La corrente del Golfo e il grande “nastro trasportatore”

Gironzolando nel web alla ricerca di nuove idee sono incappata in un video-animazione tedesco di Kurz Gesagt – In a Nutshell che ho intenzione di utilizzare nel mio percorso inquiry-based sulle correnti oceaniche come attività CLIL.

Il movimento dell’acqua negli oceani è abbastanza complesso. Ci sono due sistemi di circolazione indipendenti, la circolazione superficiale e la circolazione profonda. La circolazione superficiale è guidata principalmente dallo stress del vento che agisce sulla superficie dell’oceano e interessa uno strato di spessore non superiore ai 200 m. Quella che, invece, è chiamata circolazione profonda si riferisce, quindi, al movimento dell’acqua a profondità maggiori. La circolazione di acqua profonda è guidata dalle differenze di densità tra le masse d’acqua ed è quasi interamente indipendente dalla circolazione superficiale.

Il video presenta un’animazione che investiga come le correnti oceaniche influenzino il clima globale del pianeta e comincia spiegando che le correnti oceaniche hanno un effetto diretto sulle nostre vite in quanto influenzano il clima, il tempo meteorologico e molto altro.

Le correnti oceaniche e i venti trasportano calore dall’equatore ai poli e operano come un motore per il clima globale. Quando, infatti, le correnti delle regioni di latitudini minori si muovono verso latitutini maggiori, trasferiscono calore da zone più calde a zone più fredde.

Negli oceani ci sono numerose correnti. Quella che viene chiamata “nastro trasportatore oceanico” (Ocean Conveyor Belt) è molto importante per il nostro clima.

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Nastro trasportatore è un termine che descrive una combinazione di correnti che formano una circolazione su scala mondiale viaggiando dall’Oceano Atlantico attraverso l’Oceano Indiano e il Pacifico per poi tornare indietro e rappresenta, quindi, un modello semplificato dell’intera circolazione oceanica.

Il nastro trasportatore è chiamato anche circolazione termoalina poiché i due fattori importanti che la controllano sono la temperatura (termo-) e la salinità (-alina). Entrambi questi fattori determinano la densità dell’acqua. Mentre le masse d’acqua superficiali possono in parte essere spostate dal vento, sono le diverse densità degli oceani globali che sono responsabili del loro movimento.

Le variazioni di densità dell’acqua sono causate da differenze di temperatura e di salinità. L’acqua calda ha una densità minore e sale mentre l’acqua fredda affonda. La densità dell’acqua aumenta anche all’aumentare della concentrazione salina.

All’equatore il calore del Sole è particolarmente forte e ha come conseguenza una maggiore evaporazione e un conseguente aumento del contenuto di sali dell’acqua. Qui, nel Golfo del Messico, è dove inizia la Corrente del Golfo.

La Corrente del Golfo è molto importante per il clima europeo. La sua lunghezza di 10.000 km la rende una delle più grandi e più veloci correnti sulla Terra ed è una corrente molto calda. Ha una velocità di circa 2 m/s e trasporta 100.000.000 m3 al secondo verso l’Europa. Venti costanti e regolari, gli alisei (trade wind) di sud-est portano l’acqua calda superficiale verso nord-ovest, nel Golfo del Messico, dove si riscalda fino a 30°C.

La forza deviante di Coriolis generata dalla rotazione terrestre e i venti occidentali prevalenti (westerlies) dirigono le acque calde della Corrente del Golfo verso nord ovest e cioè in direzione delle isole britanniche e della Norvegia.

Prima di raggiungere le coste europee, la Corrente del Golfo rallenta fino a diventare una grande corrente lenta, la Corrente nord-atlantica che rilascia una gran quantità di calore nell’atmosfera. Quando questa corrente si avvicina all’Europa occidentale si divide in rami secondari. Uno di questi si dirige verso nord superando Gran Bretagna, Norvegia e Islanda, riscaldando queste zone che altrimenti sarebbero gelide, mentre un altro, raffreddandosi alle alte latitudini, devia verso sud e forma la fredda corrente delle Canarie, che costeggia le coste dell’Africa occidentale e contribuisce poi ad alimentare la più calda corrente nord-equatoriale atlantica, completando il circuito.

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Proseguendo il suo cammino, l’acqua della corrente nord-atlantica perde calore ed evapora, diventando più fredda e sempre più salata a causa dell’evaporazione. L’acqua più densa, e quindi più pesante, delle acqua oceaniche circostanti tende a sprofondare in fondo al mare tra la Groenlandia, la Norvegia e l’Islanda. Qui si trova la più grande cascata presente sulla Terra: colonne larghe circa 15 km con acqua che scende per 4000 metri, 17.000.000 m3 d’acqua per secondo, o approssimativamente una quantità d’acqua 15 volte maggiore di quella trasportata da tutti i fiumi nel mondo. Questo crea un forte vortice che trascina giù sempre nuova acqua ed è per questo che la Corrente del Golfo si muove verso l’Europa.

Innumerevoli specie utilizzano la Corrente del Golfo come mezzo di trasporto nei loro viaggi dai Caraibi verso le aree settentrionali. Ma questa corrente porta con sé anche un’enorme quantità di calore corrispondente a quella prodotta da 1.000.000 di impianti nucleari. Per questo motivo la Corrente del Golfo è detta anche pompa di calore. Senza di essa, la temperatura sarebbe significativamente più fredda, di almeno 5 – 10 gradi, e invece di campi rigogliosi, in Europa avremmo lunghi inverni e paesaggi coperti dal ghiaccio.

Negli ultimi anni, gli scienziati  hanno ripetutamente espresso il timore che la Corrente del Golfo potesse arrestarsi a causa dei cambiamenti climatici.  Se, a causa del riscaldamento globale, le calotte polari si sciogliessero, le grandi quantità di acqua dolce che confluirebbero nell’Atlantico causerebbero la diminuzione della concentrazione di sale nell’acqua della Groenlandia e così anche la sua densità. La Corrente nord-atlantica non sarebbe più sufficientemente pesante e non affonderebbe più. Nel caso peggiore, questo potrebbe causare il blocco della nostra pompa di calore, la Corrente del Golfo.

Qualcosa di simile è già successo in passato: 12.500 anni fa, nel periodo Younger Dryas, la Terra stava uscendo da un periodo di glaciazione e si stava riscaldando, e questo ha provocato lo scioglimento dei ghiacci del nord. Di conseguenza, nell’Oceano si è riversata una quantità notevole di acqua dolce, che ha rallentato la Corrente del Golfo, tanto da causare una glaciazione dell’emisfero settentrionale del Pianeta che è durata 1300 anni; poi lentamente la Corrente del Golfo si è ripristinata.

Alcuni esperti climatologi ritengono, però, che il cambiamento climatico potrebbe riuscire anche a compensare questo effetto. La storia della Terra, infatti, ci racconta che il cambiamento del clima può essere anche un fenomeno naturale: in passato ci sono state ere glaciali e periodi caldi.

Gli scienziati hanno punti di vista diversi sull’impatto che il cambiamento climatico avrà sul nastro trasportatore globale, ma una cosa è chiara: quando il clima cambia, allora il complesso sistema di correnti oceaniche e di venti, che è rimasto abbastanza stabile dall’ultima era glaciale ad oggi, cambierà in modi che non comprendiamo ancora.

 Per approfondire:

– Investigare gli oceani: articolo, schede didattiche

Le idee chiave per una competenza oceanica

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