Domanda
Si propaga il suono nell’oceano?
La luce e il suono sono i due principali veicoli di trasferimento di informazioni usati
nella comunicazione umana e animale. Sulla terraferma, il suono si attenua su
distanze molto più brevi rispetto alla luce, ragion per cui la luce è l'opzione più
adatta alla comunicazione su grandi distanze. La situazione opposta si incontra
nell'oceano: mentre la luce non penetra molto a fondo in acqua, il suono può
viaggiare su grandi distanze e pertanto essere utilizzato ? da parte degli animali e
dell'uomo - per diversi scopi, come ad esempio la scandagliatura del fondo, la
comunicazione, la localizzazione di oggetti e le misure sottomarine. Informazioni
dettagliate sulla velocità del suono (come la velocità di fase delle onde acustiche) è
essenziale per queste applicazioni.
La velocità del suono c è funzione della temperatura T, della salinità S, della
pressione p e varia tra 1400 m s-1 e 1600 m s-1. In mare aperto c è influenzata dalla
distribuzione di T e p ma non molto dalla S; diminuisce al diminuire di T, p e S. La
combinazione della variazione di questi tre parametri con la profondità genera,
lungo il profilo verticale, un minimo della velocità del suono a profondità
intermedie.
La velocità del suono (m/s) nell’acqua marina può
essere valutata con la relazione:
c =1450 + 4,61t – 0,045 t² + 0, 0182 h + 1,3 (s - 34) ,
nella quale t è la temperatura (in °C), h la profondità
(in m) sotto il livello del mare, s la salinità
Sound in Sea Water
Sound
is transmitted better in water than
it is in air
Sound velocity in the ocean is about 1500
m/s, or about 4 times its speed in air
Sound velocity increases with pressure
and temperature
SOFAR Sound Channel
Sound is focused into the SOFAR channel
because it is a low velocity region
Sound is transmitted best through this
channel -- good for whales and submarines
(e.g., “Hunt for Red October”)
Important Gases in the Ocean
Oxygen -- Respiration, Decomposition
CO2 -- Photosynthesis, CaCO3
Nitrogen -- Nutrient for growth (NO3)
Methane -- a product of decomposition
Photosynthesis and Respiration
Biology interacts with the Chemistry
Dissolved Oxygen
Biochemical Recycling
Summary: Biochemical Cycles
Elements enter oceans through rivers
Gases enter oceans thru air-sea boundary
Biology alters distribution of elements
(“nutrients”) and gases
Ocean circulates nutrients to surface, but
only in a few places (called “upwelling”)
Interaction of physics, chemistry and
biology => geological record (sediments)
