La marea è il periodico innalzamento e abbassamento del livello del mare e degli oceani, determinato principalmente dall’azione gravitazionale della Luna e, in misura minore, del Sole, in combinazione con il movimento della Terra. È uno dei fenomeni più regolari dell’ambiente marino e influenza profondamente coste, correnti, ecosistemi e attività umane.
A prima vista, il movimento delle acque potrebbe sembrare una semplice conseguenza dell’attrazione esercitata dalla Luna. In realtà, la dinamica delle maree è più complessa: entrano in gioco la gravità, la rotazione terrestre e la forza centrifuga associata al sistema Terra-Luna. Si formano così due rigonfiamenti delle masse oceaniche, uno rivolto verso la Luna e uno sul lato opposto della Terra. Durante la rotazione terrestre, le diverse aree del pianeta attraversano queste zone di maggiore livello dell’acqua, determinando generalmente due alte maree e due basse maree nell’arco di circa 24 ore e 50 minuti, anche se il ritmo può variare localmente.
Anche il Sole contribuisce al fenomeno. Quando Sole, Terra e Luna sono allineati, durante la Luna nuova e la Luna piena, le loro azioni mareali si combinano e producono le maree vive, caratterizzate da una maggiore escursione tra alta e bassa marea. Quando invece Sole e Luna formano un angolo di circa 90° rispetto alla Terra, si verificano le maree morte, con un’escursione più contenuta.
L’intensità della marea dipende inoltre dalla forma delle coste, dalla profondità dei fondali e dalla geometria dei bacini. Nel Mediterraneo l’escursione è generalmente contenuta, mentre in baie particolarmente favorevoli, come la Baia di Fundy in Canada, può superare i 15 metri. Le maree contribuiscono inoltre al movimento delle acque e dei sedimenti e modellano la zona intertidale, un ambiente dinamico nel quale numerosi organismi si sono adattati all’alternanza tra immersione ed esposizione all’aria.
Come si formano le maree
La formazione delle maree è una conseguenza della variazione dell’attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna sulle diverse parti della Terra. La Luna non attrae infatti ogni punto del pianeta con la stessa intensità: la sua forza gravitazionale è maggiore sul lato terrestre più vicino e progressivamente più debole man mano che aumenta la distanza.
Questa differenza, chiamata forza mareale, tende a deformare le masse terrestri. Gli oceani, essendo costituiti da acqua fluida, rispondono più facilmente a questa sollecitazione rispetto alle masse rocciose, dando origine a una distribuzione non uniforme del livello del mare.
Il rigonfiamento sul lato rivolto alla Luna
Sul lato della Terra rivolto verso la Luna, l’attrazione gravitazionale lunare è maggiore rispetto a quella esercitata sul centro della Terra. L’acqua viene quindi attirata leggermente più intensamente verso la Luna, determinando un rigonfiamento delle masse oceaniche.
Questo contribuisce alla formazione di una delle due zone di alta marea che caratterizzano il sistema mareale.
Il rigonfiamento sul lato opposto
Un secondo rigonfiamento si forma sul lato della Terra opposto alla Luna. Per comprenderlo è necessario considerare che Terra e Luna orbitano attorno a un comune centro di massa, o baricentro, e che il sistema nel suo complesso è soggetto a un moto orbitale.
Nel sistema di riferimento terrestre, l’effetto combinato del moto orbitale e della diversa intensità della gravità lunare produce una seconda deformazione delle masse oceaniche. Sul lato opposto, infatti, l’attrazione della Luna è più debole rispetto a quella esercitata sul centro della Terra: questa differenza gravitazionale contribuisce alla formazione del secondo rigonfiamento.
Non si tratta quindi semplicemente di una forza centrifuga che “spinge via” l’acqua, ma dell’effetto complessivo delle forze differenziali presenti nel sistema Terra-Luna.
Il ritmo delle maree
La Terra ruota attorno al proprio asse mentre la Luna continua a muoversi lungo la sua orbita. Per ritornare nella stessa posizione relativa rispetto alla Luna, la Terra deve quindi compiere una rotazione leggermente superiore a quella necessaria per completare un giorno solare.
ritmo delle maree
Per questo il giorno lunare medio dura circa 24 ore e 50 minuti e, in condizioni ideali, tra due alte maree successive trascorrono circa 12 ore e 25 minuti.
Il ritmo effettivamente osservato lungo le coste, tuttavia, può essere modificato dalla forma dei bacini oceanici, dalla profondità dei fondali e dalla conformazione delle coste. È per questo che non tutte le località presentano due alte e due basse maree perfettamente regolari ogni giorno.
Il ruolo del Sole
La Luna è il principale responsabile delle maree, ma anche il Sole esercita un’importante azione gravitazionale sulle masse d’acqua della Terra. Nonostante la sua enorme massa, il Sole si trova a una distanza molto maggiore dalla Terra rispetto alla Luna e, per questo motivo, la sua influenza sulle maree è meno intensa.
L’effetto combinato di Sole e Luna varia in funzione della loro posizione reciproca rispetto alla Terra. Quando i tre corpi celesti si trovano approssimativamente lungo la stessa linea, le loro azioni gravitazionali si sommano. Questa configurazione si verifica durante la Luna nuova e la Luna piena e determina un aumento dell’escursione tra alta e bassa marea.
Queste condizioni producono le maree vive, caratterizzate da livelli di alta marea più elevati e di bassa marea più bassi rispetto alla situazione media. L’ampiezza effettiva del fenomeno dipende comunque dalle caratteristiche della costa e del bacino marino.
Quando invece Sole e Luna formano, rispetto alla Terra, un angolo di circa 90°, come avviene durante il primo e l’ultimo quarto lunare, le rispettive azioni tendono a contrastarsi parzialmente. L’escursione tra alta e bassa marea diminuisce e si verificano le maree morte.
Il ciclo delle maree vive e delle maree morte segue quindi le fasi della Luna e rappresenta una delle manifestazioni più evidenti dell’interazione gravitazionale tra Terra, Luna e Sole. Tuttavia, la loro intensità non è identica in ogni località: la forma dei bacini, la profondità dei fondali e la conformazione delle coste possono amplificare o attenuare notevolmente gli effetti osservati.
Marea viva e marea morta
La marea non presenta sempre la stessa ampiezza. La differenza tra il livello dell’alta e della bassa marea varia soprattutto in funzione della posizione relativa di Terra, Luna e Sole. Anche il Sole, infatti, contribuisce alla formazione della marea attraverso la propria attrazione gravitazionale e la sua influenza si combina con quella della Luna.
Marea viva
marea viva e marea morta
La marea viva, chiamata anche marea sigiziale, si verifica quando Sole, Terra e Luna si trovano approssimativamente allineati, come avviene durante la Luna nuova e la Luna piena. In queste configurazioni, gli effetti gravitazionali della Luna e del Sole si combinano e determinano una maggiore escursione del livello del mare.
Durante una marea viva, quindi, l’alta marea tende a raggiungere livelli più elevati, mentre la bassa marea scende a livelli più bassi rispetto alla situazione media. L’ampiezza effettivamente osservata, tuttavia, dipende anche dalla conformazione della costa, dalla profondità dei fondali e dalla geometria del bacino marino.
Marea morta
La marea morta, o marea di quadratura, si verifica invece durante il primo e l’ultimo quarto di Luna. In queste fasi, rispetto alla Terra, il Sole e la Luna si trovano in direzioni approssimativamente perpendicolari.
Le loro azioni gravitazionali agiscono quindi in modo parzialmente contrastante, riducendo l’ampiezza della variazione del livello del mare. L’alta marea risulta meno elevata e la bassa marea meno profonda, determinando un’escursione complessivamente più contenuta.
L’alternanza tra marea viva e marea morta segue il ciclo delle fasi lunari. Nell’arco di un mese lunare si susseguono quindi periodi caratterizzati da maggiore e minore escursione del livello marino. La risposta non è però identica in tutte le coste: le caratteristiche geografiche e oceanografiche locali possono modificare sensibilmente l’intensità della marea osservata.
Perché la marea è diversa da una costa all’altra
L’ampiezza della marea non dipende soltanto dalla posizione della Luna e del Sole. Una volta generato, il movimento periodico delle acque viene infatti modificato dalla forma dei bacini marini, dalla profondità dei fondali e dalla conformazione delle coste. Per questo motivo, località anche relativamente vicine possono presentare variazioni del livello del mare molto differenti.
La forma delle coste e dei fondali
Quando la marea raggiunge una piattaforma continentale poco profonda, una baia stretta o un’insenatura che tende ad ampliarsi o restringersi verso l’interno, la propagazione dell’acqua può essere fortemente modificata. In alcune configurazioni, la progressiva riduzione della larghezza e della profondità del bacino favorisce un aumento dell’ampiezza della variazione del livello del mare, producendo il cosiddetto effetto imbuto.
Un esempio particolarmente significativo è la Baia di Fundy, in Canada, dove la particolare geometria del bacino e le sue caratteristiche dinamiche favoriscono escursioni di marea eccezionalmente elevate, che possono raggiungere circa 16 metri in alcune aree.
Il fenomeno della risonanza
Un altro fattore importante è la frequenza di risonanza. Un bacino marino possiede infatti proprie modalità naturali di oscillazione. Quando queste risultano compatibili con il ritmo della marea che lo interessa, l’oscillazione dell’acqua può essere amplificata.
Il principio è simile a quello di un’altalena: se la spinta viene applicata con un ritmo opportuno, l’oscillazione può aumentare progressivamente. Nei bacini marini, la geometria e la profondità determinano i tempi caratteristici dell’oscillazione e possono quindi favorire o limitare l’amplificazione della marea.
Il caso del Mediterraneo
Nei mari chiusi o semi-chiusi, come il Mediterraneo, la situazione è diversa rispetto ai grandi oceani. La comunicazione con l’oceano Atlantico avviene principalmente attraverso lo Stretto di Gibilterra, che condiziona la propagazione delle variazioni del livello marino.
Per questo motivo, in gran parte del Mediterraneo l’escursione della marea astronomica è relativamente contenuta, anche se non uniforme. La conformazione delle coste e dei fondali può infatti produrre differenze significative tra una zona e l’altra.
È proprio questa combinazione tra astronomia, forma dei bacini e caratteristiche locali delle coste a spiegare perché non esista una sola “marea”: lo stesso fenomeno può manifestarsi con ampiezze e caratteristiche molto diverse in luoghi differenti del pianeta.
Le correnti di marea
Il movimento periodico del livello del mare è accompagnato da spostamenti orizzontali delle masse d’acqua, conosciuti come correnti di marea. Mentre l’alta e la bassa marea descrivono principalmente la variazione del livello della superficie marina, queste correnti rappresentano il movimento dell’acqua nello spazio e possono interessare enormi volumi d’acqua, soprattutto nelle aree costiere.
correnti di marea
Durante il flusso, o flood current, l’acqua si sposta generalmente verso la costa e verso le zone nelle quali il livello del mare sta aumentando. Nei bacini costieri, negli estuari e nelle baie, questo movimento può determinare un significativo ingresso d’acqua.
Durante il riflusso, o ebb current, il movimento si inverte: l’acqua tende a defluire dalla costa verso il mare aperto o verso le aree più profonde del bacino. Tra una fase e l’altra può verificarsi un periodo nel quale la velocità della corrente diminuisce notevolmente, chiamato stanca di marea. La sua durata non è uguale ovunque e, in alcune località, può essere molto breve o quasi impercettibile.
Correnti particolarmente intense
La velocità delle correnti di marea può aumentare notevolmente quando l’acqua attraversa stretti, canali, estuari o passaggi costieri. La particolare conformazione del fondale e delle rive può concentrare il flusso in uno spazio ristretto, favorendo correnti molto rapide e la formazione di vortici e turbolenze.
Questi fenomeni possono rappresentare un importante pericolo per la navigazione e sono particolarmente rilevanti negli stretti e nei canali soggetti a forti escursioni di marea.
L’importanza per gli ecosistemi
Le correnti di marea svolgono anche un importante ruolo ecologico. Il loro movimento contribuisce al mescolamento delle acque, alla distribuzione di nutrienti, ossigeno e plancton e al trasporto e alla ridistribuzione dei sedimenti.
Negli estuari e nelle zone intertidali, questo continuo ricambio favorisce condizioni ambientali favorevoli a numerosi organismi e contribuisce al funzionamento degli ecosistemi costieri. Le correnti di marea rappresentano quindi uno dei principali meccanismi attraverso cui il movimento periodico del mare influenza la vita lungo le coste.
I vortici di marea più famosi del mondo
Le correnti di marea possono raggiungere velocità molto elevate quando grandi masse d’acqua attraversano stretti, canali e passaggi costieri. La particolare conformazione dei fondali e delle coste può generare vortici, turbolenze e rapide rotazioni dell’acqua, alcuni dei quali sono diventati celebri in tutto il mondo.
Saltstraumen, Norvegia
Saltstraumen
Il Saltstraumen, nei pressi di Bodø, in Norvegia, è uno dei sistemi di correnti e vortici di marea più potenti e spettacolari conosciuti. Il fenomeno si sviluppa nello stretto canale che collega il fiordo di Saltfjorden con lo Skjerstadfjorden. Durante il cambio di marea, enormi quantità d’acqua attraversano il passaggio in tempi relativamente brevi, generando correnti molto rapide e grandi vortici.
I mulinelli possono raggiungere diversi metri di diametro e modificano continuamente forma e posizione, soprattutto nelle fasi di maggiore intensità della corrente.
Moskstraumen, Norvegia
Tra le isole Lofoten si trova il Moskstraumen, uno dei fenomeni di corrente di marea più celebri della Norvegia. A differenza dei vortici che si sviluppano all’interno di uno stretto canale, il sistema è associato a forti correnti che interessano un’area marina relativamente aperta, la cui dinamica è condizionata dalle maree, dalla topografia dei fondali e dalla conformazione delle isole.
Il Moskstraumen ha inoltre avuto un’enorme fortuna nell’immaginario letterario. Il termine maelstrom è diventato sinonimo di vortice marino gigantesco e il fenomeno è stato descritto e reinterpretato da diversi autori, contribuendo alla sua fama ben oltre la Norvegia.
Vortici di Naruto, Giappone
Nello Stretto di Naruto, tra l’isola di Awaji e Shikoku, le forti correnti di marea producono vortici spettacolari. Il fenomeno è legato alla grande differenza di livello dell’acqua tra il Mare Interno di Seto e l’Oceano Pacifico, che determina correnti particolarmente intense attraverso lo stretto.
I vortici di Naruto possono raggiungere diversi metri di diametro e sono osservabili soprattutto nei periodi di maggiore escursione della marea. La loro fama è tale che il loro nome è diventato noto anche al di fuori del Giappone grazie al celebre manga e anime Naruto.
Corryvreckan, Scozia
Tra le isole di Jura e Scarba, sulla costa occidentale della Scozia, si trova il Golfo di Corryvreckan, famoso per le sue fortissime correnti e per i vortici che si sviluppano durante determinate fasi della marea.
La particolare morfologia del fondale, caratterizzata anche dalla presenza di una profonda cavità e di rilievi sommersi, interagisce con il flusso delle correnti creando turbolenze e vortici molto intensi. Le condizioni possono diventare difficili e rendono questo tratto di mare particolarmente impegnativo per la navigazione.
Questi esempi mostrano come la marea, pur essendo un fenomeno astronomico globale, possa produrre manifestazioni molto diverse a seconda della geometria delle coste, della profondità dei fondali e della forma dei bacini. I grandi vortici sono quindi il risultato dell’interazione tra il ritmo della marea e la complessa geografia del mare.
La marea e le attività umane
Per migliaia di anni le comunità costiere hanno osservato il ciclo della marea e imparato a sfruttarlo per organizzare numerose attività. La variazione periodica del livello del mare condizionava la pesca, la raccolta dei molluschi e gli spostamenti lungo le coste. In alcune regioni venivano costruite vere e proprie trappole per pesci, realizzate con pietre o altri materiali, che sfruttavano il movimento dell’acqua durante il flusso e il riflusso.
Ancora oggi conoscere con precisione l’andamento della marea è fondamentale per la navigazione, la gestione dei porti, la pesca e le attività nelle zone costiere. Il livello dell’acqua può infatti determinare la possibilità per una nave di attraversare un canale, entrare in un porto o superare un tratto di fondale poco profondo. Per le imbarcazioni con grande pescaggio, anche una variazione relativamente piccola della profondità disponibile può essere determinante.
La marea deve essere considerata anche nella progettazione delle infrastrutture costiere. Ponti, moli, banchine, dighe e altre opere devono tenere conto delle variazioni del livello del mare e delle correnti. Nelle aree esposte a eventi estremi, inoltre, la marea può sommarsi agli effetti di mareggiate, vento e tempeste, aumentando il rischio di inondazione.
L’energia delle maree
Il movimento periodico dell’acqua può essere utilizzato anche per produrre energia mareomotrice, una forma di energia rinnovabile caratterizzata da un’elevata prevedibilità.
Una possibilità consiste nello sfruttare la differenza di livello tra alta e bassa marea attraverso sbarramenti dotati di turbine. Un’altra utilizza direttamente le correnti di marea, mediante turbine subacquee che trasformano l’energia cinetica dell’acqua in elettricità.
A differenza di vento e radiazione solare, la componente astronomica della marea può essere prevista con grande precisione anche molti anni in anticipo. Tuttavia, il livello effettivo del mare può subire variazioni dovute anche a vento, pressione atmosferica e condizioni meteorologiche.
La marea rappresenta quindi non soltanto un fenomeno naturale, ma anche un elemento importante per la sicurezza, l’economia e la gestione sostenibile delle coste.
