Mare - Sea

Onde che si infrangono sulla riva
Onde del mare costiero alla Riserva Nazionale di Paracas , Ica, Perù

Il mare , collegato come l' oceano mondo o semplicemente il mare , è il corpo di acqua salata che copre circa il 71 per cento della terra di superficie s'. La parola mare è anche usata per indicare sezioni di mare di secondo ordine , come il Mar Mediterraneo , così come alcuni grandi laghi di acqua salata interamente senza sbocco sul mare , come il Mar Caspio .

Il mare modera il clima della Terra e ha ruoli importanti nel ciclo dell'acqua , nel ciclo del carbonio e nel ciclo dell'azoto . Gli esseri umani che sfruttano e studiano il mare sono stati registrati fin dai tempi antichi e sono stati evidenziati fino alla preistoria , mentre il suo moderno studio scientifico si chiama oceanografia . Il solido più abbondante disciolto nell'acqua di mare è il cloruro di sodio . L'acqua contiene anche sali di magnesio , calcio , potassio e mercurio , tra molti altri elementi, alcuni in piccole concentrazioni. La salinità varia ampiamente, essendo più bassa vicino alla superficie e alle foci dei grandi fiumi e più alta nelle profondità dell'oceano; tuttavia, le proporzioni relative dei sali disciolti variano poco tra gli oceani. I venti che soffiano sulla superficie del mare producono onde , che si infrangono quando entrano nell'acqua bassa. I venti creano anche correnti di superficie attraverso l'attrito, creando circolazioni lente ma stabili dell'acqua attraverso gli oceani. Le direzioni della circolazione sono governate da fattori, tra cui le forme dei continenti e la rotazione terrestre (l' effetto Coriolis ). Le correnti di acque profonde, conosciute come il nastro trasportatore globale , trasportano l'acqua fredda da vicino ai poli verso ogni oceano. Le maree , l'innalzamento e l'abbassamento generalmente due volte al giorno del livello del mare , sono causate dalla rotazione della Terra e dagli effetti gravitazionali della Luna orbitante e, in misura minore, del Sole . Le maree possono avere una gamma molto alta nelle baie o negli estuari . I terremoti sottomarini derivanti dai movimenti delle placche tettoniche sotto gli oceani possono portare a tsunami distruttivi , così come i vulcani, enormi frane o l'impatto di grandi meteoriti .

Un'ampia varietà di organismi , inclusi batteri , protisti , alghe , piante, funghi e animali, vive nel mare, che offre una vasta gamma di habitat ed ecosistemi marini , che vanno verticalmente dalla superficie illuminata dal sole e dalla costa fino alle grandi profondità e pressioni della fredda e buia zona abissale , e in latitudine dalle fredde acque sotto le calotte polari alla colorata diversità delle barriere coralline nelle regioni tropicali . Molti dei principali gruppi di organismi si sono evoluti nel mare e la vita potrebbe aver avuto inizio lì.

Il mare fornisce sostanziose riserve di cibo per l'uomo, principalmente pesci , ma anche crostacei , mammiferi e alghe , sia catturate dai pescatori che allevate sott'acqua. Altri usi umani del mare includono il commercio , i viaggi, l'estrazione di minerali , la produzione di energia , la guerra e le attività ricreative come il nuoto , la vela e le immersioni subacquee . Molte di queste attività creano inquinamento marino . Il mare è stato quindi per l'uomo un elemento integrante della storia e della cultura.

Definizione

Mappa animata che mostra le acque oceaniche del mondo . Un continuo specchio d'acqua che circonda la Terra , l'Oceano Mondiale è diviso in una serie di aree principali con un interscambio relativamente disinvolto tra loro. Di solito vengono definite cinque divisioni oceaniche: Pacifico , Atlantico , Indiano , Artico e Meridionale ; gli ultimi due elencati sono talvolta consolidati nei primi tre.
Mari marginali come definiti dall'Organizzazione marittima internazionale

Il mare è il sistema interconnesso di tutte le acque oceaniche della Terra, inclusi gli oceani Atlantico , Pacifico , Indiano , Meridionale e Artico . Tuttavia, la parola "mare" può essere utilizzata anche per molti corpi d'acqua di mare specifici e molto più piccoli, come il Mare del Nord o il Mar Rosso . Non esiste una netta distinzione tra mari e oceani , anche se generalmente i mari sono più piccoli e spesso sono in parte (come mari marginali o particolarmente come mari mediterranei ) o interamente (come mari interni ) confinanti con la terra. Tuttavia, il Mar dei Sargassi non ha coste e si trova all'interno di una corrente circolare, il North Atlantic Gyre . I mari sono generalmente più grandi dei laghi e contengono acqua salata, ma il Mare di Galilea è un lago d'acqua dolce . La Convenzione delle Nazioni Unite sul diritto del mare afferma che tutto l'oceano è "mare".

Scienza fisica

Immagini composite della Terra create dalla NASA nel 2001

La Terra è l'unico pianeta conosciuto con mari di acqua liquida sulla sua superficie, sebbene Marte possieda calotte di ghiaccio e pianeti simili in altri sistemi solari potrebbero avere oceani. I 1.335.000.000 di chilometri cubi della Terra (320.000.000 cu mi) di mare contengono circa il 97,2 percento della sua acqua conosciuta e coprono circa il 71 percento della sua superficie. Un altro 2,15% dell'acqua terrestre è congelata, che si trova nel ghiaccio marino che copre l' Oceano Artico , la calotta glaciale che copre l' Antartide e i suoi mari adiacenti e vari ghiacciai e depositi superficiali in tutto il mondo. Il resto (circa 0,65% del totale) formano serbatoi sotterranei o varie fasi del ciclo dell'acqua , contenenti il dolce incontrato e utilizzato dalla maggior vita terrestre : il vapore in aria , le nuvole lentamente forme, la pioggia cadono dal loro, e i laghi e i fiumi si sono formati spontaneamente mentre le sue acque fluiscono continuamente verso il mare.

Lo studio scientifico di acqua e della Terra ciclo dell'acqua è l'idrologia ; l'idrodinamica studia la fisica dell'acqua in movimento. Lo studio più recente del mare in particolare è l' oceanografia . Questo è iniziato come lo studio della forma delle correnti oceaniche, ma da allora si è ampliato in un campo ampio e multidisciplinare : esamina le proprietà dell'acqua di mare ; studia onde , maree e correnti ; grafici coste e mappe dei fondali ; e studia la vita marina . Il sottocampo che si occupa del movimento del mare, delle sue forze e delle forze che agiscono su di esso è noto come oceanografia fisica . La biologia marina (oceanografia biologica) studia le piante , gli animali e altri organismi che abitano gli ecosistemi marini . Entrambi sono informati dalla oceanografia chimica , che studia il comportamento degli elementi e molecole all'interno degli oceani: in particolare, in questo momento, il ruolo degli oceani nel ciclo del carbonio e anidride carbonica 's ruolo nella crescente acidificazione dell'acqua di mare. La geografia marina e marittima traccia la forma e la conformazione del mare, mentre la geologia marina (oceanografia geologica) ha fornito prove della deriva dei continenti e della composizione e struttura della Terra , ha chiarito il processo di sedimentazione e ha aiutato lo studio del vulcanismo e dei terremoti .

acqua di mare

Mappa della salinità globale
Mappa della salinità presa dalla navicella spaziale Aquarius. I colori dell'arcobaleno rappresentano i livelli di salinità: rosso = 40 , viola = 30 ‰

salinità

Una caratteristica dell'acqua di mare è che è salata. La salinità è solitamente misurata in parti per mille ( o per mil), e l'oceano aperto ha circa 35 grammi (1,2 once) di solidi per litro, una salinità di 35 ‰. Il Mar Mediterraneo è leggermente più alto a 38 ‰, mentre la salinità del Mar Rosso settentrionale può raggiungere i 41 . Al contrario, alcuni laghi ipersalini senza sbocco sul mare hanno una salinità molto più elevata, ad esempio il Mar Morto ha 300 grammi (11 once) di solidi disciolti per litro (300 ‰).

Mentre i costituenti del sale da cucina sodio e cloruro costituiscono circa l'85% dei solidi in soluzione, ci sono anche altri ioni metallici come magnesio e calcio e ioni negativi inclusi solfato , carbonato e bromuro . Nonostante le variazioni dei livelli di salinità nei diversi mari, la composizione relativa dei sali disciolti è stabile in tutti gli oceani del mondo. L'acqua di mare è troppo salata perché l'uomo possa berla in sicurezza, poiché i reni non possono espellere l'urina salata come l'acqua di mare.

Principali soluti nell'acqua di mare (3,5% di salinità)
Soluto Concentrazione (‰) % di sali totali
Cloruro 19.3 55
Sodio 10.8 30.6
Solfato 2.7 7.7
Magnesio 1.3 3.7
Calcio 0.41 1.2
Potassio 0.40 1.1
Bicarbonato 0.10 0,4
Bromuro 0.07 0.2
Carbonato 0.01 0.05
Stronzio 0.01 0.04
borato 0.01 0.01
Fluoruro 0.001 <0.01
Tutti gli altri soluti <0,001 <0.01

Sebbene la quantità di sale nell'oceano rimanga relativamente costante nell'arco di milioni di anni, vari fattori influenzano la salinità di un corpo idrico. L'evaporazione e il sottoprodotto della formazione del ghiaccio (noto come "rigetto della salamoia") aumentano la salinità, mentre le precipitazioni , lo scioglimento del ghiaccio marino e il deflusso dalla terra la riducono. Il Mar Baltico , ad esempio, ha molti fiumi che vi confluiscono, e quindi il mare potrebbe essere considerato salmastro . Nel frattempo, il Mar Rosso è molto salato a causa del suo alto tasso di evaporazione.

Temperatura

La temperatura del mare dipende dalla quantità di radiazione solare che cade sulla sua superficie. Ai tropici, con il sole quasi in testa, la temperatura degli strati superficiali può superare i 30 °C (86 °F) mentre vicino ai poli la temperatura in equilibrio con la banchisa è di circa -2 °C (28 °F). ). C'è una continua circolazione di acqua negli oceani. Le correnti calde di superficie si raffreddano mentre si allontanano dai tropici e l'acqua diventa più densa e sprofonda. L'acqua fredda risale verso l'equatore come una corrente marina profonda, spinta dai cambiamenti di temperatura e densità dell'acqua, prima di risalire verso la superficie. L'acqua di mare profondo ha una temperatura compresa tra -2 ° C (28 ° F) e 5 ° C (41 ° F) in tutte le parti del globo.

L'acqua di mare con una salinità tipica di 35 ‰ ha un punto di congelamento di circa -1,8 ° C (28,8 ° F). Quando la sua temperatura diventa abbastanza bassa, sulla superficie si formano dei cristalli di ghiaccio . Questi si rompono in piccoli pezzi e si uniscono in dischi piatti che formano una spessa sospensione nota come frazil . In condizioni di calma questo si congela in un sottile foglio piatto noto come nilas , che si addensa quando si forma nuovo ghiaccio sul lato inferiore. Nei mari più turbolenti, i cristalli frazil si uniscono in dischi piatti noti come pancake. Questi scivolano l'uno sotto l'altro e si uniscono per formare banchi . Nel processo di congelamento, l'acqua salata e l'aria sono intrappolate tra i cristalli di ghiaccio. Nilas può avere una salinità di 12-15 , ma quando il ghiaccio marino ha un anno, questo scende a 4-6 .

Concentrazione di ossigeno

La quantità di ossigeno presente nell'acqua di mare dipende principalmente dalle piante che vi crescono. Si tratta principalmente di alghe, compreso il fitoplancton , con alcune piante vascolari come le fanerogame . Alla luce del giorno l' attività fotosintetica di queste piante produce ossigeno, che si dissolve nell'acqua di mare e viene utilizzato dagli animali marini. Di notte, la fotosintesi si interrompe e la quantità di ossigeno disciolto diminuisce. Nel mare profondo, dove la luce non penetra abbastanza per far crescere le piante, c'è pochissimo ossigeno disciolto. In sua assenza, il materiale organico viene scomposto da batteri anaerobi che producono idrogeno solforato .

È probabile che il cambiamento climatico riduca i livelli di ossigeno nelle acque superficiali, poiché la solubilità dell'ossigeno nell'acqua diminuisce a temperature più elevate. Si prevede che la deossigenazione dell'oceano aumenterà l' ipossia del 10% e triplicherà le acque subossiche (concentrazioni di ossigeno del 98% inferiori alle concentrazioni medie sulla superficie), per ogni 1°C di riscaldamento dell'oceano superiore.

Leggero

La quantità di luce che penetra nel mare dipende dall'angolo del sole, dalle condizioni meteorologiche e dalla torbidità dell'acqua. Molta luce viene riflessa in superficie e la luce rossa viene assorbita nei pochi metri più alti. La luce gialla e verde raggiungono profondità maggiori e la luce blu e viola può penetrare fino a 1.000 metri (3.300 piedi). Non c'è luce sufficiente per la fotosintesi e la crescita delle piante oltre una profondità di circa 200 metri (660 piedi).

Livello del mare

Per la maggior parte del tempo geologico, il livello del mare è stato più alto di quanto lo sia oggi. Il principale fattore che influenza il livello del mare nel tempo è il risultato delle variazioni della crosta oceanica, con una tendenza al ribasso che dovrebbe continuare nel lunghissimo periodo. Al ultimo massimo glaciale , circa 20.000 anni fa, il livello del mare era di circa 125 metri (410 ft) inferiori in tempi attuali (2012).

Per almeno gli ultimi 100 anni, il livello del mare è aumentato a una velocità media di circa 1,8 millimetri (0,071 pollici) all'anno. La maggior parte di questo aumento può essere attribuita a un aumento della temperatura del mare dovuto al cambiamento climatico e alla conseguente leggera espansione termica dei 500 metri superiori (1.600 piedi) di acqua. Ulteriori contributi, fino a un quarto del totale, provengono da fonti d'acqua a terra, come lo scioglimento delle nevi e dei ghiacciai e l'estrazione di acque sotterranee per l'irrigazione e altre necessità agricole e umane.

Onde

Movimento delle molecole al passaggio delle onde
Diagramma che mostra l'onda che si avvicina alla riva
Quando l'onda entra in acque poco profonde, rallenta e la sua ampiezza (altezza) aumenta.

Il vento che soffia sulla superficie di un corpo d'acqua forma onde perpendicolari alla direzione del vento. L'attrito tra aria e acqua causato da una leggera brezza su uno stagno provoca la formazione di increspature . Un forte colpo sull'oceano provoca onde più grandi mentre l'aria in movimento spinge contro le creste rialzate dell'acqua. Le onde raggiungono la loro massima altezza quando la velocità con cui viaggiano corrisponde quasi alla velocità del vento. In mare aperto, quando il vento soffia continuamente come accade nell'emisfero australe nei ruggenti anni Quaranta , lunghe masse d'acqua organizzate chiamate swell rotolano attraverso l'oceano. Se il vento cala, la formazione delle onde si riduce, ma le onde già formate continuano a viaggiare nella loro direzione originale fino a quando non incontrano la terraferma. La dimensione delle onde dipende dal recupero , dalla distanza percorsa dal vento sull'acqua e dalla forza e durata di quel vento. Quando le onde ne incontrano altre provenienti da direzioni diverse, l'interferenza tra le due può produrre mari spezzati e irregolari. L'interferenza costruttiva può causare onde anomale individuali (impreviste) molto più alte del normale. La maggior parte delle onde è alta meno di 3 m (10 piedi) e non è insolito che forti tempeste raddoppino o triplichino quell'altezza; le costruzioni offshore come i parchi eolici e le piattaforme petrolifere utilizzano statistiche metocee ricavate da misurazioni nel calcolo delle forze delle onde (dovute, ad esempio , all'onda di cent'anni ) rispetto alle quali sono progettate. Le onde anomale, tuttavia, sono state documentate ad altezze superiori a 25 metri (82 piedi).

La parte superiore di un'onda è nota come cresta, il punto più basso tra le onde è la depressione e la distanza tra le creste è la lunghezza d'onda. L'onda è spinta dal vento sulla superficie del mare, ma questo rappresenta un trasferimento di energia e non un movimento orizzontale dell'acqua. Quando le onde si avvicinano alla terra e si spostano in acque poco profonde , cambiano il loro comportamento. Se si avvicina ad un angolo, le onde possono piegarsi ( rifrazione ) o avvolgere rocce e promontori ( diffrazione ). Quando l'onda raggiunge un punto in cui le sue oscillazioni più profonde dell'acqua entrano in contatto con il fondale marino , iniziano a rallentare. Questo avvicina le creste e aumenta l' altezza delle onde , che si chiama onda secca . Quando il rapporto tra l'altezza dell'onda e la profondità dell'acqua aumenta oltre un certo limite, si " rompe ", ribaltandosi in una massa di acqua schiumosa. Questo si precipita in un lenzuolo sulla spiaggia prima di ritirarsi in mare sotto l'influenza della gravità.

Tsunami

Tsunami in Thailandia
Lo tsunami del 2004 in Thailandia

Uno tsunami è un'insolita forma di onda causata da un raro evento potente come un terremoto o una frana sottomarina, un impatto di meteoriti, un'eruzione vulcanica o un crollo di terra nel mare. Questi eventi possono sollevare o abbassare temporaneamente la superficie del mare nell'area interessata, solitamente di qualche metro. L'energia potenziale dell'acqua di mare spostata si trasforma in energia cinetica, creando un'onda poco profonda, uno tsunami, che si irradia verso l'esterno ad una velocità proporzionale alla radice quadrata della profondità dell'acqua e che quindi viaggia molto più velocemente in mare aperto che su un piattaforma continentale. Nel mare aperto profondo, gli tsunami hanno lunghezze d'onda di circa 80-300 miglia (130-480 km), viaggiano a velocità di oltre 600 miglia orarie (970 km/h) e di solito hanno un'altezza inferiore a tre piedi, quindi spesso passano inosservati in questa fase. Al contrario, le onde di superficie dell'oceano causate dai venti hanno lunghezze d'onda di poche centinaia di piedi, viaggiano fino a 65 miglia all'ora (105 km/h) e sono alte fino a 45 piedi (14 metri).

Quando uno tsunami si sposta in acque meno profonde, la sua velocità diminuisce, la sua lunghezza d'onda si accorcia e la sua ampiezza aumenta enormemente, comportandosi allo stesso modo di un'onda generata dal vento in acque poco profonde, ma su una scala molto più ampia. Sia la depressione che la cresta di uno tsunami possono arrivare prima alla costa. Nel primo caso, il mare si ritira e lascia scoperte le zone subtidali vicine alla riva che forniscono un utile avvertimento per le persone a terra. Quando la cresta arriva, di solito non si rompe ma si precipita nell'entroterra, allagando tutto sul suo cammino. Gran parte della distruzione potrebbe essere causata dall'acqua dell'inondazione che torna in mare dopo che lo tsunami ha colpito, trascinando con sé detriti e persone. Spesso diversi tsunami sono causati da un singolo evento geologico e arrivano ad intervalli tra gli otto minuti e le due ore. La prima ondata che arriva a terra potrebbe non essere la più grande o la più distruttiva.

correnti

Mappa che mostra le correnti di superficie
Correnti superficiali: rosso–caldo, blu–freddo

Il vento che soffia sulla superficie del mare provoca attrito all'interfaccia tra aria e mare. Questo non solo provoca la formazione di onde, ma fa anche muovere l'acqua di mare superficiale nella stessa direzione del vento. Sebbene i venti siano variabili, in qualsiasi luogo soffiano prevalentemente da un'unica direzione e quindi si può formare una corrente superficiale. I venti occidentali sono più frequenti alle medie latitudini mentre i venti orientali dominano i tropici. Quando l'acqua si muove in questo modo, altra acqua scorre per riempire il vuoto e si forma un movimento circolare di correnti superficiali noto come gyre . Ci sono cinque vortici principali negli oceani del mondo: due nel Pacifico, due nell'Atlantico e uno nell'Oceano Indiano. Altri gyre più piccoli si trovano nei mari minori e un singolo gyre scorre intorno all'Antartide . Questi gyre hanno seguito gli stessi percorsi per millenni, guidati dalla topografia del terreno, dalla direzione del vento e dall'effetto Coriolis . Le correnti superficiali scorrono in senso orario nell'emisfero settentrionale e in senso antiorario nell'emisfero australe. L'acqua che si allontana dall'equatore è calda e quella che scorre nella direzione inversa ha perso gran parte del suo calore. Queste correnti tendono a moderare il clima terrestre, raffreddando la regione equatoriale e riscaldando le regioni a latitudini più elevate. Il clima globale e le previsioni meteorologiche sono fortemente influenzate dall'oceano mondiale, quindi la modellazione del clima globale utilizza modelli di circolazione oceanica e modelli di altri componenti principali come l' atmosfera , le superfici terrestri, gli aerosol e il ghiaccio marino. I modelli oceanici fanno uso di una branca della fisica, la fluidodinamica geofisica , che descrive il flusso su larga scala di fluidi come l'acqua di mare.

Mappa che mostra il nastro trasportatore globale
Il nastro trasportatore globale mostrato in blu con correnti superficiali più calde in rosso

Le correnti superficiali interessano solo le prime centinaia di metri del mare, ma ci sono anche flussi su larga scala nelle profondità oceaniche causati dal movimento delle masse di acque profonde. Una delle principali correnti oceaniche profonde scorre attraverso tutti gli oceani del mondo ed è nota come circolazione termoalina o nastro trasportatore globale. Questo movimento è lento ed è guidato dalle differenze di densità dell'acqua causate dalle variazioni di salinità e di temperatura. Ad alte latitudini l'acqua è raffreddata dalla bassa temperatura atmosferica e diventa più salata quando il ghiaccio marino si cristallizza. Entrambi questi fattori lo rendono più denso e l'acqua affonda. Dal mare profondo vicino alla Groenlandia, tale acqua scorre verso sud tra le masse continentali su entrambi i lati dell'Atlantico. Quando raggiunge l'Antartico, è raggiunto da ulteriori masse di acqua fredda, che affonda e scorre verso est. Quindi si divide in due flussi che si spostano verso nord negli oceani Indiano e Pacifico. Qui si riscalda gradualmente, diventa meno denso, sale verso la superficie e si avvolge su se stesso. Ci vogliono mille anni per completare questo modello di circolazione.

Oltre ai vortici, ci sono correnti superficiali temporanee che si verificano in condizioni specifiche. Quando le onde incontrano una costa ad angolo, si crea una corrente longshore quando l'acqua viene spinta parallelamente alla costa. L'acqua turbina sulla spiaggia ad angolo retto rispetto alle onde che si avvicinano, ma defluisce direttamente lungo il pendio sotto l'effetto della gravità. Più grandi sono le onde che si infrangono, più lunga è la spiaggia e più obliqua è l'approccio dell'onda, più forte è la corrente longshore. Queste correnti possono spostare grandi volumi di sabbia o ciottoli, creare sputi e far scomparire le spiagge e insabbiare i canali d'acqua. Una corrente di strappo può verificarsi quando l'acqua si accumula vicino alla riva dall'avanzare delle onde e viene incanalata in mare attraverso un canale nel fondo del mare. Può verificarsi in uno spazio vuoto in un banco di sabbia o vicino a una struttura artificiale come un pennellino . Queste forti correnti possono avere una velocità di 3 piedi (0,9 m) al secondo, possono formarsi in luoghi diversi a diversi stadi della marea e possono portare via bagnanti incauti. Le correnti ascendenti temporanee si verificano quando il vento spinge l'acqua lontano dalla terra e l'acqua più profonda si alza per sostituirla. Quest'acqua fredda è spesso ricca di sostanze nutritive e crea fioriture di fitoplancton e un grande aumento della produttività del mare.

maree

Diagramma che mostra come il sole e la luna causano le maree
Alte maree (blu) nei punti più vicini e più lontani della Terra dalla Luna

Le maree sono il regolare aumento e diminuzione del livello dell'acqua sperimentato da mari e oceani in risposta alle influenze gravitazionali della Luna e del Sole e agli effetti della rotazione terrestre. Durante ogni ciclo di marea, in un dato luogo l'acqua sale a un'altezza massima nota come "alta marea" prima di rifluire nuovamente al livello minimo di "bassa marea". Man mano che l'acqua si ritira, scopre sempre più la battigia , nota anche come zona intertidale. La differenza di altezza tra l'alta e la bassa marea è nota come intervallo di marea o ampiezza della marea.

La maggior parte dei luoghi sperimenta due alte maree ogni giorno, che si verificano a intervalli di circa 12 ore e 25 minuti. Questa è la metà del periodo di 24 ore e 50 minuti che impiega la Terra per compiere una rivoluzione completa e riportare la Luna nella sua posizione precedente rispetto a un osservatore. La massa della Luna è circa 27 milioni di volte più piccola del Sole, ma è 400 volte più vicina alla Terra. La forza di marea o la forza di sollevamento della marea diminuisce rapidamente con la distanza, quindi la luna ha un effetto sulle maree più del doppio rispetto al sole. Un rigonfiamento si forma nell'oceano nel punto in cui la Terra è più vicina alla Luna, perché è anche dove l'effetto della gravità lunare è più forte. Sul lato opposto della Terra, la forza lunare è più debole e questo provoca la formazione di un altro rigonfiamento. Mentre la Luna ruota intorno alla Terra, anche questi rigonfiamenti oceanici si muovono intorno alla Terra. L'attrazione gravitazionale del Sole funziona anche sui mari, ma il suo effetto sulle maree è meno potente di quello della Luna, e quando Sole, Luna e Terra sono tutti allineati (luna piena e luna nuova), l'effetto combinato risulta nelle alte "maree primaverili". Al contrario, quando il Sole è a 90° dalla Luna vista dalla Terra, l'effetto gravitazionale combinato sulle maree è meno causa delle "neap maree" più basse.

Una tempesta può verificarsi quando forti venti accumulano acqua contro la costa in una zona poco profonda e questo, accoppiato con un sistema di bassa pressione, può aumentare la superficie del mare durante l'alta marea drammaticamente.

bacini oceanici

Tre tipi di confine della piastra

La Terra è composta da un nucleo centrale magnetico , un mantello prevalentemente liquido e un guscio esterno rigido rigido (o litosfera ), che è composto dalla crosta rocciosa terrestre e dallo strato esterno più profondo del mantello, prevalentemente solido. A terra la crosta è conosciuta come crosta continentale mentre sotto il mare è conosciuta come crosta oceanica . Quest'ultimo è composto da basalto relativamente denso ed è spesso da cinque a dieci chilometri (da tre a sei miglia). La litosfera relativamente sottile galleggia sul mantello più debole e più caldo sottostante ed è fratturata in un certo numero di placche tettoniche . In mezzo all'oceano, il magma viene costantemente spinto attraverso il fondo del mare tra le placche adiacenti per formare dorsali medio-oceaniche e qui le correnti di convezione all'interno del mantello tendono a separare le due placche. Parallelamente a queste creste e più vicino alle coste, una placca oceanica può scivolare sotto un'altra placca oceanica in un processo noto come subduzione . Qui si formano trincee profonde e il processo è accompagnato da attrito mentre le piastre si macinano insieme. Il movimento procede a scatti che provocano terremoti, si produce calore e il magma viene spinto verso l'alto creando montagne sottomarine, alcune delle quali possono formare catene di isole vulcaniche vicino a profonde fosse. Vicino ad alcuni dei confini tra terra e mare, le placche oceaniche leggermente più dense scivolano sotto le placche continentali e si formano più fosse di subduzione. Mentre grattano insieme, le placche continentali si deformano e si deformano causando la formazione di montagne e l'attività sismica.

La fossa più profonda della Terra è la Fossa delle Marianne che si estende per circa 2.500 chilometri (1.600 miglia) sul fondo del mare. È vicino alle Isole Marianne , un arcipelago vulcanico nel Pacifico occidentale. Il suo punto più profondo è 10,994 chilometri (quasi 7 miglia) sotto la superficie del mare.

coste

Il Mar Baltico nell'arcipelago di Turku , Finlandia

La zona in cui la terra incontra il mare è conosciuta come la costa e la parte tra le maree primaverili più basse e il limite superiore raggiunto dagli spruzzi delle onde è la riva . Una spiaggia è l'accumulo di sabbia o ghiaia sulla riva. Un promontorio è un punto di terra che si protende nel mare e un promontorio più grande è noto come promontorio . La rientranza di una costa, in particolare tra due promontori, è una baia , una piccola baia con una stretta insenatura è una baia e una grande baia può essere definita un golfo . Le coste sono influenzate da una serie di fattori tra cui la forza delle onde che arrivano sulla riva, la pendenza del margine terrestre, la composizione e la durezza della roccia costiera, l'inclinazione del pendio off-shore e le variazioni del livello di il terreno a causa di sollevamento o sommersione locale. Normalmente, le onde rotolano verso la riva al ritmo di sei-otto al minuto e queste sono note come onde costruttive poiché tendono a spostare il materiale sulla spiaggia e hanno un effetto erosivo minimo. Le onde di tempesta arrivano a riva in rapida successione e sono conosciute come onde distruttive poiché lo swash sposta il materiale della spiaggia verso il mare. Sotto la loro influenza, la sabbia e la ghiaia sulla spiaggia vengono macinate insieme e abrase. Intorno all'alta marea, la potenza di un'onda di tempesta che impatta ai piedi di una scogliera ha un effetto dirompente poiché l'aria nelle fessure e nelle fessure viene compressa e quindi si espande rapidamente con il rilascio di pressione. Allo stesso tempo, sabbia e ciottoli hanno un effetto erosivo poiché vengono lanciati contro le rocce. Questo tende a intaccare la scogliera e seguono i normali processi di invecchiamento come l'azione del gelo, causando ulteriori distruzioni. Gradualmente, ai piedi della scogliera si sviluppa una piattaforma tagliata dall'onda che ha un effetto protettivo, riducendo l'ulteriore erosione delle onde.

Il materiale consumato dai margini della terra finisce in mare. Qui è soggetto ad attrito poiché le correnti che scorrono parallele alla costa scavano canali e trasportano sabbia e ciottoli lontano dal loro luogo di origine. I sedimenti trasportati in mare dai fiumi si depositano sul fondo del mare provocando la formazione di delta negli estuari. Tutti questi materiali si muovono avanti e indietro sotto l'influenza di onde, maree e correnti. Il dragaggio rimuove il materiale e approfondisce i canali, ma può avere effetti imprevisti in altre parti della costa. I governi fanno sforzi per prevenire le inondazioni del territorio con la costruzione di frangiflutti , dighe , argini e dighe e altre difese del mare. Ad esempio, la barriera del Tamigi è progettata per proteggere Londra da un'ondata di tempesta, mentre il fallimento delle dighe e degli argini intorno a New Orleans durante l' uragano Katrina ha creato una crisi umanitaria negli Stati Uniti.

Ciclo dell'acqua

Il mare svolge un ruolo nel ciclo dell'acqua o idrologico , in cui l'acqua evapora dall'oceano, viaggia attraverso l'atmosfera sotto forma di vapore, condensa , cade sotto forma di pioggia o neve , sostenendo così la vita sulla terraferma e ritorna in gran parte al mare. Anche nel deserto di Atacama , dove cade poca pioggia, dense nubi di nebbia conosciute come la camanchaca soffiano dal mare e sostengono la vita delle piante.

Nell'Asia centrale e in altre grandi masse terrestri, ci sono bacini endoreici che non hanno sbocco al mare, separati dall'oceano da montagne o altre caratteristiche geologiche naturali che impediscono il deflusso dell'acqua. Il Mar Caspio è il più grande di questi. Il suo afflusso principale è dal fiume Volga , non vi è deflusso e l'evaporazione dell'acqua la rende salina man mano che i minerali disciolti si accumulano. Il Lago d'Aral in Kazakistan e Uzbekistan e il Lago Piramide negli Stati Uniti occidentali sono ulteriori esempi di grandi corsi d'acqua salini interni senza drenaggio. Alcuni laghi endoreici sono meno salati, ma tutti sono sensibili alle variazioni della qualità dell'acqua in entrata.

Ciclo del carbonio

Gli oceani contengono la più grande quantità di carbonio a ciclo attivo al mondo e sono secondi solo alla litosfera per quantità di carbonio che immagazzinano. Lo strato superficiale degli oceani contiene grandi quantità di carbonio organico disciolto che viene scambiato rapidamente con l'atmosfera. La concentrazione di carbonio inorganico disciolto nello strato profondo è di circa il 15% superiore a quella dello strato superficiale e vi rimane per periodi di tempo molto più lunghi. La circolazione termoalina scambia carbonio tra questi due strati.

Il carbonio entra nell'oceano quando l'anidride carbonica atmosferica si dissolve negli strati superficiali e viene convertita in acido carbonico , carbonato e bicarbonato :

CO 2 (gas) ⇌ CO 2 (aq)
CO 2 (aq) + H 2 O H 2 CO 3
H 2 CO 3 ⇌ HCO 3 + H +
HCO 3 CO 3 2 − + H +

Può anche entrare attraverso i fiumi come carbonio organico disciolto e viene convertito da organismi fotosintetici in carbonio organico. Questo può essere scambiato attraverso la catena alimentare o precipitato negli strati più profondi e ricchi di carbonio come tessuto molle morto o in conchiglie e ossa come carbonato di calcio . Circola in questo strato per lunghi periodi di tempo prima di essere depositato come sedimento o di essere restituito alle acque superficiali attraverso la circolazione termoalina.

La vita in mare

Le barriere coralline sono tra gli habitat più ricchi di biodiversità al mondo.

Gli oceani ospitano una variegata collezione di forme di vita che lo usano come habitat. Poiché la luce del sole illumina solo gli strati superiori, la maggior parte dell'oceano esiste nell'oscurità permanente. Poiché le diverse zone di profondità e temperatura forniscono ciascuna l'habitat per un insieme unico di specie, l'ambiente marino nel suo insieme comprende un'immensa diversità di vita. Gli habitat marini vanno dalle acque superficiali alle fosse oceaniche più profonde , tra cui barriere coralline, foreste di alghe , praterie di alghe , pozze di marea , fondali fangosi, sabbiosi e rocciosi e la zona pelagica aperta . Gli organismi che vivono nel mare vanno da balene lunghe 30 metri (100 piedi) a microscopici fitoplancton e zooplancton , funghi e batteri. La vita marina svolge un ruolo importante nel ciclo del carbonio poiché gli organismi fotosintetici convertono l'anidride carbonica disciolta in carbonio organico ed è economicamente importante per l'uomo fornire pesce da utilizzare come cibo.

La vita potrebbe aver avuto origine nel mare e vi sono rappresentati tutti i principali gruppi di animali. Gli scienziati differiscono in merito al punto esatto in cui è sorta la vita marina: gli esperimenti di Miller-Urey hanno suggerito una "zuppa" chimica diluita in acque libere, ma suggerimenti più recenti includono sorgenti calde vulcaniche, sedimenti di argilla a grana fine o " fumo nero " di acque profonde. " sfiati, che avrebbero fornito protezione dalle dannose radiazioni ultraviolette che non sono state bloccate dall'atmosfera primitiva della Terra.

Habitat marini

Gli habitat marini possono essere suddivisi orizzontalmente in habitat costieri e oceanici aperti. Gli habitat costieri si estendono dal litorale al bordo della piattaforma continentale . La maggior parte della vita marina si trova negli habitat costieri, anche se l'area della piattaforma occupa solo il 7% dell'area totale dell'oceano. Gli habitat oceanici aperti si trovano nell'oceano profondo oltre il bordo della piattaforma continentale. In alternativa, gli habitat marini possono essere suddivisi verticalmente in habitat pelagici (acque aperte), demersali (appena sopra il fondo del mare) e bentonici (fondali). Una terza divisione è per latitudine : dai mari polari con banchi di ghiaccio, ghiaccio marino e iceberg, alle acque temperate e tropicali.

Le barriere coralline, le cosiddette "foreste pluviali del mare", occupano meno dello 0,1 percento della superficie oceanica mondiale, eppure i loro ecosistemi includono il 25 percento di tutte le specie marine. Le più note sono le barriere coralline tropicali come la Grande Barriera Corallina australiana , ma le barriere coralline di acqua fredda ospitano una vasta gamma di specie tra cui i coralli (solo sei dei quali contribuiscono alla formazione della barriera corallina).

Alghe e piante

I produttori primari marini - piante e organismi microscopici nel plancton - sono diffusi e molto essenziali per l'ecosistema. È stato stimato che metà dell'ossigeno mondiale è prodotto dal fitoplancton. Circa il 45% della produzione primaria di materia vivente del mare è fornita dalle diatomee . Alghe molto più grandi, comunemente note come alghe , sono importanti a livello locale; Sargassum forma derive galleggianti, mentre le alghe formano foreste sul fondo del mare. Piante da fiore sotto forma di fanerogame crescono nei " prati " in bassi fondali sabbiosi, le mangrovie fiancheggiano la costa nelle regioni tropicali e subtropicali e le piante tolleranti al sale prosperano nelle paludi salmastre regolarmente inondate . Tutti questi habitat sono in grado di sequestrare grandi quantità di carbonio e supportare una gamma di biodiversità di animali grandi e piccoli.

La luce è in grado di penetrare solo nei primi 200 metri (660 piedi), quindi questa è l'unica parte del mare in cui le piante possono crescere. Gli strati superficiali sono spesso carenti di composti azotati biologicamente attivi. Il ciclo dell'azoto marino è costituito da complesse trasformazioni microbiche che comprendono la fissazione dell'azoto , la sua assimilazione, nitrificazione , anammox e denitrificazione. Alcuni di questi processi avvengono in acque profonde, cosicché dove c'è una risalita di acque fredde, e anche vicino a estuari dove sono presenti nutrienti di origine terrestre, la crescita delle piante è maggiore. Ciò significa che le aree più produttive, ricche di plancton e quindi anche di pesce, sono prevalentemente costiere.

Animali e altra vita marina

C'è uno spettro più ampio di taxa animali più elevati in mare che a terra, molte specie marine devono ancora essere scoperte e il numero noto alla scienza si sta espandendo ogni anno. Alcuni vertebrati come uccelli marini , foche e tartarughe marine tornano sulla terra per riprodursi ma pesci, cetacei e serpenti di mare hanno uno stile di vita completamente acquatico e molti phyla di invertebrati sono interamente marini. In effetti, gli oceani pullulano di vita e forniscono molti microhabitat diversi. Uno di questi è la pellicola superficiale che, seppur sballottata dal movimento delle onde, fornisce un ambiente ricco e ospita batteri, funghi , microalghe , protozoi , uova di pesce e larve varie.

La zona pelagica contiene macro e microfauna e una miriade di zooplancton che si spostano con le correnti. La maggior parte degli organismi più piccoli sono le larve di pesci e invertebrati marini che liberano uova in gran numero perché la possibilità che un embrione sopravviva fino alla maturità è così piccola. Lo zooplancton si nutre di fitoplancton e tra di loro e costituisce una parte fondamentale della complessa catena alimentare che si estende attraverso pesci di varie dimensioni e altri organismi nectonici fino a grossi calamari , squali , focene , delfini e balene . Alcune creature marine compiono grandi migrazioni, sia verso altre regioni dell'oceano su base stagionale che migrazioni verticali giornaliere, spesso ascendendo per nutrirsi di notte e scendendo in sicurezza di giorno. Le navi possono introdurre o diffondere specie invasive attraverso lo scarico di acque di zavorra o il trasporto di organismi che si sono accumulati come parte della comunità di fouling sugli scafi delle navi.

La zona demersale supporta molti animali che si nutrono di organismi bentonici o cercano protezione dai predatori e il fondale marino fornisce una serie di habitat sopra o sotto la superficie del substrato che vengono utilizzati da creature adattate a queste condizioni. La zona di marea con la sua periodica esposizione all'aria disidratante ospita cirripedi , molluschi e crostacei . La zona neritica ha molti organismi che hanno bisogno di luce per prosperare. Qui, tra rocce incrostate di alghe, vivono spugne , echinodermi , policheti , anemoni di mare e altri invertebrati. I coralli contengono spesso simbionti fotosintetici e vivono in acque poco profonde dove penetra la luce. Gli estesi scheletri calcarei che estrudono si accumulano nelle barriere coralline che sono una caratteristica importante dei fondali marini. Questi forniscono un habitat biodiverso per gli organismi che abitano la barriera corallina. C'è meno vita marina sul fondo dei mari più profondi, ma la vita marina prospera anche intorno alle montagne sottomarine che sorgono dalle profondità, dove pesci e altri animali si riuniscono per deporre le uova e nutrirsi. In prossimità dei fondali vivono pesci demersali che si nutrono prevalentemente di organismi pelagici o invertebrati bentonici . L'esplorazione delle profondità marine da parte dei sommergibili ha rivelato un nuovo mondo di creature che vivono sul fondo del mare che gli scienziati non conoscevano in precedenza. Alcuni, come i detritivori, si affidano al materiale organico che cade sul fondo dell'oceano. Altri si raggruppano intorno a bocche idrotermali di acque profonde dove flussi d'acqua ricchi di minerali emergono dal fondo del mare, sostenendo comunità i cui produttori primari sono batteri chemioautotrofi che ossidano i solfuri e i cui consumatori includono bivalvi specializzati, anemoni di mare, cirripedi, granchi, vermi e pesci, spesso trovato da nessun'altra parte. Una balena morta che affonda sul fondo dell'oceano fornisce cibo per un insieme di organismi che si basano in gran parte sull'azione dei batteri che riducono lo zolfo. Tali luoghi supportano biomi unici in cui sono stati scoperti molti nuovi microbi e altre forme di vita.

L'uomo e il mare

Storia della navigazione e dell'esplorazione

Mappa che mostra la migrazione e l'espansione via mare degli austronesiani a partire dal 3000 aC circa

Gli esseri umani hanno viaggiato per i mari da quando hanno costruito per la prima volta imbarcazioni per il mare. I mesopotamici usavano il bitume per calafatare le loro barche di canne e, poco dopo, alberare le vele . di c. 3000 aC, gli austronesiani su Taiwan avevano iniziato a diffondersi nel sud-est asiatico marittimo . Successivamente, i popoli austronesiani " Lapita " hanno mostrato grandi prodezze di navigazione, estendendosi dall'arcipelago di Bismarck fino a Figi , Tonga e Samoa . I loro discendenti continuarono a viaggiare per migliaia di miglia tra piccole isole su canoe a bilanciere e nel frattempo trovarono molte nuove isole, tra cui Hawaii , Isola di Pasqua (Rapa Nui) e Nuova Zelanda .

Gli antichi egizi e i fenici esplorarono il Mediterraneo e il Mar Rosso con l'egiziano Hannu che raggiunse la penisola arabica e la costa africana intorno al 2750 aC. Nel I millennio aC, Fenici e Greci stabilirono colonie in tutto il Mediterraneo e nel Mar Nero . Intorno al 500 aC, il navigatore cartaginese Annone lasciò un periplo dettagliato di un viaggio atlantico che raggiunse almeno il Senegal e forse il Monte Camerun . All'inizio del Medioevo , i Vichinghi attraversarono l' Atlantico settentrionale e raggiunsero anche i margini nordorientali del Nord America . Anche i novgorodiani navigavano nel Mar Bianco dal XIII secolo o prima. Nel frattempo, i mari lungo la costa orientale e meridionale dell'Asia erano utilizzati da commercianti arabi e cinesi. La dinastia cinese Ming aveva una flotta di 317 navi con 37.000 uomini sotto Zheng He all'inizio del XV secolo, navigando negli oceani Indiano e Pacifico. Alla fine del XV secolo, i marinai dell'Europa occidentale iniziarono a fare viaggi più lunghi di esplorazione in cerca di commercio. Bartolomeu Dias doppiato il Capo di Buona Speranza nel 1487 e Vasco da Gama raggiunse l'India attraverso il Capo nel 1498. Cristoforo Colombo salpò da Cadice nel 1492, tentando di raggiungere le terre orientali dell'India e del Giappone con un nuovo mezzo di viaggio verso ovest. Sbarcò invece su un'isola nel Mar dei Caraibi e pochi anni dopo, il navigatore veneziano John Cabot raggiunse Terranova . L'italiano Amerigo Vespucci , da cui l'America prese il nome, esplorò la costa sudamericana in viaggi effettuati tra il 1497 e il 1502, scoprendo la foce del Rio delle Amazzoni . Nel 1519 il navigatore portoghese Ferdinando Magellano guidò la spedizione spagnola Magellano-Elcano che sarebbe stata la prima a fare il giro del mondo.

La mappa del mondo di Mercatore
Mappa del mondo di Gerardus Mercator del 1569. La costa del vecchio mondo è raffigurata in modo abbastanza accurato, a differenza di quella delle Americhe. Le regioni ad alte latitudini (Artico, Antartico) sono notevolmente ingrandite su questa proiezione .

Per quanto riguarda la storia dello strumento di navigazione , una bussola fu usata per la prima volta dagli antichi greci e cinesi per mostrare dove si trova il nord e la direzione in cui si sta dirigendo la nave. La latitudine (un angolo che va da 0° all'equatore a 90° ai poli) è stata determinata misurando l'angolo tra il Sole, la Luna o una determinata stella e l'orizzonte mediante l'uso di un astrolabio , bastone di Giacobbe o sestante . La longitudine (una linea sul globo che unisce i due poli) poteva essere calcolata solo con un cronometro accurato per mostrare l'esatta differenza di tempo tra la nave e un punto fisso come il meridiano di Greenwich . Nel 1759, John Harrison , un orologiaio, progettò uno strumento del genere e James Cook lo utilizzò nei suoi viaggi di esplorazione. Al giorno d'oggi, il Global Positioning System (GPS) che utilizza oltre trenta satelliti consente una navigazione accurata in tutto il mondo.

Per quanto riguarda le mappe vitali per la navigazione, nel II secolo Tolomeo cartografò tutto il mondo conosciuto dalle "Fortunatae Insulae", Capo Verde o Isole Canarie , ad est fino al Golfo di Thailandia . Questa mappa fu utilizzata nel 1492 quando Cristoforo Colombo iniziò i suoi viaggi di scoperta. Successivamente, Gerardus Mercator realizzò una pratica mappa del mondo nel 1538, la sua proiezione cartografica raddrizzava opportunamente le lossodromie . Nel diciottesimo secolo erano state realizzate mappe migliori e parte dell'obiettivo di James Cook nei suoi viaggi era quello di mappare ulteriormente l'oceano. Lo studio scientifico è proseguito con le registrazioni di profondità del Tuscarora , la ricerca oceanica dei viaggi Challenger (1872-1876), il lavoro dei marinai scandinavi Roald Amundsen e Fridtjof Nansen , la spedizione di Michael Sars nel 1910, la spedizione tedesca di Meteor del 1925 , il lavoro di rilevamento antartico di Discovery II nel 1932 e altri da allora. Inoltre, nel 1921, è stata costituita l' Organizzazione Idrografica Internazionale (IHO), che costituisce l'autorità mondiale in materia di rilevamento idrografico e carte nautiche. Una bozza della quarta edizione è stata pubblicata nel 1986, ma finora diverse controversie sulla denominazione (come quella sul Mar del Giappone ) ne hanno impedito la ratifica.

Storia dell'oceanografia e dell'esplorazione delle profondità marine

L'oceanografia scientifica iniziò con i viaggi del capitano James Cook dal 1768 al 1779, descrivendo il Pacifico con una precisione senza precedenti da 71 gradi sud a 71 gradi nord. I cronometri di John Harrison hanno supportato l'accurata navigazione e cartografia di Cook su due di questi viaggi, migliorando in modo permanente lo standard raggiungibile per il lavoro successivo. Altre spedizioni seguirono nel diciannovesimo secolo, dalla Russia, dalla Francia, dai Paesi Bassi e dagli Stati Uniti, oltre che dalla Gran Bretagna. Sulla HMS Beagle , che fornì a Charles Darwin idee e materiali per il suo libro del 1859 On the Origin of Species , il capitano della nave, Robert FitzRoy , tracciò mari e coste e pubblicò il suo rapporto in quattro volumi dei tre viaggi della nave nel 1839. Edward Il libro di Forbes del 1854, Distribution of Marine Life, sosteneva che nessuna vita potesse esistere al di sotto di circa 600 metri (2000 piedi). Ciò fu smentito dai biologi britannici WB Carpenter e C. Wyville Thomson , che nel 1868 scoprirono la vita in acque profonde mediante il dragaggio. Wyville Thompson divenne scienziato capo della spedizione Challenger del 1872-1876, che creò efficacemente la scienza dell'oceanografia.

Durante il suo viaggio di 68.890 miglia nautiche (127.580 km) intorno al mondo, HMS Challenger ha scoperto circa 4.700 nuove specie marine e ha effettuato 492 sondaggi in acque profonde, 133 draghe sul fondo, 151 reti da traino in acque libere e 263 osservazioni seriali della temperatura dell'acqua. Nell'Atlantico meridionale nel 1898/1899, Carl Chun sulla Valdivia portò in superficie molte nuove forme di vita da profondità di oltre 4.000 metri (13.000 piedi). Le prime osservazioni di animali di acque profonde nel loro ambiente naturale furono fatte nel 1930 da William Beebe e Otis Barton che scesero a 434 metri (1.424 piedi) nella batisfera sferica d'acciaio . Questo fu calato via cavo ma nel 1960 un sommergibile autoalimentato, Trieste sviluppato da Jacques Piccard , portò Piccard e Don Walsh nella parte più profonda degli oceani della Terra , la Fossa delle Marianne nel Pacifico, raggiungendo una profondità record di circa 10.915 metri (35.810 piedi), un'impresa non ripetuta fino al 2012 quando James Cameron ha pilotato il Deepsea Challenger a profondità simili. Una muta da immersione atmosferica può essere indossata per le operazioni in acque profonde, con un nuovo record mondiale stabilito nel 2006 quando un subacqueo della Marina degli Stati Uniti è sceso a 2.000 piedi (610 m) in una di queste mute articolate e pressurizzate.

A grandi profondità, nessuna luce penetra dall'alto attraverso gli strati d'acqua e la pressione è estrema. Per l'esplorazione di acque profonde è necessario utilizzare veicoli specializzati, veicoli subacquei telecomandati con luci e telecamere o sommergibili con equipaggio . I sommergibili Mir a batteria hanno un equipaggio di tre persone e possono scendere fino a 20.000 piedi (6.000 m). Hanno porte di osservazione, luci da 5.000 watt, apparecchiature video e bracci manipolatori per raccogliere campioni, posizionare sonde o spingere il veicolo sul fondo del mare quando i propulsori solleverebbero sedimenti eccessivi.

La batimetria è la mappatura e lo studio della topografia del fondo oceanico. I metodi utilizzati per misurare la profondità del mare includono ecoscandagli a raggio singolo o multiplo , ecoscandagli laser aviotrasportati e il calcolo delle profondità da dati di telerilevamento satellitare. Queste informazioni vengono utilizzate per determinare i percorsi di cavi e condutture sottomarini, per scegliere luoghi adatti per l'ubicazione di piattaforme petrolifere e turbine eoliche offshore e per identificare possibili nuove attività di pesca.

La ricerca oceanografica in corso comprende le forme di vita marine, la conservazione, l'ambiente marino, la chimica dell'oceano, lo studio e la modellazione delle dinamiche climatiche, il confine aria-mare, i modelli meteorologici, le risorse oceaniche, le energie rinnovabili, le onde e le correnti e la progettazione e sviluppo di nuovi strumenti e tecnologie per investigare il profondo. Mentre negli anni '60 e '70 la ricerca poteva concentrarsi sulla tassonomia e sulla biologia di base, negli anni 2010 l'attenzione si è spostata su argomenti più ampi come il cambiamento climatico. I ricercatori utilizzano il telerilevamento satellitare per le acque superficiali, con navi da ricerca, osservatori ormeggiati e veicoli sottomarini autonomi per studiare e monitorare tutte le parti del mare.

Legge

La "libertà dei mari" è un principio del diritto internazionale che risale al XVII secolo. Sottolinea la libertà di navigare negli oceani e disapprova la guerra combattuta in acque internazionali . Oggi questo concetto è sancito dalla Convenzione delle Nazioni Unite sul diritto del mare (UNCLOS), la cui terza versione è entrata in vigore nel 1994. L'articolo 87, paragrafo 1, recita: "L'alto mare è aperto a tutti gli Stati , sia costiere o senza sbocco sul mare ." L'articolo 87, paragrafo 1, lettere da a) af), fornisce un elenco non esaustivo di libertà tra cui la navigazione, il sorvolo, la posa di cavi sottomarini , la costruzione di isole artificiali, la pesca e la ricerca scientifica. La sicurezza della navigazione è regolata dall'Organizzazione marittima internazionale . I suoi obiettivi comprendono lo sviluppo e il mantenimento di un quadro normativo per la navigazione, la sicurezza marittima, le questioni ambientali, le questioni legali, la cooperazione tecnica e la sicurezza marittima.

UNCLOS definisce varie aree dell'acqua. Le "acque interne" si trovano sul lato verso terra di una linea di base e le navi straniere non hanno diritto di passaggio in queste. Le "acque territoriali" si estendono fino a 12 miglia nautiche (22 chilometri; 14 miglia) dalla costa e in queste acque lo stato costiero è libero di legiferare, regolare l'uso e sfruttare qualsiasi risorsa. Una "zona contigua" che si estende per ulteriori 12 miglia nautiche consente l'inseguimento di navi sospettate di violare le leggi in quattro aree specifiche: dogane, fiscalità, immigrazione e inquinamento. Una "zona economica esclusiva" si estende per 200 miglia nautiche (370 chilometri; 230 miglia) dalla linea di base. All'interno di quest'area, la nazione costiera ha diritti esclusivi di sfruttamento su tutte le risorse naturali. La "piattaforma continentale" è il prolungamento naturale del territorio terrestre fino al bordo esterno del margine continentale , o 200 miglia nautiche dalla linea di base dello stato costiero, a seconda di quale sia maggiore. Qui la nazione costiera ha il diritto esclusivo di raccogliere minerali e anche risorse viventi "attaccate" ai fondali.

Guerra

Battaglia di Gibilterra
Guerra navale: L'esplosione dell'ammiraglia spagnola durante la battaglia di Gibilterra, 25 aprile 1607 di Cornelis Claesz van Wieringen , precedentemente attribuita a Hendrik Cornelisz Vroom

Il controllo del mare è importante per la sicurezza di una nazione marittima e il blocco navale di un porto può essere utilizzato per tagliare cibo e rifornimenti in tempo di guerra. Le battaglie sono state combattute sul mare per più di 3000 anni. Intorno al 1210 aC, Suppiluliuma II , il re degli Ittiti , sconfisse e bruciò una flotta proveniente da Alashiya (l' odierna Cipro ). Nella decisiva battaglia di Salamina del 480 a.C. , il generale greco Temistocle intraprese la flotta molto più grande del re persiano Serse in uno stretto canale e attaccò vigorosamente, distruggendo 200 navi persiane per la perdita di 40 navi greche. Alla fine dell'Era della vela , la Royal Navy britannica, guidata da Horatio Nelson , spezzò il potere delle flotte combinate francese e spagnola nella battaglia di Trafalgar del 1805 .

Con vapore e la produzione industriale di lamiera di acciaio venne notevolmente aumentata potenza di fuoco nella forma dei dreadnought corazzate armati di fucili a lungo raggio. Nel 1905, la flotta giapponese sconfisse decisamente la flotta russa, che aveva percorso oltre 18.000 miglia nautiche (33.000 km), nella battaglia di Tsushima . Dreadnought combattuto inconclusively nella prima guerra mondiale al 1916 battaglia dello Jutland tra la Royal Navy 's Grand Fleet e l' imperiale tedesco Navy ' s flotta d'alto mare . Nella seconda guerra mondiale , la vittoria britannica nella battaglia di Taranto del 1940 dimostrò che la potenza aerea navale era sufficiente per superare le più grandi navi da guerra, prefigurando le decisive battaglie navali della guerra del Pacifico tra cui le battaglie del Mar dei Coralli , delle Midway , delle Filippine Sea , e la battaglia culminante del Golfo di Leyte , in cui le navi dominanti erano portaerei .

I sottomarini divennero importanti nella guerra navale durante la prima guerra mondiale, quando i sottomarini tedeschi, noti come U-Boot , affondarono quasi 5.000 navi mercantili alleate, incluso l' RMS Lusitania , che contribuì a portare gli Stati Uniti in guerra. Nella seconda guerra mondiale, quasi 3.000 navi alleate furono affondate da U-Boot che tentavano di bloccare il flusso di rifornimenti alla Gran Bretagna, ma gli Alleati ruppero il blocco nella Battaglia dell'Atlantico , che durò per tutta la durata della guerra, affondando 783 U -Barche. Dal 1960, diverse nazioni hanno mantenuto flotte di sottomarini missilistici balistici a propulsione nucleare , navi attrezzate per lanciare missili balistici con testate nucleari da sotto il mare. Alcuni di questi sono tenuti permanentemente di pattuglia.

Viaggiare

Le navi a vela o i pacchi trasportavano la posta all'estero, uno dei primi fu il servizio olandese per Batavia nel 1670. Questi hanno aggiunto la sistemazione dei passeggeri, ma in condizioni anguste. In seguito furono offerti servizi di linea, ma il tempo impiegato per i viaggi dipendeva molto dal tempo. Quando le navi a vapore hanno sostituito le navi a vela, le navi di linea oceaniche hanno assunto il compito di trasportare le persone. All'inizio del ventesimo secolo, la traversata dell'Atlantico richiedeva circa cinque giorni e le compagnie di navigazione facevano a gara per possedere le navi più grandi e veloci. Il Blue Riband era un riconoscimento non ufficiale dato al transatlantico più veloce che attraversava l'Atlantico in servizio regolare. La Mauretania detenne il titolo con 26,06 nodi (48,26 km/h) per vent'anni a partire dal 1909. L' Hales Trophy , altro premio per la traversata commerciale più veloce dell'Atlantico, fu vinto dagli Stati Uniti nel 1952 per una traversata di tre giorni , dieci ore e quaranta minuti.

I grandi transatlantici erano comodi ma costosi in carburante e personale. L'età dei transatlantici tramontò quando divennero disponibili voli intercontinentali a basso costo. Nel 1958, un regolare servizio aereo di linea tra New York e Parigi che impiegava sette ore condannò il servizio di traghetti atlantici all'oblio. Una ad una le navi furono disarmate, alcune demolite, altre divennero navi da crociera per l'industria del tempo libero e altre ancora alberghi galleggianti.

Commercio

Mappa che mostra le rotte di spedizione
Rotte di spedizione, che mostrano la densità relativa della spedizione commerciale in tutto il mondo

Il commercio marittimo esiste da millenni. La dinastia tolemaica aveva sviluppato il commercio con l'India utilizzando i porti del Mar Rosso e nel primo millennio aC arabi , fenici, israeliti e indiani commerciavano in beni di lusso come spezie, oro e pietre preziose. I Fenici erano noti commercianti di mare e sotto i Greci e i Romani il commercio continuò a prosperare. Con il crollo dell'Impero Romano, il commercio europeo diminuì ma continuò a prosperare tra i regni dell'Africa, del Medio Oriente, dell'India, della Cina e dell'Asia sudorientale. Dal XVI al XIX secolo, in un periodo di 400 anni, circa 12-13 milioni di africani furono spediti attraverso l'Atlantico per essere venduti come schiavi nelle Americhe come parte della tratta atlantica degli schiavi .

Grandi quantità di merci vengono trasportate via mare, soprattutto attraverso l'Atlantico e intorno al Pacifico. Un'importante rotta commerciale passa attraverso le Colonne d'Ercole , attraverso il Mediterraneo e il Canale di Suez fino all'Oceano Indiano e attraverso lo Stretto di Malacca ; molto commercio passa anche attraverso il Canale della Manica . Le rotte marittime sono le rotte in mare aperto utilizzate dalle navi da carico, tradizionalmente sfruttando gli alisei e le correnti. Oltre il 60 percento del traffico container mondiale viene convogliato sulle prime venti rotte commerciali. L'aumento dello scioglimento dei ghiacci artici dal 2007 consente alle navi di percorrere il Passaggio a Nord Ovest per alcune settimane in estate, evitando le rotte più lunghe attraverso il Canale di Suez o il Canale di Panama . La spedizione è integrata dal trasporto aereo , un processo più costoso utilizzato principalmente per carichi particolarmente preziosi o deperibili. Il commercio marittimo trasporta merci per un valore di oltre 4 trilioni di dollari ogni anno. Le rinfuse sotto forma di liquidi, polvere o particelle vengono trasportate sciolte nelle stive delle navi portarinfuse e comprendono petrolio greggio , grano , carbone , minerali , rottami metallici , sabbia e ghiaia . Altro carico, come i manufatti, viene solitamente trasportato all'interno di contenitori chiudibili a chiave di dimensioni standard , caricati su navi portacontainer appositamente costruite in terminal dedicati . Prima dell'avvento della containerizzazione negli anni '60, queste merci venivano caricate, trasportate e scaricate un po' alla volta come merci alla rinfusa . La containerizzazione ha notevolmente aumentato l'efficienza e ridotto il costo della movimentazione delle merci via mare ed è stato un fattore importante che ha portato all'aumento della globalizzazione e all'aumento esponenziale del commercio internazionale tra la metà e la fine del XX secolo.

Cibo

Nave fabbrica
Nave officina tedesca, lunga 92 metri (302 piedi)

Il pesce e altri prodotti della pesca sono tra le fonti più consumate di proteine ​​e altri nutrienti essenziali. Nel 2009, il 16,6% dell'assunzione mondiale di proteine ​​animali e il 6,5% di tutte le proteine ​​consumate proveniva dal pesce. Per soddisfare questa esigenza, i paesi costieri hanno sfruttato le risorse marine nella loro zona economica esclusiva , sebbene i pescherecci si avventurino sempre più lontano per sfruttare gli stock nelle acque internazionali. Nel 2011, la produzione mondiale totale di pesce, compresa l' acquacoltura , è stata stimata in 154 milioni di tonnellate, di cui la maggior parte destinata al consumo umano. La raccolta di pesce selvatico ha rappresentato 90,4 milioni di tonnellate, mentre l'aumento annuale dell'acquacoltura contribuisce al resto. Il Pacifico nord-occidentale è di gran lunga l'area più produttiva con 20,9 milioni di tonnellate (il 27 percento del pescato marino globale) nel 2010. Inoltre, il numero di pescherecci nel 2010 ha raggiunto i 4,36 milioni, mentre il numero di persone impiegate nel settore primario settore della produzione ittica nello stesso anno ammontava a 54,8 milioni.

I pescherecci moderni includono pescherecci con un piccolo equipaggio, pescherecci a strascico di poppa, reti a circuizione, navi officina con palangari e grandi navi officina progettate per rimanere in mare per settimane, trasformando e congelando grandi quantità di pesce. Le attrezzature utilizzate per catturare il pesce possono essere ciancioli , altre sciabiche, reti da traino , draghe, reti da imbrocco e palangari e le specie ittiche più frequentemente prese di mira sono aringhe , merluzzi , acciughe , tonni , passere di mare , cefali , calamari e salmone . Lo sfruttamento eccessivo è diventato una seria preoccupazione; non solo causa l'esaurimento degli stock ittici, ma riduce anche sostanzialmente le dimensioni delle popolazioni di pesci predatori. È stato stimato che "la pesca industrializzata riduceva tipicamente la biomassa comunitaria dell'80% entro 15 anni dallo sfruttamento". Per evitare lo sfruttamento eccessivo, molti paesi hanno introdotto quote nelle proprie acque. Tuttavia, gli sforzi di recupero spesso comportano costi sostanziali per le economie locali o per la fornitura di cibo.

Peschereccio
Barca da pesca in Sri Lanka

I metodi di pesca artigianale includono canna e lenza, arpioni, immersioni in apnea, trappole, reti da lancio e reti a strascico. Le barche da pesca tradizionali sono alimentate da motori a pale, a vento o fuoribordo e operano in acque vicine alla costa. L' Organizzazione per l'alimentazione e l'agricoltura sta incoraggiando lo sviluppo della pesca locale per fornire sicurezza alimentare alle comunità costiere e aiutare ad alleviare la povertà.

Acquacoltura

Circa 79 milioni di tonnellate (78 milioni di tonnellate lunghe; 87 milioni di tonnellate corte) di prodotti alimentari e non alimentari sono stati prodotti dall'acquacoltura nel 2010, un massimo storico. Sono state coltivate circa seicento specie di piante e animali, alcune per l'uso nella semina di popolazioni selvatiche. Gli animali allevati inclusi pesci a pinne , acquatiche rettili , crostacei, molluschi, cetrioli di mare , ricci di mare , uova di mare e meduse. La maricoltura integrata ha il vantaggio che c'è una fornitura prontamente disponibile di cibo planctonico nell'oceano e che i rifiuti vengono rimossi naturalmente. Vengono impiegati vari metodi. I recinti in rete per i pesci pinna possono essere sospesi in mare aperto, le gabbie possono essere utilizzate in acque più riparate o gli stagni possono essere rinfrescati con acqua ad ogni alta marea. I gamberi possono essere allevati in stagni poco profondi collegati al mare aperto. Le corde possono essere appese in acqua per coltivare alghe, ostriche e cozze. Le ostriche possono essere allevate su vassoi o in tubi di rete. I cetrioli di mare possono essere allevati sul fondo del mare. I programmi di riproduzione in cattività hanno allevato larve di aragosta per il rilascio di giovani in natura, con conseguente aumento della raccolta di aragoste nel Maine . Almeno 145 specie di alghe - alghe rosse, verdi e brune - vengono mangiate in tutto il mondo e alcune sono state coltivate a lungo in Giappone e in altri paesi asiatici; c'è un grande potenziale per un'ulteriore algacoltura . Poche piante da fiore marittime sono ampiamente utilizzate per il cibo, ma un esempio è il samphire di palude che viene consumato sia crudo che cotto. Una delle maggiori difficoltà per l'acquacoltura è la tendenza alla monocoltura e il rischio associato di malattie diffuse . L'acquacoltura è anche associata a rischi ambientali; ad esempio, l' allevamento di gamberetti ha causato la distruzione di importanti foreste di mangrovie in tutto il sud-est asiatico .

Tempo libero

L'uso del mare per il tempo libero si sviluppò nel diciannovesimo secolo e divenne un'industria significativa nel ventesimo secolo. Le attività ricreative marittime sono varie e comprendono gite auto-organizzate in crociera , yachting , gare di motoscafi e pesca ; viaggi organizzati commercialmente su navi da crociera ; e viaggi su imbarcazioni più piccole per l' ecoturismo come il whale watching e il birdwatching costiero .

Sommozzatore
Subacqueo con maschera facciale, pinne e respiratore subacqueo

I bagni di mare sono diventati di moda in Europa nel XVIII secolo dopo che il dottor William Buchan ha sostenuto la pratica per motivi di salute. Il surf è uno sport in cui un surfista cavalca un'onda, con o senza tavola da surf . Altri sport acquatici marini includono il kite surf , dove un power kite spinge una tavola con equipaggio attraverso l'acqua, il windsurf , dove la potenza è fornita da una vela fissa e manovrabile e lo sci nautico , dove un motoscafo viene utilizzato per trainare uno sciatore.

Sotto la superficie, l' apnea è necessariamente limitata a discese poco profonde. I pescatori di perle possono immergersi fino a 40 piedi (12 m) con cestini per raccogliere le ostriche . Gli occhi umani non sono adatti per l'uso sott'acqua, ma la visione può essere migliorata indossando una maschera subacquea . Altre attrezzature utili includono pinne e boccagli e l'attrezzatura subacquea consente la respirazione subacquea e quindi è possibile trascorrere più tempo sotto la superficie. Le profondità che possono essere raggiunte dai subacquei e il tempo che possono rimanere sott'acqua sono limitati dall'aumento della pressione che sperimentano mentre scendono e dalla necessità di prevenire la malattia da decompressione quando tornano in superficie. I subacquei ricreativi si limitano a profondità di 100 piedi (30 m) oltre le quali aumenta il pericolo di narcosi da azoto . Le immersioni più profonde possono essere effettuate con attrezzature e addestramento specializzati.

Industria

Produzione di energia

Il mare offre una grande quantità di energia trasportata dalle onde oceaniche , dalle maree , dalle differenze di salinità e dalle differenze di temperatura dell'oceano che possono essere sfruttate per generare elettricità . Forme di sostenibile dell'energia marina includono energia delle maree , energia termica dell'oceano e moto ondoso . Le centrali elettriche sono spesso situate sulla costa o accanto a un estuario in modo che il mare possa essere utilizzato come dissipatore di calore. Un dissipatore di calore più freddo consente una generazione di energia più efficiente, importante in particolare per le costose centrali nucleari .

L'energia delle maree utilizza generatori per produrre elettricità dai flussi di marea, a volte utilizzando una diga per immagazzinare e quindi rilasciare l'acqua di mare. Lo sbarramento di Rance, lungo 1 chilometro (0,62 miglia), vicino a St Malo in Bretagna, è stato aperto nel 1967; genera circa 0,5 GW, ma è stato seguito da pochi schemi simili.

L'energia grande e altamente variabile delle onde conferisce loro un'enorme capacità distruttiva, rendendo problematico lo sviluppo di macchine per le onde convenienti e affidabili. Una piccola centrale elettrica ad onde commerciali da 2 MW, "Osprey", è stata costruita nel nord della Scozia nel 1995 a circa 300 metri (1000 piedi) al largo. Fu presto danneggiato dalle onde, poi distrutto da una tempesta.

L'energia eolica offshore viene catturata da turbine eoliche poste in mare; ha il vantaggio che la velocità del vento è superiore a quella terrestre, sebbene i parchi eolici siano più costosi da costruire offshore. Il primo parco eolico offshore è stato installato in Danimarca nel 1991 e la capacità installata di parchi eolici offshore in tutto il mondo ha raggiunto i 34 GW nel 2020, principalmente situati in Europa.

Industrie estrattive

I fondali contengono grandi riserve di minerali che possono essere sfruttate mediante dragaggi. Ciò presenta vantaggi rispetto all'estrazione a terra in quanto le attrezzature possono essere costruite in cantieri navali specializzati e i costi delle infrastrutture sono inferiori. Gli svantaggi includono problemi causati da onde e maree, la tendenza degli scavi a insabbiare e il dilavamento dei cumuli di detriti . Esiste il rischio di erosione costiera e danni ambientali.

Minerali da sfiato idrotermale
Minerali precipitati vicino a una bocca idrotermale

I massicci depositi di solfuro sul fondo marino sono potenziali fonti di argento , oro , rame , piombo e zinco e tracce di metalli sin dalla loro scoperta negli anni '60. Si formano quando l'acqua riscaldata geotermicamente viene emessa da bocche idrotermali di acque profonde note come "fumatori neri". I minerali sono di alta qualità ma hanno un costo proibitivo da estrarre.

Ci sono grandi giacimenti di petrolio , come petrolio e gas naturale , nelle rocce sotto il fondo del mare. Piattaforme offshore e piattaforme di perforazione estraggono il petrolio o il gas e lo immagazzinano per il trasporto a terra. La produzione offshore di petrolio e gas può essere difficile a causa dell'ambiente remoto e difficile. Le trivellazioni petrolifere in mare hanno un impatto ambientale. Gli animali possono essere disorientati dalle onde sismiche utilizzate per localizzare i depositi, e si discute se ciò causi lo spiaggiamento delle balene . Possono essere rilasciate sostanze tossiche come mercurio , piombo e arsenico . L'infrastruttura può causare danni e l'olio può essere versato.

Sul fondo del mare e nei sedimenti oceanici esistono grandi quantità di metano clatrato , di interesse come potenziale fonte di energia. Anche sul fondo del mare si trovano noduli di manganese formati da strati di ferro , manganese e altri idrossidi attorno a un nucleo. Nel Pacifico possono coprire fino al 30 percento del fondale oceanico profondo. I minerali precipitano dall'acqua di mare e crescono molto lentamente. La loro estrazione commerciale per il nichel è stata studiata negli anni '70 ma abbandonata a favore di fonti più convenienti. In luoghi adatti, i diamanti vengono raccolti dal fondo marino utilizzando tubi di aspirazione per portare a terra la ghiaia. In acque più profonde, vengono utilizzati cingoli mobili del fondo marino e i depositi vengono pompati su una nave soprastante. In Namibia, ora vengono raccolti più diamanti da fonti marine che con metodi convenzionali a terra.

Il mare contiene grandi quantità di preziosi minerali disciolti. Il più importante, il sale per uso da tavola e industriale è stato raccolto per evaporazione solare da stagni poco profondi fin dalla preistoria. Il bromo , accumulato dopo essere stato dilavato dalla terra, viene recuperato economicamente dal Mar Morto, dove si trova a 55.000 parti per milione (ppm).

Produzione di acqua dolce

La desalinizzazione è la tecnica di rimozione dei sali dall'acqua di mare per lasciare acqua dolce adatta per bere o per irrigazione. I due principali metodi di lavorazione, distillazione sotto vuoto e osmosi inversa , utilizzano grandi quantità di energia. La desalinizzazione viene normalmente effettuata solo quando l'acqua dolce proveniente da altre fonti è scarsa o l'energia è abbondante, come nel calore in eccesso generato dalle centrali elettriche. La salamoia prodotta come sottoprodotto contiene alcuni materiali tossici e viene restituita al mare.

Popoli indigeni del mare

Diversi gruppi indigeni nomadi nel sud-est asiatico marittimo vivono in barche e traggono quasi tutto ciò di cui hanno bisogno dal mare. Il popolo Moken vive sulle coste della Thailandia e della Birmania e sulle isole del Mare delle Andamane . Il popolo Bajau è originario dell'arcipelago di Sulu , di Mindanao e del Borneo settentrionale . Alcuni zingari del mare sono abili subacquei , in grado di scendere a una profondità di 30 metri (98 piedi), sebbene molti stiano adottando uno stile di vita più stabile e basato sulla terra.

I popoli indigeni dell'Artico come i Chukchi , gli Inuit , gli Inuvialuit e gli Yup'iit cacciano mammiferi marini tra cui foche e balene, e gli isolani dello Stretto di Torres in Australia includono la Grande Barriera Corallina tra i loro possedimenti. Vivono una vita tradizionale sulle isole che coinvolge la caccia, la pesca, il giardinaggio e il commercio con i popoli vicini in Papua e con gli aborigeni australiani del continente .

Nella cultura

Il mare appare nella cultura umana in modi contraddittori, potente ma sereno e bello ma pericoloso. Ha il suo posto nella letteratura, nell'arte, nella poesia, nel cinema, nel teatro, nella musica classica, nella mitologia e nell'interpretazione dei sogni. Gli Antichi l'hanno personificata, credendola sotto il controllo di un essere che aveva bisogno di essere placata, e simbolicamente è stata percepita come un ambiente ostile popolato da creature fantastiche; il Leviatano della Bibbia , Scilla nella mitologia greca , Isonade nella mitologia giapponese e il kraken della tarda mitologia norrena .

Dipinto di Ludolf Bakhuizen
Pittura olandese dell'età dell'oro : la Y ad Amsterdam, vista dal Mosselsteiger (molo delle cozze) di Ludolf Bakhuizen , 1673

Il mare e le navi sono stati rappresentati nell'arte che vanno dai semplici disegni sui muri delle capanne di Lamu ai paesaggi marini di Joseph Turner . Nella pittura olandese dell'età dell'oro , artisti come Jan Porcellis , Hendrick Dubbels , Willem van de Velde il Vecchio e suo figlio e Ludolf Bakhuizen celebrarono il mare e la marina olandese al culmine della sua abilità militare. L'artista giapponese Katsushika Hokusai ha creato stampe a colori degli umori del mare, tra cui La grande onda al largo di Kanagawa .

Anche la musica è stata ispirata dall'oceano, a volte da compositori che hanno vissuto o lavorato vicino alla riva e ne hanno visto i molti aspetti diversi. Le baracche del mare , canzoni che venivano cantate dai marinai per aiutarli a svolgere compiti ardui, sono state intrecciate in composizioni e sono state create impressioni nella musica di acque calme, onde che si infrangono e tempeste in mare.

Come simbolo, il mare ha avuto per secoli un ruolo nella letteratura , nella poesia e nei sogni . A volte è presente solo come sfondo gentile, ma spesso introduce temi come la tempesta, il naufragio, la battaglia, le difficoltà, il disastro, l'irruzione delle speranze e la morte. Nel suo poema epico l' Odissea , scritto nell'VIII secolo a.C., Omero descrive il viaggio di dieci anni dell'eroe greco Ulisse che lotta per tornare a casa attraverso i molti pericoli del mare dopo la guerra descritta nell'Iliade . Il mare è un tema ricorrente nelle poesie Haiku del poeta giapponese del periodo Edo Matsuo Bashō (松尾 芭蕉) (1644–1694). Nelle opere dello psichiatra Carl Jung , il mare simboleggia l' inconscio personale e collettivo nell'interpretazione dei sogni , le profondità del mare simboleggiano le profondità della mente inconscia .

Problemi ambientali

Le attività umane influenzano la vita e gli habitat marini attraverso la pesca eccessiva , la perdita di habitat , l'introduzione di specie invasive , l'inquinamento degli oceani , l'acidificazione degli oceani e il riscaldamento degli oceani . Questi hanno un impatto sugli ecosistemi marini e sulle reti trofiche e possono comportare conseguenze non ancora riconosciute per la biodiversità e la continuazione delle forme di vita marine.

acidificazione

L'acqua di mare è leggermente alcalina e ha avuto un pH medio di circa 8,2 negli ultimi 300 milioni di anni. Più recentemente, il cambiamento climatico ha determinato un aumento del contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera; circa il 30-40% della CO 2 aggiunta viene assorbita dagli oceani, formando acido carbonico e abbassando il pH (ora inferiore a 8,1) attraverso un processo chiamato acidificazione degli oceani . Si prevede che il pH raggiunga 7,7 (che rappresenta un aumento di 3 volte della concentrazione di ioni idrogeno) entro l'anno 2100, che è un cambiamento significativo in un secolo.

Un elemento importante per la formazione del materiale scheletrico negli animali marini è il calcio , ma il carbonato di calcio diventa più solubile con la pressione, quindi i gusci e gli scheletri di carbonato si dissolvono al di sotto della sua profondità di compensazione . Anche il carbonato di calcio diventa più solubile a pH più bassi, quindi è probabile che l'acidificazione degli oceani abbia effetti profondi sugli organismi marini con gusci calcarei, come ostriche, vongole, ricci di mare e coralli, perché la loro capacità di formare conchiglie sarà ridotta e la la profondità di compensazione del carbonato aumenterà più vicino alla superficie del mare. Gli organismi planctonici interessati includeranno i molluschi simili a lumache noti come pteropodi e le alghe unicellulari chiamate coccolitoforidi e foraminiferi . Tutti questi sono parti importanti della catena alimentare e una diminuzione del loro numero avrà conseguenze significative. Nelle regioni tropicali, è probabile che i coralli siano gravemente colpiti poiché diventa più difficile costruire i loro scheletri di carbonato di calcio, con un impatto negativo sugli altri abitanti della barriera corallina .

L'attuale tasso di cambiamento della chimica degli oceani sembra essere senza precedenti nella storia geologica della Terra, rendendo poco chiaro come gli ecosistemi marini saranno in grado di adattarsi alle mutevoli condizioni del prossimo futuro. Di particolare preoccupazione è il modo in cui la combinazione dell'acidificazione con i previsti fattori di stress aggiuntivi di temperature più elevate e livelli di ossigeno inferiori avrà un impatto sui mari.

inquinamento marino

Molte sostanze entrano in mare a causa delle attività umane. I prodotti della combustione vengono trasportati nell'aria e depositati in mare per precipitazione. I deflussi industriali e le acque reflue contribuiscono con metalli pesanti , pesticidi , PCB , disinfettanti , prodotti per la pulizia della casa e altri prodotti chimici di sintesi . Questi si concentrano nel film superficiale e nei sedimenti marini, in particolare nel fango di estuario. Il risultato di tutta questa contaminazione è in gran parte sconosciuto a causa del gran numero di sostanze coinvolte e della mancanza di informazioni sui loro effetti biologici. I metalli pesanti più preoccupanti sono il rame, il piombo, il mercurio, il cadmio e lo zinco che possono essere bioaccumulati dagli organismi marini e sono passati lungo la catena alimentare.

Molti rifiuti di plastica galleggianti non si biodegradano , ma si disintegrano nel tempo e alla fine si degradano a livello molecolare. Le plastiche rigide possono galleggiare per anni. Al centro del vortice del Pacifico c'è un accumulo galleggiante permanente di rifiuti principalmente di plastica e c'è un'area di immondizia simile nell'Atlantico. Gli uccelli marini in cerca di cibo come l' albatro e la procellaria possono scambiare i detriti per cibo e accumulare plastica indigeribile nei loro sistemi digestivi. Sono state trovate tartarughe e balene con sacchetti di plastica e lenza nello stomaco. Le microplastiche possono affondare, minacciando i filtratori sul fondo del mare.

La maggior parte dell'inquinamento da petrolio nel mare proviene dalle città e dall'industria. Il petrolio è pericoloso per gli animali marini. Può intasare le piume degli uccelli marini, riducendo il loro effetto isolante e la galleggiabilità degli uccelli, ed essere ingerito quando si pavoneggiano nel tentativo di rimuovere il contaminante. I mammiferi marini sono colpiti meno gravemente ma possono essere raffreddati attraverso la rimozione del loro isolamento, accecati, disidratati o avvelenati. Gli invertebrati bentonici vengono sommersi quando l'olio affonda, i pesci vengono avvelenati e la catena alimentare viene interrotta. A breve termine, le fuoriuscite di petrolio provocano una diminuzione e uno squilibrio delle popolazioni di fauna selvatica, le attività del tempo libero compromesse e i mezzi di sussistenza delle persone dipendenti dal mare devastati. L'ambiente marino ha proprietà autopulenti e i batteri presenti in natura agiranno nel tempo per rimuovere l'olio dal mare. Nel Golfo del Messico , dove sono già presenti batteri che mangiano olio, impiegano solo pochi giorni per consumare l'olio versato.

Il deflusso di fertilizzanti dai terreni agricoli è una delle principali fonti di inquinamento in alcune aree e lo scarico di liquami ha un effetto simile. I nutrienti extra forniti da queste fonti possono causare una crescita eccessiva delle piante . L'azoto è spesso il fattore limitante nei sistemi marini e, con l'aggiunta di azoto, le fioriture algali e le maree rosse possono abbassare il livello di ossigeno dell'acqua e uccidere gli animali marini. Tali eventi hanno creato zone morte nel Mar Baltico e nel Golfo del Messico. Alcune fioriture algali sono causate da cianobatteri che rendono tossici i molluschi che filtrano e si nutrono di loro, danneggiando animali come le lontre marine . Anche gli impianti nucleari possono inquinare. Il Mare d'Irlanda è stato contaminato dal cesio-137 radioattivo proveniente dall'ex impianto di lavorazione del combustibile nucleare di Sellafield e gli incidenti nucleari possono anche causare la penetrazione di materiale radioattivo nel mare, così come il disastro della centrale nucleare di Fukushima Daiichi nel 2011.

Lo scarico in mare di rifiuti (compresi petrolio, liquidi nocivi, liquami e rifiuti) è disciplinato dal diritto internazionale. La Convenzione di Londra (1972) è un accordo delle Nazioni Unite per il controllo degli scarichi oceanici che è stato ratificato da 89 paesi entro l'8 giugno 2012. MARPOL 73/78 è una convenzione per ridurre al minimo l'inquinamento dei mari da parte delle navi. A maggio 2013, 152 nazioni marittime avevano ratificato MARPOL.

Guarda anche

Appunti

Riferimenti

link esterno