Appena usciamo dall’acqua, dopo avere fatto un bel bagno in mare, sentiamo freddo perché la pellicola di acqua che copre la nostra pelle evapora e sottrae calore al nostro corpo. La sensazione è ancora più forte se il vento allontana l’aria umida, consentendo così una rapida prosecuzione del processo. Analogamente, quando abbiamo caldo sudiamo, l’acqua evapora e ci raffreddiamo, in modo da mantenere una temperatura costante. In entrambi i casi si tratta di un processo di autoregolazione, che in inglese si chiama “feed-back” (letteralmente, “alimentazione all’indietro”), e che si definisce “positivo” se tende ad amplificare il processo e “negativo” se porta a una sua attenuazione. Processi simili, nei sistemi biologici, consentono di mantenere uno stato di equilibrio quando variano le condizioni ambientali e, in molti casi, anche quelle interne.
Abbiamo già incontrato questo concetto quando abbiamo parlato dell’impossibilità per le spiagge di essere stabili, spiegando che quasi tutti i processi che determinano la quantità di sabbia che arriva al mare dai fiumi e quella che le correnti indotte dal moto ondoso portano via non sono regolati da feed-back. In pratica possiamo dire che, se la spiaggia è in erosione, non può mandare un messaggio “all’indietro” al fiume, dicendogli “per favore, portami più sabbia”. Ecco perché è molto difficile trovare una spiaggia in equilibrio. La figura che compare qui sotto è proprio quella che usammo per spiegare come funziona un processo regolato da feed-back.
Ma guardando una singola spiaggia, vi sono processi che si autoregolano? Ebbene, possiamo dire di sì; ed è interessante capirne il funzionamento perché determinano proprio la forma che assume la spiaggia con il variare delle caratteristiche del moto ondoso.
Durante le mareggiate la parte asciutta della spiaggia si restringe perché l’onda risale con più energia, e anche perché parte della sabbia si sposta sui fondali antistanti. La fascia nella quale si dissipa l’energia delle onde diventa più ampia e in tal modo si riduce la quantità di energia che investe ogni sua singola parte. Con le piccole onde di bel tempo, l’energia in arrivo è minore e la spiaggia può permettersi di assorbirla su di una superficie più piccola: ecco che riesce a tenere una pendenza maggiore (per esempio, la battigia è più ripida). Quindi, grazie a processi a feed-back negativo, la spiaggia cambia in continuazione il proprio profilo per raggiungere una morfologia stabile che le consenta di meglio sopportare le diverse condizioni meteomarine.
Ma torniamo alla mareggiata. Come abbiamo visto in un articolo della rubrica “Granelli di sabbia“, dal titolo “Com’è fatta una spiaggia“, la sabbia che va verso il largo forma una barra nel punto in cui frangono le onde. Altre onde in arrivo, che magari frangerebbero più vicino a riva, trovano questo ostacolo e, frangendo proprio qui, inducono la deposizione di altra sabbia che fa crescere ulteriormente la barra (feed-back positivo). Ma la sua altezza e la maggiore energia che la investe diventano fattori negativi che ne impediscono un ulteriore sviluppo. Ecco che la barra trova un’altezza in equilibrio con la mareggiata grazie a un feed-back negativo!
Un altro processo regolato da feed-back negativo lo abbiamo incontrato quando parlavamo delle dune costiere, che crescendo in altezza formano uno sbarramento sempre più forte per il vento che le deve superare. Il flusso d’aria che arriva dal mare si concentra sulla cresta e la sua velocità aumenta fino a essere tale da non consentire più la deposizione dei granelli che trasporta. In quell’occasione avevamo portato l’esempio della Dune de Pylà, la più alta d’Europa, che ha raggiunto il suo equilibrio dinamico, fra il vento che costruisce e quello che erode, con un’altezza che sta oscillando fra i 104 e i 114 metri.
Anche sulle spiagge che ospitano opere di difesa si possono riconoscere processi regolati da feed-back, sia positivi sia negativi. Un caso classico è quello dei pennelli anti-erosione, con la spiaggia posta sopraflutto che cresce, ma che difficilmente riesce a raggiungere la testa della struttura. La capacità s’intrappolamento di queste opere dipende anche da quanto sono aggettanti, ma via via che si riempiono sporgono sempre meno e perdono di efficienza (feed-back negativo). Inoltre, in aderenza al pennello si forma una rip current che tende a portare i sedimenti verso i fondali antistanti. Ecco perché, subito dopo la sua costruzione, la spiaggia cresce rapidamente, ma poi non mantiene le promesse iniziali… per la fortuna del litorale posto sottoflutto!
Un altro esempio ci è dato da una parete riflettente posta in prossimità della battigia, come una difesa aderente: la turbolenza che si genera quando viene investita dal moto ondoso mette in sospensione la sabbia, che poi si allontana grazie alle onde riflesse. L’arenile sparisce e il profilo della spiaggia sommersa si abbassa, tanto che le onde perdono meno energia prima di raggiungere la nostra struttura, al cui piede si amplifica l’erosione. In questo caso il processo si dice a feed-back positivo, che comunque tende poi ad affievolirsi dato che la capacità delle onde di muovere sedimenti si riduce con la profondità.
Riguardando tutti i “granelli di sabbia” pubblicati dal febbraio 2020 a oggi, di processi regolati da feed-back ne abbiamo trovati tanti, anche se non sempre gli abbiamo dato questo nome: la formazione delle baie a spirale, il flusso dei granelli di sabbia che forma le ripples, lo sviluppo degli insediamenti costieri… e chissà quanti altri!
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