- Come vengono prodotte le correnti oceaniche?
- - Condizioni generali dell'oceano
- - Effetto di Coriolis
- - Sviluppo delle correnti
- Correnti superficiali
- Le correnti superficiali del vortice del Nord Atlantico
- Correnti profonde del Giro del Nord Atlantico
- Chiusura del giro del Nord Atlantico
- Giro subpolare del Nord Atlantico
- Grande nastro trasportatore oceanico
- Tipi di correnti oceaniche
- Correnti marine superficiali
- Correnti marine profonde
- Principali correnti oceaniche
- I vortici dell'oceano
- Il flusso del Golfo del Messico
- Clima dell'Europa occidentale
- La corrente mediterranea
- Gradiente di salinità
- La corrente di Humboldt
- conseguenze
- Distribuzione del calore e della salinità
- Impatto sul clima
- uragani
- Lo scambio di gas
- Modellazione costiera
- Distribuzione dei nutrienti e biodiversità
- Sovratensioni o affioramenti di acque marine
- Concentrazione di inquinanti
- Importanza per gli ecosistemi e la vita sulla Terra
- Migrazioni marine
- Disponibilità di nutrienti
- Pesca
- Disponibilità di ossigeno
- Ecosistemi terrestri
- La navegation
- Fattori che influenzano la direzione delle correnti
- Radiazione solare, pressione atmosferica e direzione dei venti
- Il gradiente di temperatura e la gravità
- Il gradiente di salinità
- Il rilievo marino e costiero
- La rotazione della Terra e l'effetto Coriolis
- Riferimenti
Le correnti sono spostamenti massicci sia delle acque superficiali che profonde, causati dai venti, dalla rotazione terrestre, dalle differenze di temperatura e salinità. Possono essere poco profondi e profondi, con quelli poco profondi che appaiono nei primi 200-400 m di profondità. Da parte sua, le correnti profonde in profondità maggiori.
Le correnti marine superficiali sono prodotte per la spinta dell'acqua da parte dei venti e quelle profonde per sbalzi di temperatura e salinità.
Principali correnti marine del mondo. Fonte: Dr. Michael Pidwirny (vedi http://www.physicalgeography.net) / Dominio pubblico
Sia le correnti superficiali che quelle profonde si completano a vicenda formando un grande nastro trasportatore oceanico. Pertanto, le masse d'acqua si muovono in correnti superficiali che vanno dall'equatore al circolo polare e ritornano in correnti profonde.
In caso di correnti profonde, tornano all'equatore e continuano in Antartide attraverso tutti gli oceani. In Antartide si dirigono verso est, attraversando l'Oceano Indiano e da lì verso il Pacifico, dove le calde correnti superficiali si spostano verso nord e ritornano nell'Atlantico.
I sistemi di correnti marine formano i cosiddetti vortici oceanici, attraverso i quali l'acqua circola negli oceani del pianeta. Ci sono 5 vortici principali, due nell'Oceano Atlantico, due nel Pacifico e uno nell'Oceano Indiano.
Tra le correnti più importanti ci sono il Golfo del Messico, Las Agujas, l'Australia orientale, Humboldt e le correnti mediterranee. Tutte le correnti oceaniche svolgono funzioni importanti nel sistema planetario regolando il clima, distribuendo nutrienti e biodiversità, oltre a facilitare la navigazione.
Come vengono prodotte le correnti oceaniche?
- Condizioni generali dell'oceano
Negli oceani c'è un gradiente di temperatura superficiale, dove la temperatura massima si trova nel Mar Rosso con 36 ºC e la minima nel Mare di Weddell (Antartide) con -2 ºC. Allo stesso modo, c'è un gradiente termico verticale, con acque calde nei primi 400 me una zona molto fredda sotto i 1.800 m.
C'è anche un gradiente di salinità, con acque più salate in zone con meno precipitazioni come l'Atlantico e meno salate dove piove di più (Pacifico). D'altra parte, c'è meno salinità sulle coste dove i fiumi che forniscono acqua dolce scorrono rispetto all'offshore.
A loro volta, sia la temperatura che la salinità influenzano la densità dell'acqua; maggiore è la temperatura, minore è la densità e maggiore è la salinità, maggiore è la densità. Tuttavia, quando l'acqua di mare si congela e forma ghiaccio, la sua densità è maggiore di quella dell'acqua liquida.
- Effetto di Coriolis
La Terra ruota sul suo asse verso est, provocando un'apparente deviazione in qualsiasi oggetto che si sposti sulla sua superficie. Ad esempio, un proiettile lanciato dall'equatore verso un sito in Alaska (nord) atterrerà leggermente a destra del bersaglio.
Questo stesso fenomeno colpisce i venti e le correnti oceaniche ed è noto come effetto Coriolis.
- Sviluppo delle correnti
Correnti superficiali
A causa del riscaldamento differenziale della Terra, ci sono temperature calde vicino all'equatore e fredde ai poli. Le masse d'aria calda salgono creando un vuoto, cioè un'area di bassa pressione.
Pertanto, lo spazio lasciato dall'aria calda viene riempito con aria proveniente da una regione fredda (zona di alta pressione), che vi si sposta a causa dell'azione dei venti. Inoltre, la Terra nel suo movimento rotatorio provoca una forza centrifuga all'equatore, facendo muovere l'acqua verso nord e verso sud in quest'area.
Allo stesso modo, le acque vicino all'equatore sono meno salate a causa del fatto che ci sono più piogge che forniscono acqua fresca e diluiscono i sali. Mentre verso i poli piove meno e una grande percentuale dell'acqua è gelata, quindi la concentrazione di sali nell'acqua liquida è maggiore.
D'altra parte, all'equatore le acque sono più calde a causa della maggiore incidenza della radiazione solare. Ciò fa sì che l'acqua in quest'area si espanda e ne aumenti il livello o l'altezza.
Le correnti superficiali del vortice del Nord Atlantico
Analizzando l'effetto di questi fattori nell'Atlantico settentrionale, si osserva che viene generato un ampio sistema di circolazione chiusa delle correnti marine. Inizia con i venti che provengono da nord-est (alisei) provocando correnti marine superficiali.
Queste correnti di nordest, quando raggiungono l'equatore, si spostano verso ovest per rotazione, a partire dalla costa occidentale dell'Africa. Quindi, una volta raggiunta l'America, la corrente equatoriale incontra continui ostacoli di terra a nord.
Corrente del Nord Atlantico. Fonte: Goddard Space Flight Center Lavoro derivativo MagentaGreen (versione SVG) / Dominio pubblico
La presenza degli ostacoli, più la forza centrifuga dell'equatore e la differenza di temperatura tra le acque equatoriali e polari, dirigono la corrente verso nord-est. La corrente aumenta la sua velocità quando circola negli stretti canali tra le isole dei Caraibi e il canale dello Yucatan.
Quindi, dal Golfo del Messico, prosegue attraverso lo Stretto della Florida, rafforzandosi unendosi alla corrente delle Antille. Da qui prosegue il suo corso verso nord lungo la costa orientale del Nord America e successivamente verso nord-est.
Correnti profonde del Giro del Nord Atlantico
Nel suo viaggio verso nord, la Corrente del Golfo perde calore e l'acqua evapora, diventa più salata e più densa, affondando fino a diventare una corrente profonda. Successivamente, raggiunto l'ostacolo di terra dell'Europa nord-occidentale, si divide e un ramo prosegue verso nord, poi gira a ovest, mentre l'altro prosegue verso sud e ritorna all'equatore.
Chiusura del giro del Nord Atlantico
Il ramo di correnti del Giro del Nord Atlantico che si scontra con l'Europa occidentale si dirige a sud e forma la Corrente delle Canarie. In questo processo vengono incorporate le correnti del Mar Mediterraneo in direzione ovest, che apportano una grande quantità di sali all'Oceano Atlantico.
Allo stesso modo, gli alisei spingono le acque della costa africana a ovest, completando la svolta del Nord Atlantico.
Giro subpolare del Nord Atlantico
L'attuale direzione nord forma il viale subpolare del Nord Atlantico, andando a ovest incontra il Nord America. Qui si forma la fredda e profonda corrente del Labrador, che si dirige a sud.
Questo Labrador Ocean Stream passa sotto la Corrente del Golfo nella direzione opposta. Il movimento di queste correnti è dato dalle differenze di temperatura e concentrazione salina (correnti termoaline).
Grande nastro trasportatore oceanico
L'insieme delle correnti termoaline forma il sistema di correnti che circola al di sotto delle correnti superficiali, formando il grande nastro trasportatore oceanico. È un sistema di correnti fredde e profonde che va dal Nord Atlantico all'Antartide.
Nastro trasportatore oceanico. Fonte: Avsa / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
In Antartide le correnti vanno ad est e passando per l'Australia si dirige verso il Pacifico settentrionale. In questo processo, le acque si stanno riscaldando, quindi salgono quando raggiungono il Pacifico settentrionale. Quindi ritornano nell'Atlantico sotto forma di una calda corrente superficiale, passando attraverso l'Oceano Indiano e connettendosi con i vortici oceanici.
Tipi di correnti oceaniche
Esistono due tipi fondamentali di correnti oceaniche definite dai fattori che le generano e dal livello oceanico attraverso il quale circolano.
Correnti marine basse e profonde. Fonte: Thomas Splettstoesser / Dominio pubblico
Correnti marine superficiali
Queste correnti si verificano nei primi 400-600 m di profondità del mare e sono originate dai venti e dalla rotazione terrestre. Costituiscono il 10% della massa d'acqua negli oceani.
Correnti marine profonde
Le correnti profonde si verificano sotto i 600 m di profondità e spostano il 90% della massa dell'acqua di mare. Queste correnti sono chiamate circolazione termoalina, poiché sono causate da differenze di temperatura dell'acqua ("thermo") e concentrazione di sale ("haline").
Principali correnti oceaniche
Principali correnti marine del mondo. Mariiana QM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
I vortici dell'oceano
Secondo l'andamento dei venti e per l'azione della rotazione terrestre, le correnti marine formano sistemi circolari di correnti chiamate vortici oceanici. Ci sono 6 turni principali:
- Vortice del Nord Atlantico
- Vortice dell'Atlantico meridionale
- North Pacific Gyre
- Giro del Sud Pacifico
- Giro dell'Oceano Indiano
- Spin in Antartide
Ogni giro è formato da correnti diverse, di cui la corrente del limite occidentale di ogni svolta è diretta verso il polo corrispondente. Cioè, i vortici del Nord Atlantico e del Pacifico settentrionale vanno al Polo Nord e i vortici dell'Atlantico del Sud, del Pacifico meridionale e dell'India vanno al Polo Sud.
Vortici oceanici. Fonte: NOAA / dominio pubblico
Le correnti del limite occidentale di ogni vortice sono le più forti e quindi la corrente del Golfo del Messico corrisponde al vortice del Nord Atlantico e la corrente di Kuroshio al vortice del Nord Pacifico.
Nel vortice dell'Atlantico meridionale, la corrente più forte è quella del Brasile e nel Pacifico meridionale quella dell'Australia orientale. Da parte sua, nel Giro del Indico c'è la corrente Las Agujas, che corre lungo la costa orientale dell'Africa da nord a sud.
Prendendo come esempio il vortice del Nord Atlantico, troviamo che l'intero sistema è costituito da quattro correnti. In questo Giro, oltre alla Corrente del Golfo a ovest, c'è la Corrente del Nord Atlantico che va a nord-est.
Quindi, a est, si trova la corrente di Las Canarias, che si dirige a sud-est, e il circuito si chiude con la corrente equatoriale del nord a ovest.
Il flusso del Golfo del Messico
Questa corrente fa parte del vortice del Nord Atlantico ed è così chiamata perché nasce nel Golfo del Messico. Qui le acque superficiali si riscaldano e si espandono, alzando il livello del mare rispetto alle acque settentrionali più fredde.
Pertanto, la corrente viene generata dal Golfo a nord, dove l'acqua perderà calore affondando e formando la corrente del Nord Atlantico.
Clima dell'Europa occidentale
La Corrente del Golfo contribuisce notevolmente alla regolazione del clima dell'Europa occidentale, grazie al calore che trasporta dal Golfo del Messico. Questo calore rilasciato al largo della Groenlandia viene spinto verso il continente dai venti occidentali, che moderano le temperature continentali.
La corrente mediterranea
Il Mar Mediterraneo è un bacino quasi chiuso, fatta eccezione per il collegamento di 14,24 km di larghezza con l'Oceano Atlantico attraverso lo Stretto di Gibilterra. Questo mare perde circa 1 m di acqua all'anno per evaporazione nelle sue calde estati.
Il collegamento con l'Atlantico e le correnti che si generano, permettono di rinnovare e ossigenare l'acqua perduta. Le correnti che lasciano il Mediterraneo aiutano a formare la Corrente del Golfo.
Gradiente di salinità
La salinità e la temperatura sono i fattori fondamentali che agiscono per produrre la corrente tra il Mediterraneo e l'Atlantico. Perdendo acqua per evaporazione in un'area chiusa, la salinità nel Mediterraneo è maggiore che nell'Oceano Atlantico oltre lo stretto.
L'acqua con un maggior contenuto di sale è più densa e va verso il fondo, formando una profonda corrente verso l'Atlantico con una minore concentrazione di sali. D'altra parte, lo strato di acqua superficiale dell'Atlantico è più caldo di quello del Mediterraneo e genera una corrente superficiale dall'Atlantico al Mediterraneo.
La corrente di Humboldt
È un flusso superficiale di acqua fredda che viaggia dall'Antartide all'equatore lungo la costa del Pacifico sudamericano. Proviene dall'innalzamento o dall'innalzamento di parte delle acque fredde della profonda corrente del Pacifico meridionale quando si scontrano con la costa sudamericana.
Fa parte del Giro subtropicale del Pacifico meridionale ed è responsabile della fornitura di una grande quantità di nutrienti alle coste del Cile, del Perù e dell'Ecuador.
conseguenze
Distribuzione del calore e della salinità
Le correnti oceaniche fluiscono da luoghi con acque più calde e salate a regioni più fredde con una concentrazione salina inferiore. In questo processo aiutano a distribuire il calore ambientale e il contenuto di sale negli oceani.
Impatto sul clima
Spostando masse di acqua calda verso zone fredde, le correnti partecipano alla regolazione del clima terrestre. Un esempio di ciò è l'effetto moderatore della temperatura ambiente esercitato dalla corrente del Golfo del Messico nell'Europa occidentale.
Quindi, se la Corrente del Golfo smettesse di scorrere, la temperatura dell'Europa occidentale scenderebbe in media di 6 ° C.
uragani
Trasportando il calore, le correnti oceaniche forniscono umidità per evaporazione e generano un movimento circolare in stretta relazione con i venti, che sono la causa degli uragani.
Lo scambio di gas
L'acqua di mare mantiene uno scambio gassoso costante con l'atmosfera, inclusi vapore acqueo, ossigeno, azoto e CO 2. Questo scambio è reso possibile dal movimento dell'acqua da parte delle correnti marine che contribuisce a rompere la tensione superficiale.
Modellazione costiera
Le correnti oceaniche esercitano una forza di usura e trascinamento (erosione) sulla superficie del fondo marino e sulle coste attraverso cui passano. Questo effetto erosivo nel corso di migliaia di anni modella i fondali marini, le montagne sottomarine e le coste.
Distribuzione dei nutrienti e biodiversità
D'altra parte, le correnti marine portano con sé i nutrienti e il plancton che si nutrono di loro. Ciò condiziona la distribuzione della fauna marina, poiché si concentra dove c'è più cibo disponibile.
Il plancton viene trascinato via passivamente dalle correnti superficiali e parte dei nutrienti precipita sul fondo, dove vengono spostati dalle correnti profonde. Successivamente, questi nutrienti ritornano in superficie nei cosiddetti risalite o affioramenti marini delle acque.
Sovratensioni o affioramenti di acque marine
Le correnti profonde danno origine alle cosiddette risalite o affioramenti di acque marine. È l'ascesa in superficie di acque fredde e profonde, che trasportano i nutrienti depositati nell'oceano profondo.
Aumento delle correnti marine. Fonte: NASA / dominio pubblico
Nelle zone in cui ciò avviene si ha un maggiore sviluppo delle popolazioni di fitoplancton e quindi di pesci. Queste aree diventano importanti zone di pesca, come la costa del Pacifico peruviana.
Concentrazione di inquinanti
Gli oceani soffrono di gravi problemi di inquinamento a causa dell'azione umana, che incorpora grandi quantità di rifiuti, in particolare la plastica. Le correnti marine trasportano questi detriti e, a causa del modello circolare della superficie, questi sono concentrati in aree definite.
È qui che sorgono le cosiddette isole di plastica, che si formano concentrando frammenti di plastica in ampie aree al centro dei vortici oceanici.
Allo stesso modo, la combinazione delle correnti marine superficiali con le onde e la conformazione del litorale, concentra i rifiuti in alcune zone.
Importanza per gli ecosistemi e la vita sulla Terra
Migrazioni marine
Molte specie marine, come tartarughe, cetacei (balene, delfini) e pesci, utilizzano le correnti oceaniche per le loro migrazioni oceaniche a lunga distanza. Queste correnti aiutano a definire il percorso, riducono l'energia di viaggio e forniscono cibo.
Disponibilità di nutrienti
La distribuzione dei nutrienti sia orizzontalmente che verticalmente negli oceani dipende dalle correnti marine. Ciò a sua volta colpisce le popolazioni di fitoplancton che sono i produttori primari e la base delle reti alimentari.
Dove ci sono nutrienti ci sono plancton e pesci che si nutrono di esso, così come altre specie che si nutrono di pesci come gli uccelli marini.
Pesca
La distribuzione dei nutrienti attraverso le correnti oceaniche influisce sulla disponibilità della pesca per gli esseri umani.
Disponibilità di ossigeno
Le correnti marine, mobilitando l'acqua, contribuiscono alla sua ossigenazione, essenziale per lo sviluppo della vita acquatica.
Ecosistemi terrestri
Gli ecosistemi costieri e interni sono influenzati dalle correnti marine nella misura in cui regolano il clima continentale.
La navegation
Le correnti marine hanno permesso lo sviluppo della navigazione da parte dell'uomo, consentendo viaggi marini verso destinazioni lontane. Ciò ha reso possibile l'esplorazione della Terra, la dispersione della specie umana, il commercio e lo sviluppo economico in generale.
Fattori che influenzano la direzione delle correnti
La direzione che prendono le correnti oceaniche è espressa in uno schema regolare negli oceani del mondo. Questo modello di direzioni è determinato da molteplici fattori le cui forze sono l'energia solare e la gravità della Terra e della Luna.
Radiazione solare, pressione atmosferica e direzione dei venti
La radiazione solare influenza la direzione delle correnti oceaniche essendo la causa dei venti. Queste sono le principali cause di formazione di correnti superficiali che seguono la direzione dei venti.
Il gradiente di temperatura e la gravità
La radiazione solare influenza anche la direzione delle correnti oceaniche riscaldando l'acqua e facendola espandere. A causa di ciò l'acqua aumenta di volume e innalza il livello del mare; con zone più alte dell'oceano (calde) rispetto ad altre (fredde).
Questo forma un dislivello, cioè un pendio, spostando l'acqua verso la parte inferiore. Ad esempio all'equatore le temperature sono elevate e quindi l'acqua si dilata determinando un livello del mare di 8 cm più alto che in altre zone.
Il gradiente di salinità
Un altro fattore che influenza la direzione delle correnti oceaniche è la differenza di salinità tra le diverse aree dell'oceano. Poiché l'acqua è più salata, la sua densità aumenta e diminuisce e le correnti profonde si muovono in funzione della temperatura e dei gradienti di salinità.
Il rilievo marino e costiero
Anche la forma della piattaforma continentale e della costa influenzano la direzione delle correnti marine. Nel caso delle correnti superficiali che corrono lungo le coste, le morfologie influenzano la loro direzione.
Da parte loro, le correnti profonde che incidono sulla piattaforma continentale possono subire deviazioni sia orizzontali che verticali.
La rotazione della Terra e l'effetto Coriolis
La rotazione della Terra influenza la direzione dei venti generando una forza centrifuga all'equatore, spingendo le correnti verso i poli. Inoltre, l'effetto Coriolis devia le correnti a destra nell'emisfero settentrionale ea sinistra nell'emisfero meridionale.
Riferimenti
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