Oceanologia

Caratteristiche dei fondali marini rivelate dal campo gravitazionale. MAPPE

Abbiamo mappe più complete della superficie di Marte o la Luna rispetto a quelle della Terra. L'oceano è la linfa vitale della Terra, e copre oltre il 70 % della superficie del pianeta, ma tuttavia il 95 % di questo regno rimane inesplorato, invisibile all'occhio umano. Per gli esseri umani e la maggior parte degli occhi satellitari, l'oceano profondo è opaco.

Ma ci sono modi per visualizzare come appare il pianeta sotto quel sudario acquoso. Sonar montati sulle navi sono in grado di distinguere la forma (batimetria) del fondo marino. Ma tali mappe possono essere effettuate solo per i luoghi in cui le navi e i sonar passano frequentemente. La maggior parte di tali misure sono state effettuate lungo le principali rotte di navigazione del mondo intervallate con i risultati delle spedizioni scientifiche negli ultimi due secoli. Il 5 -15 % del fondo oceanico globale è stato mappato in questo modo.

C'è un altro modo per vedere le profondità dell'oceano: misurando il campo magnetico della Terra, una delle disciplina nota come geodesia, e la gravità.  David Sandwell della Scripps Institution of Oceanography e Walter Smith della National Oceanic and Atmospheric Administration, hanno trascorso gran parte degli ultimi 25 anni negoziando con le agenzie militari e le operatori satellitari per consentire loro di acquisire o ottenere l'accesso alle misure del campo di gravità e le altezze della superficie del mare e della Terra. Il risultato dei loro sforzi di collaborazione è un insieme di dati globali che dice dove sono i crinali e le valli, mostrando dove varia il campo gravitazionale del pianeta.

La mappa di inizio articolo mostra una vista globale delle anomalie gravitazionali come misurate e assemblate da Sandwell, Smith e colleghi. Sfumature di arancione e rosso rappresentano le aree in cui il fondale marino gravitazionale è più forte (in milligals) rispetto alla media globale, un fenomeno che coincide per lo più con la posizione delle creste sottomarine, montagne sottomarine, e i bordi delle placche tettoniche della Terra. Le sfumature in blu rappresentano aree di gravità più bassa, che corrispondono in gran parte alle depressioni più profonde nell'oceano.

La seconda mappa mostra una vista più stretta di tali dati lungo la dorsale Medio atlantica, tra l'Africa e il Sud America.

Le mappe sono state create attraverso analisi computerizzate e la modellazione di nuovi dati altimetrici satellitari del CryoSat-2 dell'Agenzia Spaziale Europea, e dalla NASA-CNES Jason-1, così come i dati più vecchi delle missioni negli anni 1980 e '90. Il CryoSat-2 è stato progettato per raccogliere dati sulle regioni polari della Terra ma anche le misure sopra gli oceani. Jason-1 è stato specificamente progettato per misurare l'altezza degli oceani, ma doveva essere regolato per un'orbita leggermente diversa al fine di acquisire i dati necessari per vedere le anomalie gravitazionali.

Ma in che modo l'altezza della superficie del mare (che è quello che gli altimetri misurano) ci dice qualcosa sulla gravità e il fondo marino? Le montagne e altre caratteristiche dei fondali hanno molta massa, in modo da esercitare una forza di attrazione gravitazionale sulle acque sopra e intorno ad esse; in sostanza, le montagne sottomarine attraggono più acqua verso il loro centro di massa. Questo fa sì che l'acqua si accumuli in piccole ma misurabili protuberanze sulla superficie del mare (Se vi state chiedendo perché una maggiore massa non attira l'acqua, è perché essa è incomprimibile, cioè, non si riduce in un volume più piccolo).

Le nuove misurazioni di queste piccole protuberanze sulla superficie del mare sono state confrontate e combinate con misure di gravità precedenti per realizzare una mappa che è da due a quattro volte più dettagliata rispetto al passato. Attraverso il loro lavoro, Sandwell e Smith hanno tracciato migliaia di montagne e colline abissali precedentemente inesplorate. La nuova mappa fornisce un quadro preciso della topografia del fondale su una scala di 5 km per pixel.

Da queste mappe del fondo marino, gli scienziati possono ulteriormente affinare la comprensione dell'evoluzione e del movimento delle placche tettoniche della Terra e i continenti che li trasportano. Esse possono anche migliorare le stime della profondità del fondo marino in varie regioni e indirizzare nuove indagini sonar per raffinare ulteriormente i dettagli, soprattutto nelle zone dove ci sono sedimenti di spessore. Questa terza e ultima mappa mostra i dati di gravità come un cartografo rappresenterebbe il fondo marino, con i toni di blu più scuri che rappresentano zone più profonde.

Ali Dorate

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