Le maree
A Venezia l'acqua sale fino a invadere piazza San Marco e poi, qualche ora dopo, si ritira. Succede due volte al giorno, con un ritmo preciso. Chi comanda questo ritmo? E perché in Adriatico l'acqua si muove così tanto più che in altre zone del Mediterraneo? Lo scopriremo in questa pagina.
Che cos'è la marea
La marea è l'oscillazione periodica del livello del mare: l'acqua sale (alta marea, o flusso) fino a un massimo, poi scende (bassa marea, o riflusso) fino a un minimo. La differenza di livello tra alta e bassa marea si chiama escursione di marea (o ampiezza).
Il fenomeno si ripete con regolarità: in media passano 12 h 25 min tra due alte maree consecutive, e quindi circa 6 h 12 min tra un'alta e la bassa marea successiva. In un giorno solare ci sono dunque due alte e due basse maree.
Nel porto di Venezia l'acqua sale e scende due volte al giorno. a) Come si chiama il fenomeno? b) Quale astro è la causa principale?
Nel porto di Venezia l'acqua sale e scende due volte al giorno.
- a) Come si chiama il fenomeno?
- b) Quale astro è la causa principale?
Descrivi la differenza tra alta marea e bassa marea e indica il tempo medio tra due alte maree consecutive (circa 12 h 25 min).
Descrivi la differenza tra alta marea e bassa marea e indica il tempo medio tra due alte maree consecutive (circa 12 h 25 min).
Calcolare gli orari
Poiché il ritmo è regolare, si possono prevedere gli orari. Basta sommare l'intervallo di 12 h 25 min tra alte maree e circa 6 h 12 min (metà) tra alta e bassa.
Ogni giorno le maree ritardano di circa 50 minuti: infatti 2 · 25 min = 50 min. Il motivo è che la Luna si sposta lungo la sua orbita e la Terra deve ruotare un po' più a lungo per "ritrovarla" sopra lo stesso punto (il giorno lunare dura circa 24 h 50 min).
Un'alta marea a Venezia avviene alle 06:10. a) A che ora avverrà la successiva, supponendo un intervallo di 12 h 25 min? b) A che ora la bassa marea intermedia? c) A che…
Un'alta marea a Venezia avviene alle 06:10.
- a) A che ora avverrà la successiva, supponendo un intervallo di 12 h 25 min?
- b) A che ora la bassa marea intermedia?
- c) A che ora circa sarà l'alta marea del giorno dopo, mattina?
Perché due rigonfiamenti?
L'attrazione gravitazionale della Luna è più forte sul lato della Terra che le sta di fronte e più debole sul lato opposto, perché la distanza è maggiore. Rispetto al centro della Terra, l'acqua vicina alla Luna viene "tirata" verso di essa, mentre quella sul lato opposto viene "lasciata indietro". Risultato: due rigonfiamenti, uno verso la Luna e uno opposto.
La forza di marea non è proporzionale a $M/d^2$ come l'attrazione, ma a $\dfrac{M}{d^3}$: conta la differenza di attrazione tra due punti, e questa diminuisce molto in fretta con la distanza. Per questo la vicinissima Luna vince sul lontanissimo Sole.
Un effetto collaterale: l'acqua in movimento sfrega sul fondale e sulle coste (attrito di marea) e frena lentamente la rotazione della Terra: il giorno si allunga di circa 2 millisecondi per secolo, mentre la Luna si allontana di pochi centimetri all'anno.
La forza di marea è proporzionale a $\frac{M}{d^3}$, dove $M$ è la massa dell'astro e $d$ la distanza. La Luna ha massa $7{,}35\cdot10^{22}$ kg e $d = 3{,}84\cdot10^{8}$…
La forza di marea è proporzionale a $\frac{M}{d^3}$, dove $M$ è la massa dell'astro e $d$ la distanza. La Luna ha massa $7{,}35\cdot10^{22}$ kg e $d = 3{,}84\cdot10^{8}$ m; il Sole ha massa $1{,}99\cdot10^{30}$ kg e $d = 1{,}50\cdot10^{11}$ m.
- a) Calcola il rapporto tra l'effetto di marea della Luna e quello del Sole.
- b) Perché, nonostante la massa minore, la Luna influenza di più?
- c) Commenta il risultato in rapporto alle maree vive.
Spiega perché ci sono due rigonfiamenti di marea (uno verso la Luna e uno opposto) e non uno solo. a) Usa il concetto di differenza di attrazione gravitazionale sulla…
Spiega perché ci sono due rigonfiamenti di marea (uno verso la Luna e uno opposto) e non uno solo.
- a) Usa il concetto di differenza di attrazione gravitazionale sulla Terra.
- b) Spiega perché l'alta marea ritarda di circa 50 minuti al giorno.
- c) Quali effetti ha l'attrito di marea sulla rotazione terrestre a lungo termine?
Maree vive e maree morte
Anche il Sole produce maree, più piccole. Gli effetti di Luna e Sole si sommano o si sottraggono a seconda delle posizioni.
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Maree vive (sizigiali): a luna nuova e luna piena, Sole, Terra e Luna sono allineati; i due effetti si sommano e l'escursione è massima.
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Maree morte (di quadratura): al primo e all'ultimo quarto, Luna e Sole formano un angolo di 90° rispetto alla Terra; gli effetti si contrastano e l'escursione è minima.
Si hanno maree vive anche a luna piena: Sole e Luna sono da parti opposte, ma i rigonfiamenti dei due astri si sovrappongono, perché ciascun astro genera due rigonfiamenti opposti. Le maree sono particolarmente forti quando luna nuova (o piena) coincide con il perigeo (Luna più vicina alla Terra). Anche i periodi intorno agli equinozi tendono a dare sizigie marcate: in quei giorni Sole e Luna si trovano vicino al piano dell'equatore terrestre, quindi i rigonfiamenti di marea si allineano con l'equatore e il loro effetto sulle coste risulta massimo.
a) Quando si hanno le maree vive (sizigiali)? b) Quando le maree morte (di quadratura)?
- a) Quando si hanno le maree vive (sizigiali)?
- b) Quando le maree morte (di quadratura)?
Una stazione registra: luna nuova il 1° del mese con escursione di marea 1,0 m; primo quarto il 8 con escursione 0,5 m. a) Spiega la differenza tra le due escursioni. b)…
Una stazione registra: luna nuova il 1° del mese con escursione di marea 1,0 m; primo quarto il 8 con escursione 0,5 m.
- a) Spiega la differenza tra le due escursioni.
- b) Prevedi l'escursione approssimata alla luna piena del 15.
- c) Prevedi un valore per l'ultimo quarto.
Maree e coste
L'ampiezza dipende anche dalla geografia. Il Mediterraneo è un mare quasi chiuso, collegato all'Atlantico dallo stretto di Gibilterra: entra poca acqua e le escursioni sono di pochi decimetri. L'Alto Adriatico è un bacino stretto, poco profondo e allungato: l'onda di marea si incanala, si riflette contro le coste e si amplifica (fino a circa 1 m a Venezia). In baie a imbuto come la Baia di Fundy (Canada) l'acqua è costretta in uno spazio sempre più stretto e le escursioni superano 15 m.
Il Mar Mediterraneo ha escursioni di marea di pochi decimetri (nell'Alto Adriatico fino a circa 1 m), mentre nella Baia di Fundy superano 15 m. a) Spiega perché il…
Il Mar Mediterraneo ha escursioni di marea di pochi decimetri (nell'Alto Adriatico fino a circa 1 m), mentre nella Baia di Fundy superano 15 m.
- a) Spiega perché il Mediterraneo ha maree modeste.
- b) Perché nell'Adriatico settentrionale sono maggiori?
- c) Come influisce la forma della costa sull'ampiezza?
Una laguna ha periodi di marea irregolari: il livello massimo è maggiore nelle sizigie in prossimità degli equinozi. a) Spiega perché le maree sono particolarmente alte…
Una laguna ha periodi di marea irregolari: il livello massimo è maggiore nelle sizigie in prossimità degli equinozi.
- a) Spiega perché le maree sono particolarmente alte vicino agli equinozi.
- b) Considera la distanza Terra-Luna al perigeo (circa $363.000$ km) e all'apogeo ($405.000$ km): calcola il rapporto delle forze di marea.
- c) Cosa accade quando luna nuova e perigeo coincidono?
Hai capito? Torna a Venezia: l'acqua sale due volte al giorno per l'attrazione della Luna, con un ritardo di circa 50 minuti al giorno, e raggiunge i massimi con le maree vive.
In sintesi
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La marea è l'alzarsi e abbassarsi periodico del mare: due alte e due basse al giorno, con 12 h 25 min tra due alte consecutive.
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Ogni giorno le maree ritardano di circa 50 minuti, perché il giorno lunare dura circa 24 h 50 min.
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La causa principale è la Luna; l'effetto è proporzionale a $M/d^3$ e per questo il Sole, pur più massiccio, conta meno della metà.
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Due rigonfiamenti: uno verso la Luna e uno opposto, per la differenza di attrazione.
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Maree vive a luna nuova e piena (astri allineati), maree morte ai quarti.
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L'escursione dipende anche dalla forma del bacino: modesta nel Mediterraneo, maggiore nell'Alto Adriatico, enorme in baie a imbuto.