BREVI CENNI SULLE CARATTERISTICHE FISICO-CHIMICHE DEL MARE

I fattori fisici che influenzano la vita nel mare sono molti e strettamente connessi ai fattori chimici. Gli elementi che si rivelano realmente determinanti sono la quantità di luce e l'idrodinamismo. Tutti gli altri fattori che influenzano direttamente quante e quali specie viventi popolano un ambiente, sono strettamente legati alla presenza di luce e al movimento delle acque.

Daremo ora alcuni chiarimenti importanti che riguardano questi fattori partendo da alcuni semplici ma spesso, "imbarazzanti" domande.

FATTORI FISICI

* PERCHE' IL MARE E' BLU ?

Viene immediata la risposta: è il cielo che vi si specchia. In realtà il discorso merita una riflessione. Le bande energetiche colorate componenti il raggio luminoso del sole vengono assorbite in modo differente durante la loro penetrazione nell'acqua, secondo una legge fisica ben nota a tutti i subacquei. Le prime radiazioni che scompaiono sono quelle a minore energia come il rosso, il giallo, poi il verde, il viola e, infine, il blu. Poichè la luce blu è quella a maggior potere di penetrazione e quindi, nella vastità degli oceani è quella dominante, il mare risulta colorato uniformemente di blu. L'effetto di perdita progressiva dei colori è chiamato assorbimento.

* LA LUCE

La quantità di luce e il modo con cui penetra in acqua sono gli elementi più importanti che influenzano la distribuzione della vita acquatica. Ad esempio il fenomeno dell'assorbimento fa si che si verifichi una rapida perdita di luce sott'acqua che si riduce dopo poche decine di metri all'1%. La luce che riesce a penetrare perde dapprima le radiazioni con minore energia e progressivamente quelle con maggiore energia.

I vegetali acquatici ricorrono spesso a particolari adattamenti, come la presenza di pigmenti fotosintetici accessori, per riuscire a sfruttare al meglio le energie residue. Altri fenomeni che determinano la diminuzione di luce sott'acqua sono la diffusione e la diffrazione causati dalle particelle in sospensione e in soluzione: queste facendo da schermo disperdono la luce nell'ambiente determinando una luminosità diffusa in cui la luce non proviene da una direzione ben precisa.

A causa della rifrazione -ben nota ai subacquei per la visione sott'acqua- la luce riesce ad entrare solo con una inclinazione del raggio tra i 42° e 90°, determinando una penetrazione dei raggi luminosi sempre verticale a qualsiasi ora del giorno. A prova di questa proprietà, si può evidenziare che i pesci pelagici, per confondersi con l'ambiente, hanno sviluppato un particolare adattamento mimetico denominato contrombreggiatura: la loro colorazione risulta infatti scura sul dorso -per confondersi sul fondo se visti dall'alto- e chiara sul ventre -per confondersi con la superficie illuminata se visti dal basso.

* C'E' VITA A MIGLIAIA DI METRI DI PROFONDITA' ?

* LA PRESSIONE

La pressione che tanto bene conoscono tutti i subacquei sotto forma di atmosfere, non ha alcuna influenza per gli organismi che vivono sott'acqua in quanto i liquidi e quindi i fluidi corporei sono incomprimibili, perciò sia le piante che gli animali dell'ambiente acquatico non presentano problemi di schiacciamento. Qualche problema si crea per gli organismi adattati alle grandi profondità al momento di eventuali brusche risalite, in quanto l'azoto disciolto nei loro tessuti subisce uno sbalzo di pressione dando luogo a casi di embolia, aggravati ulteriormente nei casi di pesci con vescica natatoria o nei mammiferi marini in cui particolari adattamenti li rendono idonei a vivere in ambiente acquatico e ad evitare problemi fisiologici connessi alle immersioni in profondità.

* I PESCI SENTONO FREDDO ?

Tutti i pesci e gli invertebrati marini sono a sangue freddo, ossia la loro temperatura è equilibrata a quella dell'ambiente in cui si trovano. I mammiferi marini invece sono omeotermi, ossia mantengono stabile la temperatura corporea, indipendentemente dalla temperatura dell'ambiente dove vivono, questo comporta particolari adattamenti per conservare il calore (per non sentire freddo) come ad esempio la presenza di uno spesso strato di grasso sottocutaneo e, per il motivo opposto, dei radiatori termici nelle pinne.

* LA TEMPERATURA

La temperatura in un organismo vivente può influenzare la velocità delle reazioni chimiche determinando ad esempio un rallentamento del metabolismo come avviene in effetti negli animali delle acque fredde. La temperatura inoltre è uno dei fattori che principalmente detrmina variazioni di densità e di viscosità dell'acqua, influenzando oltre le correnti e i movimenti di rimescolamento, anche il galleggiamento ed il nuoto degli organismi viventi.

Nel nostro Mediterraneo, al contrario che negli altri mari, la temperatura anche a profondità di 4000-5000 metri, non scende al di sotto dei 12-13 °C, questo perchè lo stretto di Gibilterra (tra Spagna e Africa Settentrionale, collegamento tra le fredde acque dell'Atlantico e quelle del Mediterraneo) forma una soglia alla profondità di circa 300 metri che lascia entrare le correnti calde superficiali e fa uscire con le correnti di fondo, le acque fredde.

* DOVE VA L'ACQUA CON LA BASSA MAREA ?

* L'IDRODINAMISMO

Un altro fattore che unitamente alla temperatura è determinante per la vita in mare, è il rimescolamento continuo delle acque. Questo fenomeno è equivalente, in funzione ed in importanza, al nostro apparato circolatorio ed è chiamato idrodinamismo. I movimenti delle acque permettono il rimescolamento dell'ossigeno, delle sostanze nutritive, facilitano la riproduzione, la distribuzione delle larve, la colonizzazione del fondo, la comunicazione intra ed inter-specie viventi, e così via...

Si possono constatare tre tipi di movimenti delle acque: onde, maree, correnti.

Le onde, sono generate dalla pressione del vento sulla superficie del mare e sono costituite da movimenti circolari delle particelle d'acqua, che determinano un rimescolamento nei primi metri a profondità variabili, a seconda della loro altezza. In acque poco profonde, il movimento della particella d'acqua diventa prima ellittico e poi oscillante e l'onda arriva a frangere determinando, negli esseri viventi di queste acque, lo sviluppo di adattamenti per un solido ancoraggio sul fondo (es: le patelle).

Le maree sono grossi spostamenti di acqua che interessano tutto il globo, determinati dalla forza di attrazione della luna sulle masse d'acqua. Tale fenomeno determinerà un'alternanza di abbassamento o innalzamento di livello delle acque trovandosi l'alta marea nella zona di influenza della luna; in questo modo aree più o meno vaste di fondale, a seconda delle zone, rimarranno periodicamente scoperte e così le specie viventi che ci si trovano.

Le correnti sono spostamenti di acqua orizzontali o verticali determinate dalla forza di trascinamento dei venti (correnti di deriva) e dallo scorrimento verticale o orizzontale delle acque a diversa densità per differenza di sali e temperatura (correnti di densità). Le correnti sono paragonabili a grossi fiumi subacquei poichè, per differenti caratteristiche fisiche, le acque provenienti da una zona non si mescolano facilmente con le acque di un'altra zona. Le correnti di risalita sono molto importanti perchè portano in superficie le sostanze nutritive sedimentate sul fondo.

FATTORI CHIMICI

 * PERCHE' IL MARE E' SALATO ?

*LA SALINITA'

La continua erosione delle coste, l'apporto fluviale ed il rimescolamento sul fondo hanno contribuito in maniera sostanziosa, nell'arco dei millenni, alla formazione dei sali nell'acqua di mare. Dato che tutti gli oceani ed i mari sono in collegamento ed in continuo movimento, la distribuzione percentuale dei sali è costante, mentre la loro concentrazione totale, cioè se un mare è più o meno salato, può variare essendo influenzata da vari fattori come l'evaporazione o l'apporto di acque dolci (piogge, fiumi, scioglimento dei ghiacci).

Per spiegare meglio questo concetto ci si può rifare a qualche esempio di uso comune nei subacquei: caricando una bombola aumenta la pressione totale della miscela d'aria e di conseguenza proporzionalmente la pressione parziale dei singoli componenti, ma la percentuale dell'ossigeno rimane sempre il 20% e quella dell'azoto l'80%.

La concentrazione salina si misura in quantità di grammi sale per litro di acqua e si aggira in media tra il 30 e il 40 per mille, cioè 30 o 40 grammi di sale in 1 litro di acqua.

I sali che si trovano in mare sono più di 80, ma quelli presenti in maggiore quantità sono il Cloruro di Sodio (NaCl), ossia il comune sale da cucina, il Cloruro di Magnesio (MgCl2) e di Potassio (KCl). Tutti gli altri sali pur essendo presenti in piccolissime quantità, sono comunque fondamentali per la sopravvivenza di molte specie viventi e vengono denominati "oligoelementi". Tra i sali più importanti troviamo i nitrati e i fosfati derivanti dalla decomposizione degli esseri viventi e dei loro rifiuti. Questi sono denominati "sali nutritivi" o semplicemente "nutrienti" perchè costituiscono il concime per i vegetali e determinano quindi insieme alla luce, la presenza di alimento primario per gli animali e la produzione di ossigeno.