La marea, l’orologio a pendolo dei marinai

Questo articolo fa parte di "Granelli di sabbia"

Divagazioni su processi, forme e tematiche ambientali della spiaggia. Una rubrica a cura del GNRAC.

Bassa marea in Bretagna

Le maree, quelle serie (!), hanno da sempre scandito la giornata nei villaggi dei pescatori: si entra e si esce dal porto non quando il barbuto Nettuno con le sue onde lo decide, bensì quando la candida Luna ci concede il passaggio. Tutta la vita del villaggio ruota attorno alle barche che escono o che rientrano, e guai a chi si attarda a salpare le ultime reti: rischia di dover lasciare la barca fuori dal porto. È la Luna la padrona del tempo, con le sue alte e basse maree, non il Sole con il giorno e la notte. Allora non sorprendiamoci se il termine time (“tempo” in inglese) deriva da tide, marea!
Un quarto di luna fa, con l’ultimo “granello di sabbia”, vi avevo lasciati un po’ perplessi e forse non tutti erano arrivati alla fine del primo articolo sulle maree. E allora perché insistere? Il motivo è che ciò che avevo scritto, anche se aveva quello scopo, non poteva spiegare bene le maree, perché le cose sono molto più complesse e, se troppo banalizzate, chi legge può avere l’impressione di avere capito, ma chi spiega sa che ciò non è possibile.

Una complicazione che non avevamo considerato deriva dal fatto che la Luna non gira attorno alla Terra rimanendo alta sull’equatore, ma il suo piano di rivoluzione è molto inclinato. Questo fa sì che talvolta il nostro satellite sia allo zenit sull’equatore, ma altre anche oltre i tropici. Guadiamo come si sviluppano i lobi della marea diretta e opposta in quest’ultima configurazione.

L’oscillazione della Luna rispetto al piano dell’equatore terrestre contribuisce all’asimmetria fra le due alte maree semidiurne.

Il lobo della marea diretta viene ad avere la massima altezza a nord del Tropico del Cancro, ma la marea opposta è massima sotto al Tropico del Capricorno. Questo significa che con la rotazione della Terra attorno al proprio asse, un determinato punto si troverà sotto al lobo maggiore nel momento T1, ma lontano dal suo simmetrico nel momento T2, dove vi sarà un’alta marea, ma… poco alta!

Finora abbiamo immaginato una Terra coperta da un grande oceano, ma le cose non stanno così! Queste onde di marea non sono libere di propagarsi in un mega-oceano, ma trovano l’ostacolo dei continenti, devono aggirare le isola, attraversare gli stretti; e tutto questo modifica il loro corso e rende diverse le loro ampiezze. L’acqua può poi ammassarsi all’interno dei golfi, raggiungendo altezze incredibili, o risalite i fiumi per chilometri (mascaretto), creando un’onda sulla quale si può fare il surf.

Il mascaretto che risale il corso inferiore del fiume Qiantang (Cina).

La cosa più sorprendente è che queste onde lunghissime vengono riflesse dai continenti e vanno avanti e indietro attraversando gli oceani. Può quindi succedere che un’onda in arrivo si sommi o si sottragga a una riflessa, raddoppiandone o azzerandone l’altezza. Si può arrivare alla risonanza con la formazione di onde stazionarie, nelle quali l’acqua s’innalza o si abbassa mantenendo ferma la posizione delle creste e dei cavi.

Risonanza fra le onde riflesse dalle coste e quelle incidenti, con la formazione della linea nodale in cui l’escursione di marea è nulla.

Ma le maree non hanno ancora finito di sorprenderci… o di farci impazzire! Che le masse d’aria muovendosi nell’atmosfera subiscano delle deviazioni e che le perturbazioni si arrotolino su sé stesse non sorprende più nessuno: i vortici ciclonici ormai riempiono i nostri schermi televisivi. Tutto è causato dall’accelerazione di Coriolis, a cui sono soggetti i corpi che si muovono in un sistema in rotazione. E perché mai non dovrebbero ruotare anche le onde di marea, dato che anche loro trasportano delle masse di materia su di una Terra che gira? Ecco che le onde di marea, come gli uragani, hanno un occhio, che non è altro che la contrazione della linea nodale. In questo punto l’escursione di marea sarà nulla e l’ampiezza mareale diverrà via via maggiore quanto più ci si allontana da quel punto (punto o nodo anfidromico, dal greco “che corre in due direzioni” le onde di marea si rincorrono intorno!).

La rotazione delle onde determina la contrazione della linea nodale che diventa il punto anfidromico, con escursione di marea nulla. Allontanandosi da quello, l’ampiezza di marea cresce.

Questi e altri fenomeni si mescolano per complicare l’andamento delle maree, ma alla fine i vari oceani e i vari mari trovano un equilibrio che, con la presenza in cielo della Luna ha poco a che fare, se non con il periodo di rotazione della Terra rispetto alla posizione, mobile, del nostro satellite (le 24 ore e 50 minuti di cui abbiamo parlato la settimana scorsa). La vedo come un’altalena: non importa in che momento diamo la spinta, l’importante è che la si dia a ogni oscillazione.

Ma ora basta con questi rompicapi: le prossime volte passeggeremo tranquillamente lungo le coste!

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