot spot, ovvero della presenza di punti caldi con radici sottostanti il mantello litosferico: questi punti ancorati in profondità lasciano sulla placca che gli scorre sopra una striscia di vulcani di età crescente allontanandosi dall’hot spot - risolse i problemi prettamente geometrici e dinamici del movimento relativo tra placche introducendo il concetto di margini trasformi che andava ad aggiungersi a quelli già proposti da Hess di margini attivi e passivi. L’attivita vulcanica è dovuta ad una sorgente profonda; la placca litosferica muovendosi al di sopra della sorgente trascina i vulcani attivi lontano dalla zona di alimentazione, finchè essi non vengono più riforniti di magma e diventano inattivi. L’hot spot produce inoltre un rigonfiamento termico della litosfera, per cui i vulcani inattivi allontanandosi dall’hot spot tendono a sprofondare dando

luogo prima ad isole più piccole e poi a seamounts o guyot.Prove a sostegno della teoria della tettonica delle placche

1) L’età dei fondali oceanici 2) Paleomagnetismo - B. Bruhnens (1906) e, più tardi, in modo più accurato M. Matuyama (1920) classificarono le rocce magnetizzate in due classi, rispettivamente a polarità normale, ovvero analoga a quella attuale terrestre, e a polarità inversa, ovvero opposta a quella attuale terrestre - negli anni ’40 si scoprì che rocce della stessa età hanno sempre lo stesso tipo di magnetizzazione e si attribuì questo fenomeno a periodiche ma irregolari inversioni di polarità del campo magnetico terrestre; si ricostruì, basandosi su migliaia di misure paleomagnetiche, una scala cronologica delle inversioni di polarità negli ultimi 25 milioni di anni .- negli anni ’50 si cominciarono ad effettuare misure del campo magnetico sugli oceani da aerei con l’uso di magnetometri sviluppati durante la guerra per la rilevazione di sottomarini; esse evidenziarono la presenza di anomalie magnetiche positive e negative, attribuite all’effetto della magnetizzazione residua delle rocce dei fondali oceanici (basalti) che può sommarsi al campo terrestre annuale se le rocce possiedono una polarità normale, dando luogo ad un’anomalia positiva, o sottrarsi se le rocce possiedono polarità inversa, dando luogo ad un’anomalia negativa - la distribuzione delle anomalie in bande alternate, parallele alle dorsali oceaniche, con sequenza analoga a quella della scala geocronologica ricostruita per gli ultimi 25 milioni di anni, confermò definitivamente la giovanissima età dei fondali oceanici e la loro età crescente allontanandosi dalle dorsali

3) Vulcanismo -Vine e Matthews proposero nel 1963 un modello che spiegasse la formazione delle bande magnetiche alternate disposte parallelamente alle dorsali oceaniche. Essi ipotizzarono che l’attività lavica in corrispondenza della rift valley producesse colate basaltiche. Durante il raffreddamento si ha la formazione di cristalli di magnetite (abbondante nelle rocce basaltiche), i quali si dispongono parallelamente all’orientazione del campo magnetico terrestre. Quando la temperatura della roccia scende al di sotto del punto di Curie (580 ºC per la magnetite e 680 ºC per l’ematite) la magnetizzazione acquisita dovuta all’isoorientamento dei cristalli ferromagnetici diviene stabile (magnetizzazione termorimanente) e può essere persa solo per successivo riscaldamento al di sopra del punto di Curie. - Vine e Matthews proposero che le lave magnetizzate fossero trasportate sulla litosfera oceanica lontano dalle dorsali; ad ogni inversione di polarità del campo magnetico terrestre corrisponde un’inversione della polarità residua delle lave basaltiche - nel 1979 ulteriori prove dell’attività vulcanica in corrispondenza delle dorsali oceaniche furono acquisite tramite l’esplorazione diretta con il batiscafo Alvin, che misurò forti anomalie termiche associate a black smokers e fu in grado anche di filmare eruzioni sottomarine.

Caratteristiche e localizzazione dei limiti di placcaLe zone di contatto tra le placche litosferiche costituiscono regioni dove si concentrano i fenomeni geologici (magmatismo, sismicità, tettonica, vulcanismo, plutonismo ecc.), a causa del movimento relativo di placche semirigide su una superficie sferica. I limiti di placca vengono classificati in funzione del movimento relativo delle due placche a contatto Margine divergente: la componente prevalente del movimento relativo è divergente Margine convergente: la componente prevalente del movimento relativo è convergente, i poli rotazionali sono coincidenti o vicini Margine trasforme: la componente prevalente di movimento è parallela al margine.

Margini divergenti Le placche litosferiche si allontanano le une dalle altre e si accrescono attraverso la formazione di nuova litosfera. Si possono distinguere due tipi di margini divergenti: 1) Margini intracontinentali - assottigliamento della litosfera - tettonica distensiva - rift valley accentuata, spesso parzialmente occupata da laghi - vulcanismo prevalentemente esplosivo - magmatismico alcalino per decompressione anidra profonda del mantello astenosferico ed interazione con la crosta continentale - sismicità accentuata da intermedia a superficiale - l’esempio migliore è la Rift Valley nell’Africa orientale - il Mar Rosso costituisce un margine divergente in fase di incipiente oceanizzazione, nel settore meridionale si è già formata crosta oceanica che manca ancora nel settore settentrionale.2) Margini intraoceanici - assottigliamento estremo della litosfera - formazione di una dorsale oceanica - rift valley assiale più o meno accentuata - tettonica distensiva - vulcanismo effusivo - intensa attività idrotermale - esempi estremi sono la dorsale medio-atlantica e la dorsale pacifica orientale

Margini convergenti Le placche litosferiche tendono ad avvicinarsi finchè una si immerge sotto l’altra lungo un piano inclinato (detto piano di benioff) - presenza di una profonda fossa oceanica in corrispondenza della zona in cui la placca subdotta si flette - presenza di archi vulcanici a magmatismo prevalentemente calcalcalino - sismicità elevata da superficiale a profonda lungo il piano di Benioff

Margini convergenti di subduzione1) Convergenza oceano-oceano (Isole Marianne, Tonga)

- la fossa oceanica è molto profonda a causa dello scarso apporto di sedimenti in assenza di un continente il magmatismo, inizialmente tholeiitico, si modifica presto in calcalcalino, è assente l’interazione dei magmi con la crosta continentale - il piano di Benioff presenta inclinazioni elevate - presenza di una fossa oceanica e un arco vulcanico insulare 2) Convergenza oceano-continente (Giappone, Indonesia, Ande) - la fossa oceanica è relativamente meno profonda a causa dell’elevato apporto di sedimenti dal continente - il magmatismo è calcalcalino e può evolvere verso condizioni alcaline in stadi senili. Si può avere la formazione di un arco vulcanico separato dal continente da un bacino di retroarco. In tal caso l’arco vulcanico è molto sviluppato, complesso e con vulcanismo fortemente esplosivo. In alternativa l’arco magmatico può impostarsi direttamente sul continente con vulcani inseriti nella catena orogenetica. - il piano di Benioff presenta inclinazioni basse - presenza di una fossa oceanica e un arco magmatico continentale

Margini convergenti collisionali3) Convergenza continente-continente (Himalaia, Alpi, Urali) - la bassa densità delle rocce della crosta continentale rispetto a quelle del mantello impedisce la loro subduzione, per cui quando crosta continentale giunge sulla placca subdotta in corrispondenza della fossa va a collidere con la crosta continentale della placca antistante generando complesse strutture orogeniche - la sisimicità è elevata, di solito superficiale - il magmatismo è prevalentemente alcalino con forte interazione con materiale di crosta continentale ed anche fusione di porzioni di crosta continentale (anatessi) - il vulcanismo è distribuito in modo disomogeneo ed è fortemente esplosivo - la costituzione di un orogene a falde di ricoprimento, con complesse strutture tettoniche a pieghe e faglie dà luogo a sollevamenti che generano estese ed elevate catene montuose - il piano di Benioff è assente, o nelle fasi iniziali della collisione, permane come lembo residuo sottostante l’orogene - nella collisione possono rimanere pinzati lembi di crosta continentale che, negli orogeni antichi costituiscono l’unica testimonianza della crosta continentale pre-giurassica.3) Convergenza continente-oceano (Taiwan) - la placca sovrastante è costituita da litosfera oceanica mentre quella in sotto scorrimento è rappresentata da litosfera continentale, il sistema si caratterizza per la formazione di una zona di notevole raccorciamento.

Margini trasformi1) Margini trasformi intraoceanici - connettono due margini divergenti - zone di faglia che dislocano le dorsali oceaniche per permettere loro di adattarsi alla geometria sferica della superficie terrestre - sismicità intensa e superficiale (terremoti devastanti) - attività magmatica molto ridotta 2) Margini trasformi intracontinentali (faglia di San Andreas, faglia del Mar Morto) - possono connettere margini di qualsiasi tipo - estesi sistemi di faglia che dislocano crosta continentale fino a grande profondità - sismicità intensa e superficiale (terremoti devastanti) - attività magmatica molto ridotta o assente - possono generare localmente zone compressive con pieghe o distensive con bacini.

La teoria della Terra in espansioneUna teoria globale dei fenomeni geologici, basata sull’idea fondamentale di una Terra in espansione è andata sviluppandosi contemporaneamente all’affermarsi della teoria della tettonica delle placche, senza comunque mai acquistare sufficiente credito da poter realmente competere con essa. Carey propone che la Terra sia costituita da 8 poligoni di primo ordine analoghi alle placche litosferiche. Egli ritiene che il tasso di formazione di nuova litosfera in corrispondenza delle dorsali oceaniche sia di gran lunga superiore a qualsiasi tasso di consunzione delle stesse si possa

ragionevolmente ipotizzare per le zone di subduzione, ne consegue che la superficie totale della Terra è in aumento. Egli inoltre ritiene che le zone di subduzione siano in realtà aree in estensione. In definitiva si sostiene che la teoria universalmente accettata debba essere quella che meglio spieghi o approssimi l’insieme di tutte le osservazioni disponibili. Così seppure la teoria della Terra in espansione possa fornire alcune spiegazioni alternative essa sembra oggi spiegare meno bene della teoria della tettonica delle placche l’insieme dei fenomeni osservati.

(CAP 11) OCEANILe acque marine rappresentano il 97% di tutta l’acqua dell’idrosfera, coprono circa il 71% della superficie terrestre, e danno vita a tre grandi oceani: l’Oceano Pacifico, l’ Oceano Atlantico e l’ Oceano Indiano.Il termine oceano, viene anche utilizzato in senso figurato, per indicare una vasta distesa, una enorme quantità oppure qualcosa di profondo e di oscuro. Secondo la definizione del 1953 vi è un oceano diviso in tre bacini: Oceano Pacifico, Oceano Atlantico, Oceano Indiano.In questi si possono individuare mari mediterranei e mari marginali. La geologia marina (quella branca della geologia che studia forma e struttura del paesaggio sottomarino) propone una distinzione più rigorosa tra mare e oceano, prendendo in considerazione il tipo di rocce che ne formano il pavimento. Il fondo oceanico vero e proprio è formato, infatti, da quella che viene detta crosta oceanica e che è costituita da rocce di tipo basaltico, mentre quello marino è costituto da rocce di tipo granitico, cioè da crosta continentale.Si fa una distinzione anche tra mari interni o semplicemente mediterranei e mari adiacenti o marginali . I primi sono separati dagli oceani tramite degli stretti come il Mar Mediterraneo, il Mar Nero, il Mar Baltico, i secondi comunicano ampiamente con gli oceani (Mare del Nord) oppure sono separati da questi tramite isole e arcipelaghi (Mar dei Caraibi, Mar Cinese meridionale).Un mare mediterraneo è un mare completamente circondato da terre emerse. Il concetto si contrappone a quello di mare marginale.È definito mare marginale un mare individuato solo da rientranze costiere: Mare arabico, Mar del Nord, Mar dei coralli, Mar del Labrador, Mar di Scotia, Mar di Davis.Il mare è una vasta distesa di acqua salata a ridosso dei continenti e connessa con un oceano. Lo stesso termine è alle volte usato per indicare laghi, normalmente salati, che non hanno sbocchi sull'oceano: esempi sono il Mar Caspio, il Mar Morto ed il Mar di Galilea. Il termine mare è usato anche come sinonimo di oceano quando esprime un concetto generico, per esempio quando si parla dei mari tropicali o dell'acqua marina riferendosi a quella oceanica in generale. Mari senza sbocco sull'oceano: Lago d'Aral, Mar Caspio, Mar Morto, Mar di Galilea.Oceano Pacifico L'oceano Pacifico, il più grande oceano della Terra, occupa circa un terzo della sua superficie. Si allunga da nord a sud per circa 15.500 chilometri, partendo e comprendendo il mar di Bering nell'Artico fino ai margini ghiacciati del mare di Ross nell'Antartide. La maggior larghezza in senso est-ovest viene raggiunta a circa 5 gradi di latitudine nord, con una distanza di 19.800 chilometri dall'Indonesia alle coste della Colombia. Il luogo più profondo della superficie terrestre si trova nel Pacifico, presso la fossa delle Marianne.l’Oceano Pacifico: è più grande e più profondo rispetto alla media degli altri oceani di circa 200 m; è caratterizzato dalla presenza di molti mari marginali, mari separati dall’oceano da una serie di isole legate a strutture di archi, che isolano l’oceano dall’apporto di sedimenti continentali. La sedimentazione nel Pacifico è quindi prevalentemente di tipo pelagico. Ferdinando Magellano chiamò l’oceano pacifico cosi a causa del mare molto calmo che trovò durante la sua traversata dallo stretto di Magellano fino alle Filippine. Ma l'oceano non è sempre

fedele al suo nome. Molti tifoni ed uragani tormentano le isole del pacifico, e le terre che lo circondano sono piene di vulcani e spesso scosse da terremoti. Gli tsunami, causati da terremoti sottomarini, hanno devastato molte isole e cancellato intere città.Lungo i bordi del Pacifico si trovano molti mari. I più grandi sono: a ovest: mar Cinese orientale; Mar Cinese meridionale; mar del Giappone; mare di Sulu; Mare di Celebes; mar di Tasmania; mar Giallo; a nord: mare di Bering.Il fondale oceanico Il fondo oceanico del bacino centrale del Pacifico è relativamente uniforme, con una profondità media di 4.270 metri. Le irregolarità più grandi consistono in genere in montagne sottomarine estremamente ripide, con una cima piatta (guyot). La parte occidentale del fondale oceanico presenta "archi vulcanici" che emergono dalla superficie dell'acqua come raggruppamenti di isole (per es., le isole Salomone, le Hawaii e la Nuova Zelanda), lunghi anche 3.000 km; i rilievi che le compongono si elevano anche per un'altezza di 3.000 m rispetto al fondale oceanico adiacente. Poiché il bacino idrografico del Pacifico è relativamente piccolo, e a causa dell'immensità di questo oceano, la maggior parte dei sedimenti sono di origine autogenica o pelagica. I sedimenti terrigeni, originatisi dall'erosione delle masse terrestri, sono confinati in zone limitate vicine alla terraferma, dove possono però raggiungere spessori notevoli, anche di migliaia di metri.Caratteristiche dell'acqua La temperatura dell'acqua dell'oceano Pacifico varia da poco più del punto di congelamento nelle zone polari fino a circa 29 °C vicino all'equatore. Anche la salinità varia con la latitudine. L'acqua vicina all'equatore è meno salata di quella alle medie latitudini, a causa delle abbondanti precipitazioni equatoriali durante tutto l'anno. Più a nord delle latitudini temperate la salinità torna a scendere.Oceano atlantico L'oceano Atlantico è il secondo oceano della Terra, di cui ricopre circa il 20% della superficie. Il nome dell'oceano, derivato dalla mitologia greca, significa "mare di Atlante". La sua superficie è comprensiva anche dei suoi mari dipendenti, che ne occupano circa un quarto: il Mar Glaciale Artico, il mar Mediterraneo, il mar dei Caraibi, il golfo del Messico, il Mare del Nord e il mar Baltico. L'equatore lo divide in due sezioni: Atlantico settentrionale e Atlantico meridionale. L'Atlantico può essere definito come un immenso canale a forma di "S" che si estende, in direzione nord-sud, dal Mare Glaciale Artico fino all'Antartide, e, in direzione est-ovest, dalla costa orientale del continente americano alle coste dell'Europa e dell'Africa.I confini… Il confine tra Atlantico settentrionale e Mar Glaciale Artico è convenzionalmente fissato lungo un sistema di dorsali sottomarine che si estende dall'isola di Baffin alla Groenlandia, e che termina in Scozia; più chiaramente definito è il confine con il Mediterraneo, costituito dallo stretto di Gibilterra, e con il mare dei Caraibi, rappresentato dall'arco insulare delle Antille. L'Atlantico meridionale è invece separato convenzionalmente dall'oceano Indiano dal 20° di longitudine est e dall'oceano Pacifico dalle dorsali oceaniche che si estendono da capo Horn alla penisola antartica.TEMPERATURE L'Atlantico può essere descritto come un grande bacino d'acqua fredda, inferiore ai 9 °C, con un nucleo centrale di acque più calde, con temperature che superano i 9 °C. La circolazione più attiva si trova nello strato superiore d'acqua calda: al di sotto di questo, la circolazione diviene via via più lenta con il diminuire della temperatura. La media delle temperature in superficie va da 0 °C, nelle vicinanze dei Poli, a 27 °C nella fascia equatoriale. Alla profondità di 2000 m la temperatura è di 2 °C; nelle acque più profonde, sotto ai 4000 m, la temperatura è di –1 °C.OCEANO ATLANTICO

L’Oceano Atlantico, largo ~ 5000 km, presenta la maggiore estensione in senso nord-sud; ha una bassissima profondità media, circa 200 m in meno rispetto agli altri oceani. Al centro si trova una dorsale medio-oceanica che, proprio in Atlantico, raggiunge la maggiore estensione in latitudine.

Struttura dei fondali marini: le Dorsali Medio-OceanicheAl centro di ogni oceano, a profondità variabili tra i 2000 e i 4000 metri è presente una lunghissima catena montuosa sottomarina alta in media 2000 metri ma con i fianchi poco ripidi, che attraversa tutto l’oceano in senso longitudinale ed è detta Dorsale Medio Oceanica. La Dorsale è in realtà un lunghissimo vulcano sottomarino che emette lave basaltiche provenienti dallo strato sottostante la crosta terreste (mantello) da spaccature presenti al centro della dorsale. La Dorsale (e tutto il fondo oceanico) sono formati dalle rocce (basalti) che si formano quando queste lave si raffreddano.Struttura dei fondali marini: le fosse oceanicheLa Fossa oceanica è una depressione lunga e profonda [fino agli 11000 metri della Fossa delle Marianne] situata ai margini di due zolle di Litosfera. La Fossa si forma quando due placche di Litosfera si scontrano, spinte dai movimenti del materiale del Mantello sottostante, e la zolla di Litosfera più pesante [quella oceanica] si immerge sotto la zolla più leggera. Sotto la Fossa la Crosta Oceanica viene consumata perché ’si fonde nel Mantello.Le zone di frattureLa dorsale medio-oceanica è interessata da numerose zone di frattura; tali fratture sono costituite dalle faglie trasformi, che nascono con la dorsale e si evolvono con essa. Le faglie trasformi separano zone con rilievi di altezze differenti legati a densità diverse: infatti, le porzioni più vicine alla dorsale hanno un’elevazione maggiore rispetto a quelle più lontane, più fredde e quindi più compatte. Le zone di frattura assicurano una certa continuità alla dorsale medio-oceanica, la cui dislocazione può essere anche di centinaia di km.Oceano Indiano L'oceano Indiano, il terzo oceano più grande del mondo, occupa circa il 20% della superficie della Terra. È delimitato a nord dall'Asia meridionale; ad ovest dalla Penisola arabica includendo i seguenti mari minori: Mar Rosso, Golfo Persico, Mar Arabico, Golfo del Bengala, Mare delle Andamane, Golfo di Aden, Golfo di Oman, Canale del Mozambico, Stretto di Malacca e altri mari minori. L'importanza di questo oceano come rotta di transito tra Asia e Africa lo ha reso sede di numerosi conflitti. La sua importanza strategica è maggiore del valore economico dei suoi minerali e della vita marina. Il clima a nord dell'equatore è influenzato da un sistema di venti monsonici. Forti venti da nordest soffiano da ottobre ad aprile. Da maggio ad ottobre prevalgono venti da sudovest. Nel Mar Arabico, i violenti monsoni portano pioggia al subcontinente indiano. Nell'emisfero sud i venti sono generalmente più calmi, ma le tempeste estive nei dintorni di Mauritius possono essere forti. Quando i venti monsonici cambiano, a volte si formano dei cicloni

che colpiscono le coste del Mare Arabico e della Golfo del Bengala. Gli oceani sono anche enormi serbatoi di calore che assorbono l'energia irradiata dal Sole e la rilasciano lentamente. Per questo motivo sono il più importante fattore di controllo del clima sulla Terra: la loro presenza attenua gli sbalzi di temperatura diurni e stagionali, mantenendo le temperature dell'aria entro valori tollerabili per gli organismi viventi. Possiamo considerarli il nostro termostato planetario. Dagli oceani l'acqua evapora e sale nell'atmosfera per poi cadere a terra sotto forma di precipitazioni, infine torna agli oceani attraverso i fiumi.

-Evoluzione della Pangea

In paleogeografia, Pangea è il nome del super continente che si ritiene includesse tutte le terre emerse della Terra durante il Paleozoico e il Mesozoico. Il nome "Pangea" fu attribuito nel 1915 da Alfred Wegener , in seguito alla formulazione della teoria della deriva dei continenti. Il vasto oceano (o “super oceano") che circondava il super continente viene chiamato Panthalassa ("tutto il mare"), mentre l'ampia insenatura che separava parzialmente la parte settentrionale da quella meridionale prende il nome di Oceano Tetide.La Pangea si sarebbe spezzata circa 180 milioni di anni fa, a causa del processo della tettonica a zolle, dando luogo ad altri due super continenti: la Laurasia (super continente del nord) e la Gondwana (super continente del sud). Dall'ulteriore frammentazione della Laurasia e della Gondwana deriverebbero gli attuali continenti.Alfred Lothar Wegener (Berlino, 1 novembre 1880 – Groenlandia, o 3 novembre 1930) Wegener elaborò la teoria della deriva dei continenti. Si sviluppò a partire dall'osservazione della straordinaria concordanza delle coste dei continenti affacciati attorno all'Oceano Atlantico. La teoria sulla Pangea è oggi largamente accettata, e viene detta teoria della Deriva dei continenti.CROSTA: parte più esterna composta da silicio e alluminio (SIAL) MANTELLO: parte centrale,composta da silicio e magnesio (SIMA) NUCLEO: diviso a sua volta da nucleo interno e da nucleo esterno, composti da nichel e ferro(NIFE).-TEORIA DELLA TETTONICA DELLE PLACCHEL’idea di una “Terra mobile” nasce nel 1910 ad opera di Wegener. Egli osservò “la concordanza delle coste atlantiche”e maturò l’dea di una “deriva dei continenti”.

-Le “zattere galleggianti” Wegener riteneva che le aree continentali fossero come delle zattere che galleggiavano sulle aree sottostanti. Per la precisione definiva sial le aree continentali (da Si e Al, elementi più presenti nelle rocce continentali) e sima il materiale sottostante (Si e Mg) che affiorava nei fondali oceanici e che a suo parere costituiva un involucro continuo .-Il meccanismo della deriva Secondo Wegener la deriva sarebbe stata causata dal moto di rotazione della Terra. La rotazione terrestre avrebbe quindi causato lo scorrimento del sial sul sima -Le scoperte degli anni sessanta Grazie alla comparsa di nuovi strumenti e di più avanzate tecniche d’indagine fu possibile studiare in maniera innovativa i fondali oceanici. Ci si accorse che il fondo degli oceani non è stabile ma in continua evoluzione. La crosta oceanica, cioè, si forma e si distrugge in continuazione. -Due importanti strutture La formazione della nuova crosta è permessa dalla presenza delle dorsali oceaniche (oltre 60.000 Km). La sua distruzione, invece, dalle fosse di subduzione. Il meccanismo che tali strutture permettono è detto “Espansione dei fondali oceanici”.

-La dorsale medio- atlantica: la dorsale medio-atlantica che si erge fino a 2000 metri al di sopra del fondale.-La struttura delle dorsali oceaniche: Le dorsali non sono come le catene montuose continentali. Sono invece un’ampia fascia di crosta oceani larga dai 1000 ai 4000 Km che si inarca verso l’alto. Può raggiungere i 2000-3000 m di altezza. È quasi ovunque segnata da un solco longitudinale largo qualche decina di Km e profondo 2000-3000 m, tale solco è detto rift valley. Esse sono anche un’attiva fascia sismica ( ovvero sede di terremoti).-Espansioni dei fondali Hess osservò che nei rift si forma nuovo fondale oceanico con magma che risale dai livelli più profondi. Osservò inoltre che il fondo oceanico si muove lateralmente allontanandosi dalla dorsale. Contemporaneamente Robert Dietz proponeva un modello per la deriva dei continenti chiamato espansione dei fondali oceanici il quale presupponeva che la superficie scorrevole fosse alla base della litosfera, non alla base della crosta (come aveva proposto Wegener).

-Il fondale ha varie età Gli studi sulle dorsali hanno rivelato che lo strato di sedimenti che ricopre il fondo oceanico aumenta gradualmente di spessore allontanandosi dalla dorsale. Questo dato suggerisce che il fondo oceanico sia più vecchio ai margini (dove si accumula più materiale sedimentario) e più giovane al centro.-Una prova inconfutabile Gli ultimi dubbi sulla correttezza del meccanismo di espansione dei fondali oceanici come base per spiegare la dinamica delle placche fu apportate dal paleomagnetismo. Studiando il campo magnetico generato da rocce sui fondali degli oceani sono state rilevate anomalie positive e negative. Una volta mappate, le anomalie producono una figura a strisce di bande parallele.

-La prova indipendente La lava eruttata in differenti periodi lungo il rift e la cresta delle dorsali medio atlantiche conservava differenti anomalie magnetiche ossia quelle relative al periodo durante il quale è avvenuta l’eruzione. Se il campo magnetico terrestre si è invertito nell'intervallo di tempo intercorso tra due eruzioni, i flussi di lava avranno conservato un set di bande parallele con proprietà magnetiche differenti. Riscontrare quindi bande parallele ai due lati del rift con differenti proprietà magnetiche indica che il fondale si è indiscutibilmente formato (e si sta ancora formando) in tempi diversi. Tutto ciò è noto come prova indipendente.-Le fosse di subduzione nella fossa il fondale oceanico tende a sprofondare( movimento di subduzione) cosa che ne causa la sua rifusione a causa dell’aumento di pressione e temperatura.-Come avviene la subduzione dove avvien la subduzione, dunque, si creano in profondità condizioni che favoriscono la formazione di magma. Questo risale provocando eruzioni prevalentemente di tipo esplosivo.-I margini di subduzione Il lembo della crosta terrestre adiacente alla fossa di subduzione è detto margine di subduzione. La crosta oceanica viene quindi continuamente distrutta a livello dei margini di subduzione e continuamente formata ai lati delle dorsali. Questo è il motivo per il quale

la crosta oceanica è molto più recente di quella continentale. -Piano di Benioff il piano di subduzione prende il nome di piano di Benioff esso è un intero pezzo di litosfera che si immerge ed ha un proprio spessore.

-Conseguenze del processo di subduzione La subduzione implica importanti conseguenze: -Sismicità: il sotto scorrimento di una placca in un’altra causa enormi attriti che determinano terremoti (le regioni vicine alle fosse di subduzione sono altamente sismiche);-Vulcanesimo: il materiale in fusione risale sotto forma di magma e ciò provoca la comparsa di archi vulcanici o isole vulcaniche. ARCHI VULCANICI: Se la fossa fiancheggia il margine di un continente lungo questo margine si innalza una catena di vulcani che individua un arco vulcanico (es Ande parallele alla fossa del Perù-Cile).ISOLE VULCANICHE: Se la fossa si sviluppa in pieno oceano si forma, parallelamente, una arco di isole vulcaniche (es. isole Marianne lungo l’omonima fossa).-Il sistema arco-fossa : Poiché, quindi, le fosse di subduzione sono accompagnati da archi vulcanici si parla di sistema arco-fossa.I moti convettivi del mantello Queste ed altre scoperte portarono ad ipotizzare l’esistenza di profondi moti convettivi che trasportano in superficie, in corrispondenza delle dorsali medio-oceaniche, materiale roccioso fuso. Il magma tende a salire verso la superficie spostando verso il basso il materiale meno caldo e formando in questo modo grandi correnti convettive organizzate in celle cilindriche. Quando una corrente convettiva urta la crosta, la solleva. La crosta sollevata si

assottiglia fino a fessurarsi lasciando fluire verso l'esterno il magma. Il magma che giunge all'esterno si raffredda e consolidandosi chiude la fessura.

-Le celle convettive L’intero meccanismo si deve, quindi, a masse rocciose fuse che, a livello delle dorsali, si solidificano una volta giunte sui fondali marini, migrano su di essi, sprofondano nelle fosse di subduzione, tornano a fondersi e riemergono a livello delle dorsali. Per fare spazio alla continua aggiunta di nuova crosta le placche che si trovano sui due versanti vengono lentamente ma continuamente allontanate.-Le faglie Lungo le dorsali oceaniche il magma non fuoriesce nello stesso tempo ed alla stessa velocità. Questo determina che mentre in una certa zona della dorsale esso causa la formazione di nuova crosta oceanica in un’altra si ha un periodo di stasi .Per accomodare gli sforzi generati da diseguali velocità di espansione dei fondali si formano, lungo la dorsale e trasversalmente ad essa, delle fratture dette faglie trasformi (famosa quella di S. Andrea dove la zolla pacifica scivola lungo la zolla americana alla velocità di circa 5 cm all’anno). -La tettonica delle placche Alla fine degli anni Sessanta si è quindi giunti alla elaborazione della teoria globale della Tettonica delle Placche. Si parla di teoria globale perché tramite essa si dà spiegazione di gran parte degli eventi che riguardano la litosfera: “deriva dei continenti”, espansione dei fondali oceanici, vulcanesimo, terremoti, processi orogenetici. -Le placche La presenza di dorsali oceaniche, fosse di subduzione e faglie trasformi delineano un’immensa rete su tutta la litosfera dividendola in placche (circa 20 delle quali 6 molto grandi). I margini delle singole placche possono essere suddivisi in: Margini costruttivi (o divergenti) Margini distruttivi (o convergenti)Margini conservativi.Attività lungo i margini Margini costruttivi: sono rappresentati dalle dorsali oceaniche; qui si forma nuova litosfera oceanica che si allontana dalla dorsale. Si osserva sismicità e vulcanesimo effusivo. Margini distruttivi: sono rappresentati dalle fosse di subduzione dove la litosfera divenuta più fredda e pesante tende a sprofondare. Le placche interessate da margini convergenti possono essere entrambe oceaniche, entrambe continentali oppure una oceanica ed una continentale. Si osserva grande attività sismica e vulcanesimo esplosivo. Margini conservativi: sono rappresentati da grandi faglie trasformi dove la litosfera si muove trasversalmente ma senza variazioni di volume. Si osserva forte sismicità e fenomeni di metamorfismo. -Le placche tettoniche I continenti non devono essere pensati erranti attraverso la crosta oceanica, ma si devono considerare come parte di placche che si muovono sulla soffice e plastica astenosfera. Le placche sono mosse dalle correnti convettive del mantello, che costituiscono una sorta di forza motrice. Tutta la crosta terrestre è quindi divisa in un certo numero di placche o zolle semirigide.

-Processi orogenetici Quando le due placche che entrano in contatto sono entrambe continentali non si verifica la subduzione perché la crosta continentale ha densità inferiore a quella dell'astenosfera e quindi le placche non possono "affondare" in essa. Il marine di collisione tra due placche continentali è detto di collisione. Ciò è alla base dei processi orogenetici che portano alla formazione dei rilievi montuosi. L’Himalaia ad esempio si è formato a seguito dello scontro tra la placca indo-australiana e quella asiatica.