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ASTRONOMIA E GEOGRAFIA DELLE MAREE di Walter Caputo – 7/8/09

“Oggi la marea salirà alle 23:00. Fino a quell’ora le vostre auto sono completamente al sicuro”. Questa è la frase che ho letto all’ingresso di Mont Saint-Michel, una sorta di “isolotto” situato nel nord della Francia. Sono venuto qui perché è uno dei dieci posti al mondo in cui la differenza fra alta e bassa marea supera i 10 metri. I francesi chiamano questa differenza “marnage”: a Mont Saint-Michel il marnage supera addirittura i 14 metri di altezza. Questo deve essere il motivo per cui sono in compagnia di tantissimi turisti, che affollano le vie strette (e in salita) e che hanno lasciato una quantità straordinaria di macchine appunto nel parcheggio, ovvero un’area (attualmente non ancora inondata dall’acqua) che si estende con un’ampiezza davvero ragguardevole. D’altronde qui l’acqua riesce a ricoprire una superficie i cui confini distano circa 10 chilometri dalla base dell’isolotto.

Ma, alla fine, anche se è la marea il tratto distintivo di Mont Saint-Michel, gran parte dei turisti si riversa nei ristoranti, nei negozietti, nell’Abbazia e sulle ripide scalinate. Ed è giusto: occorre divertirsi, ma dopo aver mangiato e passeggiato, trovo molto utile e divertente cercare di capire come funzionano le maree. Dunque mi documento scegliendo un’ottima pubblicazione francese: “Comprendre les marées” di Odile Guérin (Editions Ouest-France 2007). E scopro che le maree non sono solo un fenomeno astronomico – in quanto risultato dell’interazione Terra, Luna e Sole – ma sono essenzialmente anche un fenomeno geografico, poiché dipendono dalla profondità delle acque, dalla forma delle coste, dalla direzione del vento e dalla pressione atmosferica.

Ma partiamo dal principio, ovvero da quali sono gli attori fondamentali sulla scena delle maree. Innanzitutto c’è la Terra, su cui constatiamo l’effetto delle maree: tale effetto è dovuto soprattutto alla Luna, che è la protagonista, in quanto – nonostante sia il nostro piccolo satellite – è molto vicina (circa 384.000 chilometri). Occorre poi considerare il Sole, al quale si può attribuire un ruolo secondario, poiché – a dispetto della sua massa gigantesca – dista da noi circa 150 milioni di chilometri.

Quali forze provocano le maree ? Consideriamo inizialmente la Terra perfettamente sferica, immobile e collocata in uno spazio vuoto. L’unica forza in gioco è la gravità, che è quindi il motivo per cui noi e tutte le acque siamo attaccati al suolo. Aggiungiamo ora alla nostra immagine una Luna immobile, e notiamo che essa esercita una forza d’attrazione. Notiamo anche che, se non esistessero altre forze, la Terra e la Luna entrerebbero presto in rotta di collisione. Fortunatamente la Terra ruota su se stessa e la Luna ruota intorno alla Terra: dunque forza centrifuga contro forza d’attrazione (l’acqua tende a rimanere attaccata alla terra per la forza di gravità terrestre, ma tende anche a “staccarsi” a causa della forza centrifuga e della gravità lunare). L’equilibrio fra le due forze non è proprio perfetto: il risultato è la forza di marea.

I dati rilevanti relativi alle maree vengono pubblicati con riferimento ai principali porti francesi. Tali dati comprendono gli orari in cui si verificano le basse e le alte maree, l’altezza in metri e il coefficiente della marea. Per quanto riguarda l’orario occorre fare attenzione alla forma in cui è espresso: se ad esempio si tratta del T.U. (Tempo Universale), occorre aggiungere un’ora d’inverno e due d’estate.

L’altezza in metri ha come parametro di riferimento lo zero idrografico, che corrisponde al livello più basso possibile che può raggiungere il mare.

Il coefficiente delle maree è un numero che serve a quantificare l’importanza della marea.

Sulle coste francesi si osservano in generale 4 maree al giorno: una bassa, poi una alta, poi di nuovo una bassa e infine di nuovo una alta. Ciò in quanto ogni 6 ore circa (quindi 24 ore / 6 ore = 4 maree) la Luna si trova in una posizione diversa rispetto alla Terra, considerando che la Luna attrae la Terra a livello dell’equatore (alta marea) e la schiaccia verso i poli (bassa marea). Tuttavia, l’intervallo di 6 ore è molto approssimato, poiché occorre considerare che, mentre la Terra ruota su se stessa in circa 24 ore, la Luna ruota intorno alla Terra in circa 1 mese, dunque percorrerà circa 13 gradi in un giorno (in media). La conseguenza è che la Terra deve percorrere 360^° + 13^° , il  che implica circa 24 ore e 50 minuti, che diviso per 4 fa più di 6 ore. Quindi l’alta marea di oggi sarà avanti di 50 minuti rispetto a quella di ieri.

In realtà il “ritardo” può andare da 30 minuti a 1 ora e 40 minuti, in quanto l’orbita della Luna è ellittica e non circolare, quindi – quando la Luna è più vicina alla Terra – la sua velocità aumenta e in 24 ore percorre 15,4 gradi (invece di 13), il che implica un ritardo maggiore di 50 minuti. Quando invece la Luna è più lontana, è anche più lenta, percorrendo in 24 ore solo 10,4 gradi. Ciò si traduce in un ritardo di meno di 50 minuti (perché la Terra impiega meno di 50 minuti per percorrere 10,4 gradi).

E che dire a questo punto dell’effetto gravitazionale del Sole ? Semplicemente che si somma a quello della Luna, incrementando l’altezza delle maree, quando Luna, Terra e Sole si trovano su una linea retta. Al contrario, l’effetto del Sole si sottrae (riducendo in questo modo l’importanza delle maree) quando forma un angolo retto con la Terra e Luna.

Infine, dobbiamo ricordare gli aspetti geografici delle maree:

-         le maree sono tanto più forti quanto meno profondi sono i mari;

-         le maree sono tanto più forti quanto più i contorni delle coste presentano delle rientranze;

-         se i venti spingono in direzione delle maree, queste saranno più alte; al contrario le maree saranno più deboli se i venti spirano in direzione opposta;

-         bassa pressione significa aria più leggera e quindi livelli più alti delle maree; al contrario alta pressione equivale ad aria più pesante con la conseguenza di maree più deboli.