1.

Introduzione

Marea Periodica oscillazione del livello delle acque dell'oceano, sia in mare aperto, sia nelle insenature, prodotto dall'attrazione gravitazionale della Luna e del Sole sull'acqua e sulla Terra stessa.

2.

Maree lunari

Dato che è molto più vicina alla Terra del Sole, la Luna è la principale causa delle maree. Passando sulla verticale di un punto della superficie terrestre, essa esercita una forza di attrazione sulle acque, che pertanto si innalzano al di sopra del loro livello normale. Sono soggette a questa forza anche le acque che si trovano dalla parte opposta della Terra, alla massima distanza dalla Luna. La cresta d'onda che si forma al passaggio lunare è detta marea diretta, mentre quella diametralmente opposta prende il nome di marea opposta. Lungo il cerchio massimo della Terra perpendicolare all'asse che congiunge le creste di marea si hanno fasi in cui l'acqua è più bassa rispetto al suo livello normale.

Le acque basse (riflusso) e alte (flusso) si alternano in un ciclo continuo e la differenza tra il massimo e il minimo livello raggiunti durante questo ciclo è detta escursione di marea. In ogni sito costiero si verificano due alte maree, una diretta e una opposta, e due basse maree per ogni giorno lunare. Due alte o basse maree successive hanno pressappoco lo stesso livello anche se in alcuni siti si riscontra una certa discrepanza, di cui non è ancora nota la ragione. Le maree oceaniche sono comunque più alte rispetto a quelle dei mari interni.

3.

Maree solari

Anche il Sole causa due creste d'onda diametralmente opposte, ma data la maggiore distanza dalla Terra, l'intensità della forza di attrazione che esso esercita sul nostro pianeta è solo il 46% di quella lunare. In ogni caso, le forze esercitate dalla Luna e dal Sole producono una doppia cresta d'onda la cui forma dipende dalle posizioni relative della Luna e del Sole momento per momento. Durante le fasi di luna nuova e luna piena, quando cioè Sole, Luna e Terra si trovano in allineamento, le onde solari e lunari coincidono. Ciò produce le cosiddette maree sigiziali, durante le quali l'acqua alta raggiunge il livello massimo e l'acqua bassa il livello minimo. Quando la Luna è al suo primo o terzo quarto, invece, si trova ad angolo retto rispetto al Sole e le due forze di attrazione interferiscono negativamente. Questa condizione produce le maree di quadratura, durante le quali l'acqua alta è più bassa del normale e l'acqua bassa più alta. Le maree sigiziali e di quadratura vengono registrate circa 60 ore dopo le fasi lunari corrispondenti, e questo lasso di tempo prende il nome di età della marea. Il ritardo tra il passaggio della Luna sul meridiano di un certo luogo e l'alta marea, dovuto ai fenomeni di attrito, è detto invece intervallo lunitidale, o stabilimento di porto.

4.

Correnti e onde di marea

Alle oscillazioni verticali dell'acqua si accompagnano vari movimenti orizzontali o laterali, denominati correnti di marea, completamente diversi dalle comuni correnti oceaniche. In aree confinate, una corrente di marea scorre in una direzione per circa 6 ore e 12 minuti, dopodiché si inverte e scorre in senso opposto per un tempo pari al primo; in corrispondenza dell'inversione, l'acqua si trova per qualche momento in uno stato di calma (acqua morta).

Occasionalmente, onde giganti che prendono origine in mare aperto, chiamate con il termine giapponese tsunami o (impropriamente) onde di marea, si abbattono su zone costiere con potenza devastante, causando vittime e gravi danni economici. Esse non sono prodotte dalle maree, ma sono da mettere in relazione a terremoti, eruzioni di vulcani sottomarini o intense perturbazioni atmosferiche.

Un altro fenomeno erroneamente associato alle maree è quello delle sesse, oscillazioni libere che si verificano di solito in insenature, come la baia di San Francisco in California, o in laghi. Qui la superficie dell'acqua può oscillare di pochi centimetri o di diversi metri per effetto di variazioni locali della pressione atmosferica aiutate dall'azione dei venti, ma talvolta anche per effetto di una scossa sismica distante. Il movimento dell'acqua può persistere per pochi minuti, ma a volte anche per diverse ore.

5.

Energia prodotta dalle maree

L'energia delle maree può essere sfruttata per la produzione di elettricità. Nell'estate del 1966, un impianto di conversione della potenza di 240.000 kW è stato messo in funzione alla foce del fiume Rance, in Francia. L'onda che risale l'estuario, passando attraverso una diga, aziona un sistema di turbine, dopodiché viene bloccata mediante chiuse. Quando la marea si abbassa, l'acqua viene rilasciata riaprendo le chiuse della diga e mette nuovamente in funzione le turbine. Simili impianti sono efficienti solo se l'escursione di marea è pronunciata, come nel caso del fiume Rance, dove il dislivello raggiunge gli 8,5 m. Le maree più imponenti al mondo si registrano nella baia di Fundy in Canada, dove l'escursione supera i 18 m. Da molto tempo si progetta di costruire un impianto elettrico in un'insenatura minore della baia, ma l'opera non è ancora stata realizzata.