Osservare l’oceano

11 di Novembre, 2021 - Mari e fiumi - Commento -

Beatrice Giambenedetti / foto di repertorio redazione


Quando mi chiedono cosa studio, la prima reazione che ricevo è sempre di totale incomprensione. 

Sarà che da brava romana "me magno le parole", ma l’oceanografia fisica non è uno dei campi di ricerca scientifica più famosi, soprattutto per i non ‘addetti ai lavori’. 

L’oceanografia (come suggerisce il nome, dal greco ωκεανός oceano e γράφω scrivere), è una branca delle scienze della terra che studia gli oceani dal punto di vista dei processi fisici, chimici, geologici e biologici. 

La sua storia è relativamente recente: sebbene il mare abbia da sempre ispirato numerosi miti e leggende, e fin dall’antichità sia stato oggetto di molte applicazioni scientifiche, l’interesse naturalistico arrivò solo nel XIX secolo. 

Il fondatore dell’oceanografia scientifica fu Luigi Ferdinando Marsili, scienziato, viaggiatore e militare italiano

Tra i molti contributi che ha portato nell’ambito scientifico, i più notevoli dal punto di vista della storia dell’oceanografia sono la pubblicazione di “Osservazioni attorno al Bosforo Tracio” (1681) il primo vero esempio di misure oceanografiche, e ”Histoire physique de la mer” (1725), considerato il primo trattato scientifico di idrografia

In suo onore, il più imponente vulcano sottomarino europeo, che si trova nei fondali del Mar Tirreno, porta il suo nome.


Figura 1 Copertina di "Historie physique de la mer" (Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze) [1].






Figura 2 Illustrazione estratta da “Osservazioni intorno al Bosforo Tracio” (Biblioteca della Naturforschenden Gesellschaft Zürich) [2].

Il primo libro di oceanografia ‘moderna’, "The Physical Geography of the Sea" del 1855, si deve invece a Matthew Fontaine Maury, un meteorologo e oceanografo statunitense, a cui si deve anche il merito di aver standardizzato la registrazione dei dati di navigazione: prima di lui infatti le navi seguivano rotte tramandate per tradizione. 

Maury, mettendo insieme registri, carte nautiche e libri di bordo delle passate navigazioni dagli archivi della marina, riuscì a mettere in correlazione fra loro le informazioni sui venti, le correnti e le condizioni atmosferiche creando un nuovo tipo di carta nautica che rese possibile stabilire nuove rotte sicure.

Sostanzialmente creò il sistema di rotte che è rimasto in uso per tutto il XX secolo.


Figura 3 Carta dei venti e delle correnti del Nord Atlantico (1850) di M.F. Maury, A.M. Lieut. U.S. Navy (United States. Hydrograhic Office) [3].


Per la prima vera e propria crociera oceanografica invece, nel senso di ricerca scientifica osservativa con tutti i crismi, bisognò aspettare la spedizione dell’HMS challenger tra il 1872 e il 1876.


Figura 4 HMS Challenger attraccata alle Bermuda, 1865. (Archivio Hulton) [4].


La spedizione Challenger fu un lungo giro del mondo che percorse 68.000 miglia nautiche (circa 125.936 km) organizzato dalla Royal Society in collaborazione con l'università di Edimburgo

Charles Thomson e il numeroso gruppo di scienziati a bordo, grazie alle strumentazioni specifiche con cui era stata attrezzata la nave, portarono a termine molte scoperte. Misurarono temperatura e correnti, determinarono la profondità e i contorni dei grandi bacini oceanici, fecero cartografie e rilevamenti biologici. 

La portata e la completezza di questa missione scientifica ne fecero un punto di riferimento nella storia dell’esplorazione sottomarina e molti dei dati raccolti a quel tempo vengono utilizzati ancora oggi.


Figura 5 Laboratorio scientifico a bordo dell’HMS challenger. (Scripps Institution of Oceanography Photographs - 1969) [5].


Nell’ultimo quarto del XIX secolo si aprì una nuova era per l’oceanografia: un gruppo di scienziati scandinavi iniziò ad investigare le complessità teoriche dell'oceano in movimento, aprendo la strada ad uno studio dinamico dell'oceano. 

Alla fine del 1870 due chimici svedesi, Gustav Ekman e Otto Pettersson organizzarono una serie di osservazioni idrografiche nello stretto di Skagerrak, che connette il mar Baltico col mare del Nord.


Figura 6 Immagine satellitare dello stretto di Skagerrak [6].


Il loro metodo nello studiare la circolazione dello stretto prevedeva una serie di misure idrografiche utilizzando diverse navi in diversi periodi dell’anno per coprire una maggiore area e le diverse condizioni stagionali, un approccio tutto nuovo allo studio del mare. 

Nello stesso periodo un altro scienziato scandinavo, il norvegese Fridtjof Nansen, per studiare la circolazione del ghiaccio nell’artico costruì una nave, la Fran, in grado di sopportare la pressione dovuta al congelamento del mare nell’inverno artico. 

Con questa nave a marzo del 1895 raggiunse una latitudine di 84°N, circa 360 miglia (579 km c.a.) dal polo, e proseguì in slitta per altre 225 miglia (362 km c.a.), più a nord di quanto si fosse mai spinto nessuno, per collezionare misure di temperatura e salinità delle acque Artiche. 

Grazie ai dati raccolti durante questa missione si fecero importanti scoperte: Ekman poté studiare come si comporta l’oceano quando è sottoposto all’azione costante del vento, e Nansen stesso sviluppò un metodo dinamico per stimare le correnti oceaniche stazionarie. 

Questo ‘metodo dinamico’, grazie anche agli studi di altri scienziati scandinavi del periodo, fece del mare di Norvegia il corpo d’acqua più attentamente studiato e meglio conosciuto al mondo.


                                                               Figura 7 (a) Rotta della Fram (1893-1896). (b) La nave venne intenzionalmente fatta congelare nel ghiaccio nel 1893 per seguirne la deriva fino al 1896 [7,8].


Nel ‘900 nacquero diversi istituti oceanografici, e con la Seconda guerra mondiale ci fu un rinnovato interesse per lo studio degli oceani. 

Gli interessi bellici, come spesso succede, portarono a molti sviluppi scientifici, soprattutto nella fisica oceanografica, che aveva applicazioni dirette per la navigazione di navi e sottomarini.


Figura 8 Il sottomarino inglese HMS Thorn di classe T, Gruppo Due [9].


Arriviamo infine all’era moderna dell’oceanografia, in cui lo sviluppo dei modelli dinamici si affianca alla teoria e alle osservazioni per descrivere in modo più completo possibile lo stato degli oceani. 

Oggi, oltre all’inesauribile lavoro teorico, esistono moltissimi sistemi di osservazione degli oceani: dalla strumentazione di profilazione calata in acqua durante le campagne oceanografiche, ai sistemi robotizzati in grado di seguire le correnti oceaniche autonomamente per diversi mesi, alle piattaforme di superficie e di profondità, fino ad arrivare ai satelliti.


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Figura 9 Schema osservativo di una campagna oceanografica (EUROFLEETS) [10



Figura 10 Schema delle operazioni e gestione dell’osservatorio di profondità ORION-GEOSTAR3, che si trova nel Tirreno alle pendici del vulcano sottomarino Marsili a circa 3320m di profondità [11].

Figura 10 Schema delle operazioni e gestione dell’osservatorio di profondità ORION-GEOSTAR3, che si trova nel Tirreno alle pendici del vulcano sottomarino Marsili a circa 3320m di profondità [11].

Figura 12 Costellazione dei satelliti Sentinel, parte del programma Copernicus per il monitoraggio dell’ambiente. Molti dei dati presi da questi satelliti riguardano gli oceani, e vengono distribuiti dalla sezione marina del progetto (CMEMS) [13.


Riferimenti 

[1]  https://openmlol.it/media/luigi-ferdinando-marsili/histoire-physique-de-la-mer-ouvrage-enrichi-de-figures-dessin%C3%A9es-d-apr%C3%A8s-le-naturel-par-louis-ferdinand-comte-de-marsilli-membre-de-l-academie-royale-des-sciences-de-paris/18032 

[2] https://www.e-rara.ch/zuz/content/titleinfo/12753662 

[3] https://collections.lib.uwm.edu/digital/collection/agdm/id/1483/

[4] https://delphipages.live/it/scienza/scienze-della-terra-tempo-geologico-e-fossili/scienze-della-terra/challenger-expedition

[5] https://library.ucsd.edu/dc/object/bb0274079t [6] https://ita.agromassidayu.com/proliv-skagerrak-raspolozhenie-harakteristika-strani-read-246324 [7] http://frammuseum.no/ 

[8] Talley, Lynne D. Descriptive physical oceanography: an introduction. Academic press, 2011. 

[9] https://uboat.net/allies/ships/rn_subs.htm 

[10] https://www.eurofleets.eu/ 

[11] Favali, Paolo, et al. "A fleet of multiparameter observatories for geophysical and environmental monitoring at seafloor." Annals of geophysic (2006). 

[12] https://argo.ucsd.edu/ 

[13] https://marine.copernicus.eu/ 

[14] Mosetti, Renzo; Silvestri, Marina (2008). Da Okeanos a “el Nino”: Il Contributo dell’oceanografia agli studi sul clima. Mondadori Bruno Ed. ISBN: 9788842497967

Beatrice  Giambenedetti.

Laureata in Fisica, al momento sto facendo il dottorato in collaborazione con l'INGV, per una ricerca incentrata sullo studio delle dinamiche profonde dell'oceano.
L'amore per il mare me l'ha trasmesso mio padre, che mi ha fin da piccola portato a vela e a fare immersioni.
Sostanzialmente sono sempre in mezzo al mare, che sia letteralmente in acqua o persa tra equazioni e misure.

Condividi 

Così possiamo inviarvi la nostra newsletter.
Per dimostrare che non sei un robot.
Clicca sul link per leggere il nostro avviso legale.
* Campi obbligatori
Post precedente Post successivo