SCIENZE DA SCOPRIRE VOLUME 1

4 Oceani e mari Gli oceani e i mari costituiscono il 97% dell’acqua dell’idrosfera. Si distinguono gli uni dagli altri per la vicinanza ai continenti e per la profondità: i mari si trovano vicino ai continenti e sono meno profondi degli oceani, che sono immensi bacini che separano i continenti. L’acqua di mari e oceani è salata, è cioè una soluzione di diversi sali. Quali sono i sali presenti nelle acque marine? Che cos’è la salinità?Nella tabella puoi osservare i principali sali disciolti nell’acqua e la loro quantità espressa in grammi per ogni chilogrammo di acqua marina. I sali più abbondanti sono il cloruro di sodio, responsabile del gusto salato dell’acqua, e il cloruro di magnesio, responsabile dell’amarognolo. La quantità totale di sali, in grammi, presenti in 1 chilogrammo di acqua marina è la salinità: essa varia da mare a mare ma in media è del 35‰, ciò vuol dire che se si fa evaporare 1 kg di acqua marina rimangono 35 g di sali. I sali delle acque marine derivano in gran parte dai sali asportati alle rocce o al terreno su cui scorrono torrenti e fiumi. Una volta trasportati al mare dai fiumi, alcuni sali vengono utilizzati dagli organismi per la costruzione di gusci e scheletri, altri si depositano sul fondo. La salinità dei mari rimane pressoché costante. Da che cosa dipende la salinità?Analizza la carta della salinità degli oceani e dei mari: i mari più salati sono quelli chiusi o semichiusi, come il Mediterraneo e il mar Rosso, dove i sali si concentrano a causa della maggiore evaporazione rispetto agli apporti di acqua dolce dovuti ai fiumi e alle piogge. Ai Tropici la salinità è massima (37‰) per l’intensa evaporazione e le scarse precipitazioni. All’Equatore è superiore alla media ma inferiore a quella dei Tropici per le precipitazioni più abbondanti e l’umidità atmosferica. Nelle regioni polari è bassa (33-34‰) per la scarsa evaporazione dovuta alle basse temperature e all’apporto estivo di acqua dolce dal disgelo dei ghiacciai. La salinità dipende dunque dalla temperatura che, se elevata, favorisce l’evaporazione, e dall’apporto di acque dolci di fiumi, ghiacciai e piogge. Le acque marine Inquinamento domestico Analizza In quali mari la salinità è massima? Perché? In quali è minima? Perché? HAI CAPITO CHE... L’acqua degli oceani e dei mari è salata a causa della presenza di diversi sali, in particolare il cloruro di sodio e il cloruro di magnesio. La salinità è la quantità totale di sali, in grammi, presente in un 1 Kg di acqua marina e dipende dalla temperatura e dall’apporto di acque dolci. >> VERSO LE COMPETENZE Osserva e completa Osserva e rispondi In quale dei due casi il cubetto di ghiaccio emerge maggiormente dall’acqua? Perché? Trai informazioni da una cartina Dopo aver osservato la carta della salinità dei mari italiani, rispondi alle seguenti domande. a. La salinità è sempre la stessa? Qual è la salinità del Tirreno a livello della costa a est della Sardegna? b. Qual è la salinità della zona costiera centrosettentrionale dell’Adriatico? Da che cosa dipende? >> LABORATORIO Fai galleggiare un uovo Materiali due contenitori di vetro - un uovo fresco - sale fino - un cucchiaio Esecuzione a. Versa 200 ml di acqua in ciascun contenitore, poi aggiungi a uno solo di questi due cucchiai di sale e mescola sino a ottenere una soluzione. b. Immergi l’uovo nell’acqua non salata. c. Osserva. d. Estrai l’uovo e immergilo nell’acqua salata. e. Osserva. Risultati L’uovo immerso nell’acqua senza sale …………...… , mentre nell’acqua salata ……………… . Ciò accade perché l’acqua salata è più/meno densa dell’acqua non salata e in essa è maggiore/minore la spinta idrostatica. per saperne di più Altre caratteristiche delle acque di oceani e mari Presenza di gas Oltre ai sali, nelle acque marine sono disciolti tutti i gas che si trovano nell’atmosfera: l’azoto, l’ossigeno, l’anidride carbonica. L’azoto è presente in quantità ridotta nelle acque perché è poco solubile; può essere utilizzato da alghe unicellulari e batteri. L’ossigeno deriva in parte dall’atmosfera, in parte dalla fotosintesi delle alghe; è utilizzato dagli organismi per la respirazione. L’anidride carbonica è prodotta dalla respirazione degli organismi ed è necessaria per la fotosintesi. La presenza di gas è un fattore fondamentale per la vita nei mari. Luce Anche la luce è di primaria importanza per la vita nelle acque marine: senza la luce le alghe non possono compiere la fotosintesi ed è quindi impossibile la vita vegetale. La luce del Sole penetra nelle acque quasi completamente per i primi 50 metri di profondità, poi viene progressivamente assorbita fino ai 200 metri, profondità oltre la quale non è più possibile la fotosintesi perché c’è il buio. Gli animali dotati di particolari adattamenti, come la bioluminescenza, cioè la capacità di emettere luce naturalmente, possono vivere anche negli ambienti abissali, oltre i 1000 metri. Oltre i 2000 metri gli unici organismi esistenti sono certi tipi di batteri non fotosintetici. Temperatura La temperatura delle acque marine è importante per la vita degli organismi oltre che per l’influenza che ha sul clima della Terra. La temperatura delle acque superficiali dipende dal calore del Sole e varia dai 40 °C delle acque equatoriali agli 0 °C delle aree polari; le temperature medie del Mediterraneo variano dai 10 ai 20 °C. Per scoprire come varia la temperatura delle acque oceaniche scendendo in profondità, osserva il grafico. La temperatura diminuisce con l’aumentare della profondità: nei primi 100 metri rimane costante, poi diminuisce rapidamente fino a circa 1000 metri e poi sempre più lentamente fino a raggiungere, nelle zone abissali, valori molto bassi. Se la temperatura superficiale è di 21 °C, a 200-300 metri è di circa 15 °C, dopo i 1000 metri rimane quasi costante, tra i 4 e i 2 °C. Si può pensare dunque che la temperatura delle acque sia dovuta anche alla diversa penetrazione della luce. DensitàTi sarai di certo accorto che galleggiare nel mare è più facile che in piscina. L’acqua del mare, poiché è salata, è più densa dell’acqua dolce: su essa la spinta di Archimede (ogni corpo immerso parzialmente o completamente in un fluido riceve una spinta verticale dal basso verso l’alto uguale per intensità al peso del volume del fluido spostato) è maggiore e facilita il galleggiamento. La densità dell’acqua marina dipende non solo dalla salinità, ma anche dalla temperatura: nelle acque calde le molecole si succedono velocemente per il fenomeno dell’agitazione termica e si allontanano le une dalle altre facendo diminuire la densità; nelle acque molto fredde delle zone polari, in superficie si forma uno strato di ghiaccio che è acqua priva di sali solidificata, mentre sotto il ghiaccio rimane acqua salata e più densa.Pressione idrostaticaLa pressione nel mare, come in ogni altro fluido, cambia con la profondità. La pressione idrostatica nell’acqua aumenta di 1 atm (atmosfera) ogni 10 metri di profondità; nell’acqua salata aumenta anche più rapidamente. Ecco perché per scendere negli abissi marini occorrono sommergibili o batiscafi capaci di reggere enormi pressioni, anche di centinaia di atmosfere. Questa medusa, il cui nome scientifico è Pelagia noctiluca, possiede la capacità della bioluminescenza.I pesci abissali si sono adattati a vivere nelle particolarissime condizioni di luce, pressione e temperatura delle profondità marine: presentano generalmente occhi molto grandi, nessuna colorazione appariscente, dilatazione della bocca e dello stomaco, bioluminescenza.Il 23 gennaio 1960 il batiscafo Trieste, di fabbricazione italiana e in servizio per la marina statunitense, scese nella fossa delle Marianne, nelle acque dell’oceano Pacifico, raggiungendo la profondità di 10.917 metri: il batiscafo fu sottoposto a una pressione esterna pari a circa mille volte quella atmosferica. per saperne di piùLe correnti marineLe correnti marine sono dei fiumi d’acqua che scorrono nei mari e negli oceani e si muovono senza mescolarsi tra loro mantenendo la propria velocità, direzione, temperatura, salinità e perfino lo stesso colore. Le correnti superficiali sono caratterizzate da movimenti orizzontali costanti di grandi masse d’acqua originate dai venti che soffiano sulla superficie dell’oceano. Possono essere calde, come la Corrente del Golfo che ha origine nel golfo del Messico e raggiunge le coste dell’Europa del Nord percorrendo l’oceano Atlantico, oppure fredde, come quella del Labrador, che ha origine nel mare polare e raggiunge le coste dell’America settentrionale. Entrambi i tipi di correnti influenzano il clima delle regioni interessate. Le correnti profonde sono dovute alla differenza di densità tra le masse d’acqua dello stesso oceano e tra quelle di due mari comunicanti. Osserva nelle seguenti immagini che cosa accade nel Mediterraneo: le acque del mar Mediterraneo sono in comunicazione con quelle dell’oceano Atlantico attraverso lo stretto di Gibilterra. A causa dell’evaporazione, il Mediterraneo ha un’acqua più salata e più densa di quella atlantica. Le acque del Mediterraneo si dispongono verso il basso, originando una corrente profonda, mentre quelle dell’Atlantico, meno dense e più leggere, si dispongono verso l’alto, creando una corrente di superficie. Le correnti marine svolgono l’importante funzione di diffondere specie animali e vegetali: esse trasportano il plancton (insieme di organismi acquatici di piccole dimensioni che non si muovono in modo attivo), che è fonte di cibo per molte specie marine e favoriscono la dispersione di semi e di uova.La disposizione delle correnti nello stretto di Gibilterra.Foto satellitare dello stretto di Gibilterra, che separa la Penisola iberica dalle coste dell’Africa settentrionale: è il punto in cui le acque dell’oceano Atlantico (a sinistra) e del mar Mediterraneo (a destra) vengono in contatto.
4 Oceani e mari Gli oceani e i mari costituiscono il 97% dell’acqua dell’idrosfera. Si distinguono gli uni dagli altri per la vicinanza ai continenti e per la profondità: i mari si trovano vicino ai continenti e sono meno profondi degli oceani, che sono immensi bacini che separano i continenti. L’acqua di mari e oceani è salata, è cioè una soluzione di diversi sali. Quali sono i sali presenti nelle acque marine? Che cos’è la salinità?Nella tabella puoi osservare i principali sali disciolti nell’acqua e la loro quantità espressa in grammi per ogni chilogrammo di acqua marina. I sali più abbondanti sono il cloruro di sodio, responsabile del gusto salato dell’acqua, e il cloruro di magnesio, responsabile dell’amarognolo. La quantità totale di sali, in grammi, presenti in 1 chilogrammo di acqua marina è la salinità: essa varia da mare a mare ma in media è del 35‰, ciò vuol dire che se si fa evaporare 1 kg di acqua marina rimangono 35 g di sali. I sali delle acque marine derivano in gran parte dai sali asportati alle rocce o al terreno su cui scorrono torrenti e fiumi. Una volta trasportati al mare dai fiumi, alcuni sali vengono utilizzati dagli organismi per la costruzione di gusci e scheletri, altri si depositano sul fondo. La salinità dei mari rimane pressoché costante. Da che cosa dipende la salinità?Analizza la carta della salinità degli oceani e dei mari: i mari più salati sono quelli chiusi o semichiusi, come il Mediterraneo e il mar Rosso, dove i sali si concentrano a causa della maggiore evaporazione rispetto agli apporti di acqua dolce dovuti ai fiumi e alle piogge. Ai Tropici la salinità è massima (37‰) per l’intensa evaporazione e le scarse precipitazioni. All’Equatore è superiore alla media ma inferiore a quella dei Tropici per le precipitazioni più abbondanti e l’umidità atmosferica. Nelle regioni polari è bassa (33-34‰) per la scarsa evaporazione dovuta alle basse temperature e all’apporto estivo di acqua dolce dal disgelo dei ghiacciai. La salinità dipende dunque dalla temperatura che, se elevata, favorisce l’evaporazione, e dall’apporto di acque dolci di fiumi, ghiacciai e piogge. Le acque marine Inquinamento domestico Analizza In quali mari la salinità è massima? Perché? In quali è minima? Perché? HAI CAPITO CHE... L’acqua degli oceani e dei mari è salata a causa della presenza di diversi sali, in particolare il cloruro di sodio e il cloruro di magnesio. La salinità è la quantità totale di sali, in grammi, presente in un 1 Kg di acqua marina e dipende dalla temperatura e dall’apporto di acque dolci. >> VERSO LE COMPETENZE Osserva e completa Osserva e rispondi In quale dei due casi il cubetto di ghiaccio emerge maggiormente dall’acqua? Perché? Trai informazioni da una cartina Dopo aver osservato la carta della salinità dei mari italiani, rispondi alle seguenti domande. a. La salinità è sempre la stessa? Qual è la salinità del Tirreno a livello della costa a est della Sardegna? b. Qual è la salinità della zona costiera centrosettentrionale dell’Adriatico? Da che cosa dipende? >> LABORATORIO Fai galleggiare un uovo Materiali due contenitori di vetro - un uovo fresco - sale fino - un cucchiaio Esecuzione a. Versa 200 ml di acqua in ciascun contenitore, poi aggiungi a uno solo di questi due cucchiai di sale e mescola sino a ottenere una soluzione. b. Immergi l’uovo nell’acqua non salata. c. Osserva. d. Estrai l’uovo e immergilo nell’acqua salata. e. Osserva. Risultati L’uovo immerso nell’acqua senza sale …………...… , mentre nell’acqua salata ……………… . Ciò accade perché l’acqua salata è più/meno densa dell’acqua non salata e in essa è maggiore/minore la spinta idrostatica. per saperne di più Altre caratteristiche delle acque di oceani e mari Presenza di gas Oltre ai sali, nelle acque marine sono disciolti tutti i gas che si trovano nell’atmosfera: l’azoto, l’ossigeno, l’anidride carbonica. L’azoto è presente in quantità ridotta nelle acque perché è poco solubile; può essere utilizzato da alghe unicellulari e batteri. L’ossigeno deriva in parte dall’atmosfera, in parte dalla fotosintesi delle alghe; è utilizzato dagli organismi per la respirazione. L’anidride carbonica è prodotta dalla respirazione degli organismi ed è necessaria per la fotosintesi. La presenza di gas è un fattore fondamentale per la vita nei mari.  Luce Anche la luce è di primaria importanza per la vita nelle acque marine: senza la luce le alghe non possono compiere la fotosintesi ed è quindi impossibile la vita vegetale. La luce del Sole penetra nelle acque quasi completamente per i primi 50 metri di profondità, poi viene progressivamente assorbita fino ai 200 metri, profondità oltre la quale non è più possibile la fotosintesi perché c’è il buio. Gli animali dotati di particolari adattamenti, come la bioluminescenza, cioè la capacità di emettere luce naturalmente, possono vivere anche negli ambienti abissali, oltre i 1000 metri. Oltre i 2000 metri gli unici organismi esistenti sono certi tipi di batteri non fotosintetici.  Temperatura La temperatura delle acque marine è importante per la vita degli organismi oltre che per l’influenza che ha sul clima della Terra. La temperatura delle acque superficiali dipende dal calore del Sole e varia dai 40 °C delle acque equatoriali agli 0 °C delle aree polari; le temperature medie del Mediterraneo variano dai 10 ai 20 °C. Per scoprire come varia la temperatura delle acque oceaniche scendendo in profondità, osserva il grafico. La temperatura diminuisce con l’aumentare della profondità: nei primi 100 metri rimane costante, poi diminuisce rapidamente fino a circa 1000 metri e poi sempre più lentamente fino a raggiungere, nelle zone abissali, valori molto bassi. Se la temperatura superficiale è di 21 °C, a 200-300 metri è di circa 15 °C, dopo i 1000 metri rimane quasi costante, tra i 4 e i 2 °C. Si può pensare dunque che la temperatura delle acque sia dovuta anche alla diversa penetrazione della luce. DensitàTi sarai di certo accorto che galleggiare nel mare è più facile che in piscina. L’acqua del mare, poiché è salata, è più densa dell’acqua dolce: su essa la spinta di Archimede (ogni corpo immerso parzialmente o completamente in un fluido riceve una spinta verticale dal basso verso l’alto uguale per intensità al peso del volume del fluido spostato) è maggiore e facilita il galleggiamento. La densità dell’acqua marina dipende non solo dalla salinità, ma anche dalla temperatura: nelle acque calde le molecole si succedono velocemente per il fenomeno dell’agitazione termica e si allontanano le une dalle altre facendo diminuire la densità; nelle acque molto fredde delle zone polari, in superficie si forma uno strato di ghiaccio che è acqua priva di sali solidificata, mentre sotto il ghiaccio rimane acqua salata e più densa.Pressione idrostaticaLa pressione nel mare, come in ogni altro fluido, cambia con la profondità. La pressione idrostatica nell’acqua aumenta di 1 atm (atmosfera) ogni 10 metri di profondità; nell’acqua salata aumenta anche più rapidamente. Ecco perché per scendere negli abissi marini occorrono sommergibili o batiscafi capaci di reggere enormi pressioni, anche di centinaia di atmosfere. Questa medusa, il cui nome scientifico è Pelagia noctiluca, possiede la capacità della bioluminescenza.I pesci abissali si sono adattati a vivere nelle particolarissime condizioni di luce, pressione e temperatura delle profondità marine: presentano generalmente occhi molto grandi, nessuna colorazione appariscente, dilatazione della bocca e dello stomaco, bioluminescenza.Il 23 gennaio 1960 il batiscafo Trieste, di fabbricazione italiana e in servizio per la marina statunitense, scese nella fossa delle Marianne, nelle acque dell’oceano Pacifico, raggiungendo la profondità di 10.917 metri: il batiscafo fu sottoposto a una pressione esterna pari a circa mille volte quella atmosferica. per saperne di piùLe correnti marineLe correnti marine sono dei fiumi d’acqua che scorrono nei mari e negli oceani e si muovono senza mescolarsi tra loro mantenendo la propria velocità, direzione, temperatura, salinità e perfino lo stesso colore. Le correnti superficiali sono caratterizzate da movimenti orizzontali costanti di grandi masse d’acqua originate dai venti che soffiano sulla superficie dell’oceano. Possono essere calde, come la Corrente del Golfo che ha origine nel golfo del Messico e raggiunge le coste dell’Europa del Nord percorrendo l’oceano Atlantico, oppure fredde, come quella del Labrador, che ha origine nel mare polare e raggiunge le coste dell’America settentrionale. Entrambi i tipi di correnti influenzano il clima delle regioni interessate. Le correnti profonde sono dovute alla differenza di densità tra le masse d’acqua dello stesso oceano e tra quelle di due mari comunicanti. Osserva nelle seguenti immagini che cosa accade nel Mediterraneo: le acque del mar Mediterraneo sono in comunicazione con quelle dell’oceano Atlantico attraverso lo stretto di Gibilterra. A causa dell’evaporazione, il Mediterraneo ha un’acqua più salata e più densa di quella atlantica. Le acque del Mediterraneo si dispongono verso il basso, originando una corrente profonda, mentre quelle dell’Atlantico, meno dense e più leggere, si dispongono verso l’alto, creando una corrente di superficie. Le correnti marine svolgono l’importante funzione di diffondere specie animali e vegetali: esse trasportano il plancton (insieme di organismi acquatici di piccole dimensioni che non si muovono in modo attivo), che è fonte di cibo per molte specie marine e favoriscono la dispersione di semi e di uova.La disposizione delle correnti nello stretto di Gibilterra.Foto satellitare dello stretto di Gibilterra, che separa la Penisola iberica dalle coste dell’Africa settentrionale: è il punto in cui le acque dell’oceano Atlantico (a sinistra) e del mar Mediterraneo (a destra) vengono in contatto.