Il fenomeno delle maree

“Le maree sono la vita. Portano nuovo nutrimento per le creature in terra, e portano le navi in mare. Esse sono il polso del mare e il nostro battito cardiaco.” – Tamora Pierce

Apriamo l’argomento di oggi con una citazione che dà la giusta importanza al fenomeno naturale di cui parleremo: le maree. Possiamo considerare le maree un processo vitale? Sono davvero essenziali per il funzionamento degli ecosistemi? Scopriamolo insieme.

Foto di Austin Neill via Unsplash

Come funziona il ciclo delle maree?

La marea è un evento che consiste nel periodico alzarsi e abbassarsi del livello del mare, attraverso i movimenti rispettivi di flusso e riflusso. Questo processo ciclico è provocato dall’attrazione gravitazionale determinata sia dalla Luna sia dal Sole, anche se quest’ultimo ha una forza equivalente a poco meno della metà di quella esercitata dalla Luna, dovuta alla sua maggiore distanza dalle masse d’acqua terrestri. 

Come definito dall’enciclopedia Treccani, quello delle maree è “un fenomeno universale, persistente, periodico e nettamente distinto dai moti marini, che traggono origini da altre cause”.

Vista la complessa struttura del nostro Pianeta, le maree sono influenzate anche da altri fattori, quali la presenza dei continenti, la forma stessa della Terra, la profondità dell’oceano nei diversi luoghi e le variazioni periodiche di pressione e temperatura atmosferica. La differenza di livello fra alta e bassa marea, inoltre, varia notevolmente da luogo a luogo e può misurare da pochi centimetri fino ad una ventina di metri.

L’attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna sulla Terra, combinata con altre forze tangenziali, provoca dei “rigonfiamenti oceanici”, che corrispondono alle alte maree. La rotazione della Terra attorno al proprio asse fa sì che le masse continentali “passino” attraverso questi rigonfiamenti oceanici. La maggior parte delle coste subisce due alte e basse maree al giorno, in un ciclo che richiede poco più di 12 ore.

Il meccanismo delle maree – immagine via studiarapido.it

L’influenza delle maree sugli ecosistemi marini

Le maree condizionano le specie animali e vegetali che prosperano nell’area nota come zona intertidale o piano mesolitorale, ovvero la parte del litorale che è emersa in condizioni di bassa marea e sommersa con l’alta marea. Poiché l’area è alternativamente coperta e scoperta dall’oceano durante il giorno, le specie che la abitano devono essere in grado di sopravvivere sia sott’acqua che all’aria aperta e di resistere all’infrangersi delle onde. Inoltre, la zona intertidale può essere a fondo duro e roccioso o a fondo morbido, costituito da limo e sabbia.

A seconda delle caratteristiche del substrato, variano le strategie di sopravvivenza delle specie: alcuni organismi, come per esempio anemoni, stelle di mare, ma anche granchi e piccoli invertebrati, si ancorano alle rocce presenti lungo il litorale, resistendo alle sferzate delle onde e al movimento meno violento delle maree mutevoli. Sulle spiagge sabbiose, invece, è fondamentale  saper nuotare in acque poco profonde o scavare nella sabbia per proteggersi dalle onde. I granchi di sabbia non solo scavano per sopravvivere, ma seguono le maree per mantenere la giusta profondità nella sabbia bagnata.

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Le zone umide e le paludi sono spesso zone intertidali dal fondo soffice, nelle quali si trovano per lo più piante marine e creature che si muovono lentamente, come ad esempio le razze, mentre nelle zone con fondale duro si trovano spesso cirripedi e alghe.

Lungo molte coste, le maree formano le cosiddette pozze di marea, che ospitano un’ampia biodiversità. Queste piccole piscine d’acqua esistono singolarmente tra le rocce, come piccoli bacini non collegati fra loro, solo durante la fase di bassa marea e sono fondamentali per la vita nella zona intertidale, essendo in grado di ospitare ecosistemi e popolazioni diversificate di piante e animali, a loro volta necessarie nella catena alimentare per specie più grandi.

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I ruoli chiave delle maree

Oltre alla creazione di habitat ed ecosistemi, le maree ricoprono un ruolo importante nella creazione delle correnti necessarie per i ricambi d’acqua, soprattutto dei mari interni, come il Mar Mediterraneo: presso gli stretti viene favorito il ricircolo di acque oceaniche e acque interne proprio grazie al ciclo di bassa e alta marea. 

Diversi studi hanno osservato inoltre che l’attività delle maree ha una forte influenza sui flussi di anidride carbonica: il livello dell’acqua influenza in modo significativo la respirazione dell’ecosistema e quindi lo scambio ecosistemico netto di CO2, favorendo  rilascio e assorbimento di anidride carbonica e gas serra. Le maree sono necessarie per il continuo ricircolo di acqua, con conseguente raffreddamento delle acque superficiali e  perciò maggiore capacità di assorbimento di anidride carbonica. 

A ciò si collega un altro ruolo chiave delle maree: è risaputo, ormai, che la fragilità delle barriere coralline in relazione allo sbiancamento dei coralli aumenta all’aumentare delle temperature degli oceani, dovute al cambiamento climatico. Grazie ad analisi basate su modelli climatici globali, si prevede che lo sbiancamento diventerà un evento annuale per la maggior parte delle barriere coralline del mondo entro 30-50 anni. 

Colonia affetta da sbiancamento – “Coral bleaching” by PacificKlaus is licenced under CC BY-NC 2.0 ©

Le onde dovute alle maree bagnano regolarmente le barriere coralline con acque più fredde, attenuando lo stress termico dovuto all’aumento delle temperature superficiali delle acque. Diversi risultati dimostrano come l’azione delle maree potrebbe ritardare lo sbiancamento dei coralli: l’identificazione delle aree di rifugio termico, ovvero quelle zone in cui i processi delle onde interne sono in grado di attenuare lo stress termico dovuto all’innalzamento delle temperature della superficie del mare, potrebbe essere un fattore da tenere in considerazione per la selezione delle aree marine più influenti per la mitigazione dello sbiancamento indotto termicamente per le barriere coralline a livello globale.

I probabili cambiamenti nelle maree causati dall’innalzamento medio del livello del mare sono importanti per analizzare e, di conseguenza, prevedere possibili inondazioni lungo le coste: è stato previsto che l’innalzamento del livello dei mari dovuti al surriscaldamento globale influenzerà l’impatto di questo fenomeno non solo sugli ecosistemi marini ma anche sulle zone costiere che ospitano grandi comunità e attività economiche.

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Le maree come fonte di energia rinnovabile

Infine, possibili sviluppi di sostenibilità energetica potrebbero sfruttare il moto dinamico delle maree come fonte di energia inesauribile e rinnovabile: l’installazione di generatori di corrente di marea in fiumi profondi, foci, estuari o in mare aperto, permette l’utilizzo  dell’energia cinetica dell’acqua che scorre per azionare delle turbine, a loro volta collegate ad un generatore elettrico. 

La produzione di energia rinnovabile a partire dal ciclo delle mare, però, può essere ritenuta responsabile e conveniente solo tenendo in considerazione e valutando anche gli svantaggi e i rischi associati a questo processo, in questo caso i possibili impatti paesaggistici ed ecologici, da considerare nelle fasi iniziali di valutazione del progetto.

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Bibliografia:

• Enciclopedia Treccani – https://www.treccani.it/enciclopedia/marea_%28Enciclopedia-Italiana%29/ 
• Nasa – nasa.gov 
• National Geographic – https://education.nationalgeographic.org/resource/tide 
• Storlazzi, C.D., Cheriton, O.M., van Hooidonk, R. et al. Internal tides can provide thermal refugia that will buffer some coral reefs from future global warming. Sci Rep 10, 13435 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-70372-9
• Pickering, M. D., et al. “The impact of future sea-level rise on the global tides.” Continental Shelf Research 142 (2017): 50-68.