MODULO 3 I FATTORI ABIOTICI: LA TORBIDITÀ La produzione, l immissione e il trasporto di materiali di qualsiasi natura nella massa d acqua marina, determinano un livello di torbidità che varia anche notevolmente a seconda delle condizioni ambientali. La torbidità dell acqua influenza alcuni fattori che si riflettono sui processi biologici: principalmente la trasparenza delle acque che è legata alla penetrazione della luce, utilizzata dai vegetali marini per la fotosintesi, e la sedimentazione, che determina la copertura dei fondali e degli organismi insediati su di essi. Tra le cause di aumento della torbidità vi è senz altro l apporto di detriti e di materiale terrigeno, ad opera dei corsi d acqua, ma anche il rimescolamento dei fondali ad opera del moto ondoso. È evidente come siano gli ambienti costieri, ed in particolare quelli in prossimità della foce di fiumi e torrenti, ad essere maggiormente interessati da questo fenomeno. Le caratteristiche di densità delle masse d acqua e le correnti marine sono, invece, gli elementi che possono contribuire ad una riduzione del fenomeno di intorbidamento del mare. Nelle acque più calde e più salate la velocità di sedimentazione è più elevata; questo comporta, per esempio, la maggiore trasparenza dei mari tropicali, rispetto a quelli temperati. La sedimentazione di materiale sul fondale può determinare la ricopertura e quindi la morte degli organismi sessili, o che comunque vivono in questo ambiente; per esempio, le praterie di posidonia (si veda Fascicolo 4) rischierebbero la completa distruzione, se non fossero presenti costanti correnti: queste impediscono il deposito delle grandi quantità di materiali portati dai corsi d acqua, o risollevati dal fondo ad opera del moto ondoso. Gli elementi e le particelle in sospensione sono anche responsabili del fenomeno di diffusione della luce, per cui possono risultare illuminate zone non direttamente raggiungibili dai raggi luminosi provenienti dalla superficie; questo può giustificare la presenza, apparentemente inspiegabile, di alghe o altri organismi fotofili in taluni buchi o anfratti. L attività suggerita con la scheda 11 di questo modulo vuole mettere in relazione i dati e le conoscenze acquisite con il lavoro sui diversi materiali del mare, svolto nel modulo precedente, con gli effetti che la diffusione di tali materiali nella colonna d acqua può determinare (in particolare per gli esseri viventi). Si tratta, quindi, principalmente di un lavoro di rielaborazione dei dati, dedicato anche alla formulazione di ipotesi. Queste ultime non sempre potranno essere verificate direttamente, per le evidenti difficoltà dettate dall impossibilità di trasferirsi al di sotto della superficie marina. In questo caso, quindi, vengono richieste agli allievi capacità di astrazione, tali da portarli a dedurre effetti non del tutto verificabili, a partire da cause conosciute in precedenza. L inserto D sul disco di Secchi propone un esperienza di facile riproduzione, che può in qualche modo coadiuvare gli studenti nella verifica degli effetti sulla trasparenza delle acque determinati dalla torbidità, cioè dal materiale in sospensione (ma non solo). L inserto E sui colori del mare offre, invece, un approfondimento più tecnico su un fenomeno spesso acquisito come tale, ma non altrettanto frequentemente ragionato: la differente colorazione nei diversi ambienti marini. Anche in questo caso il fenomeno può essere legato alla presenza di materiale in sospensione. Allievi alle prese con la torbidità dell acqua. Foto A. Gentile 32 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden
Scheda 11 - LA TORBIDITÀ À DELL ACQUA R/E Inserisci nella spaghettiera : acqua di mare, sabbia fine, sabbia grossa, ghiaia, ciottoli, terra. Chiudila e scuoti in modo deciso. Descrivi che cosa succede a metà esperimento, quando ancora qualcosa è in movimento................ Descrivi che cosa succede a fine esperimento, quando tutto si è fermato.......... Quali possono essere, secondo te, gli effetti del movimento dell acqua sugli animali e sui vegetali del mare?......... PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden 33
D IL DISCO DI SECCHI In mare, la luce viene assorbita in modo selettivo. Le proprietà fisiche dell acqua e la costante presenza di particelle in sospensione, di varia natura e dimensione, determinano il graduale assorbimento delle radiazioni luminose che penetrano nella colonna d acqua. I fattori che determinano questo grado di assorbimento sono molti; oltre a quelli citati intervengono anche, per esempio, le condizioni climatiche, geografiche ed astronomiche. Le prime misure di assorbimento nella parte visibile dello spettro vennero eseguite da Padre Secchi (1865) per mezzo di un semplice strumento, ancora oggi usato, detto disco di Secchi. Si tratta di un disco metallico di 30 cm di diametro, dipinto di bianco, zavorrato nella parte inferiore, e calato a mare con una corda metrata sino alla profondità alla quale può essere visto dall osservatore (meno di 50 m nel Mar Mediterraneo occidentale). Confronti con recenti misurazioni più precise, hanno dimostrato come il coefficiente di estinzione (tramite il quale si esprime l indice di assorbimento delle radiazioni luminose in mare) può essere calcolato, in modo approssimativo, come un settimo del valore della profondità massima di visibilità in metri determinata con il disco di Secchi. Anche se le moderne strumentazioni permettono di ottenere misure sempre più precise, il disco di Secchi è ancora oggi utilizzato nelle campagne oceanografiche, laddove è sufficiente avere un idea della trasparenza dell acqua. Tale dato, naturalmente, varia molto, nello stesso luogo, a seconda delle condizioni del cielo (maggiore copertura comporta minore radiazione solare) e del mare (maggiore moto ondoso comporta maggiore rifrazione a livello della superficie marina), dei diversi periodi dell anno (diversa inclinazione del sole sull orizzonte, quindi differente incidenza dei raggi luminosi sulla superficie) e delle diverse ore del giorno (per lo stesso motivo). Per quanto riguarda il nostro lavoro, certamente non è possibile fare rilevazioni di questo genere; è possibile però costruire abbastanza facilmente un modello di disco di Secchi, per tentare di fare alcune considerazioni sulla penetrazione dei raggi luminosi in mare. In particolare, lungo le coste rocciose, dove le acque sono più profonde, e trovando con un po di fortuna un facile punto di cala, possono essere fatti alcuni interessanti esperimenti: provate a fare immergere ai vostri studenti il disco a differenti ore della giornata, in diverse stagioni, e con differenti condizioni climatiche; registrate i diversi gradi di visibilità del disco a differenti profondità (per esempio in superficie, a 3, 5, 10 metri). Molto probabilmente non sarà possibile osservare la scomparsa totale del disco per mancanza di un fondale sufficientemente profondo, ma sarà senz altro apprezzabile una differente visibilità del disco stesso alle diverse profondità. Come variante di questa esperienza, potete provare a realizzare (per esempio usando delle gelatine colorate) un disco a settori diversamente colorati, e ripetere le esperienze cercando di apprezzare le variazioni nella percezione dei colori. Ricordiamo che la percezione visiva, sia dei colori che dell intensità luminosa, è estremamente soggettiva: è quindi importante che ogni studente possa fare le osservazioni in prima persona. 34 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden
E I COLORI DEL MARE Questo tema ben si ricollega anche alle attività proposte nel Fascicolo precedente. Abbiamo scelto di presentarlo a questo punto per consequenzialità con il tema della trasparenza delle acque. Le acque marine presentano una colorazione mutevole. Con cielo sereno, le acque mediterranee sono di colore azzurro, mentre quelle del Canale della Manica sono giallo-verdastre e quelle del Mar Baltico decisamente verdi. Tuttavia il colore tipico dell acqua marina è l azzurro; raggiunge la massima intensità nel Mar dei Sargassi, nel Mar Mediterraneo e nelle acque oceaniche delle zone tropicali e subtropicali. Le acque delle alte latitudini hanno, invece, un colore verde bottiglia, che passa a verde oliva nelle acque polari per l abbondanza di Diatomee (alghe unicellulari planctoniche). Foto S. Angelini Il tramonto, uno dei momenti più suggestivi per i colori del mare... e del cielo. Il colore del mare dipende da innumerevoli fattori, estremamente variabili nel tempo. Tra i principali ricordiamo: la concentrazione e le dimensioni dei microrganismi e delle particelle sospese; l assorbimento selettivo delle radiazioni luminose da parte dell acqua; lo stato del cielo; l altezza del sole sull orizzonte; la natura e la profondità dei fondali. Alcuni di questi fattori sono già stati citati nell inserto precedente, intervenendo direttamente nella determinazione della trasparenza delle acque (da cui deriva anche il colore). Il colore blu dell acqua può essere spiegato come il risultato della dispersione della luce da parte delle stesse molecole d acqua o delle minute particelle sospese. Fa eccezione a questa teoria la scala dei colori verdi: si pensa che questo effetto sia dovuto alla sostanza gialla, costituita da pigmenti solubili nell acqua di mare, e sia da porre in relazione con gli acidi umici o con i prodotti metabolici del fitoplancton: la combinazione del giallo col blu naturale delle acque porta ad una scala di verdi, proprio come quelli che si osservano in mare. Foto S. Angelini PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden 35
Quando nell acqua sono presenti organismi o materiali in quantità massive, questi possono determinare direttamente (e non per un effetto delle proprietà fisiche dell acqua) il colore dominante delle aree in cui si trovano. Per esempio, questo fenomeno si osserva quando, a seguito di forti piogge, vengono portate in sospensione grandi quantità di materiali terrigeni, o quando le alghe planctoniche raggiungono concentrazioni di diversi milioni di cellule per litro. Questi fenomeni sono tipici anche dei laghi di montagna. Così le acque rosse che vengono frequentemente osservate in molte aree, e che hanno dato il nome al Mar Rosso, sono dovute all abbondanza di particolari alghe planctoniche. Le acque rosse e le condizioni che le hanno determinate possono essere spazzate via in poche ore dalle maree, o persistere per giorni e settimane sino a quando non sono disperse dal vento. I colori del mare nell interpretazione di alcuni bambini genovesi. 36 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden
MODULO 4 IL GALLEGGIAMENTO Abbiamo scelto di parlare a questo punto del galleggiamento, vista l attinenza che tale argomento può avere anche con i materiali del mare. Sull argomento stesso, comunque, non escludiamo ulteriori collegamenti che faremo in altri Fascicoli (3, 4 e 5). Sulla definizione di galleggiamento è necessario soffermarsi: anche noi adulti dobbiamo trovarci d accordo nell affermare che con questo termine si intende la possibilità per un corpo di rimanere in superficie, sopra il pelo dell acqua (si pensi alla classica zattera). Il corpo è invece immerso nell acqua, quando rimane in sospensione, tra la superficie e il fondo (si pensi alla medusa che si lascia trasportare dalla corrente). Un esperienza facilmente riproducibile (scheda 12) fin dai primi livelli scolari è quella relativa all osservazione di una scatolina (ad esempio quelle trasparenti delle pellicole fotografiche) in un catino d acqua: se completamente riempita di sabbia, la scatolina va a fondo; se riempita parzialmente, rimane sospe- ESEMPI DI MATERIALI DIVERSI UTILIZZATI PER LE ESPERIENZE SUL GALLEGGIAMENTO alga Qualsiasi alga trovata sulla spiaggia può essere utilizzata in questa esperienza. chela Una chela di granchio o un osso di seppia sono resti di organismi animali che spesso i bambini sono abilissimi a trovare durante la fase di ricerca degli oggetti per l esperienza del galleggiamento. osso di seppia >>> PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden 37
sa; se vuota, galleggia. Nella prima parte della scheda, suggeriamo di procedere attraverso la formulazione di ipotesi, preceduta dalla descrizione dell esperienza fatta. Una volta condiviso il significato del termine galleggiamento, avrete sicuramente individuato anche ciò che gli allievi sanno già sull argomento (le loro preconoscenze) e gli eventuali prerequisiti necessari a proseguire il lavoro. A questo punto consigliamo di procedere con alcuni esperimenti, utilizzando oggetti (o parti di essi) appartenenti anche al mondo dei viventi. Per le altre esperienze (schede 13 e 14), siamo partiti da una semplice spaghettiera trasparente, introducendovi acqua (possibilmente di mare), un legnetto, una spugna, un alga, ecc. Meglio se gli oggetti, direttamente procurati dai ragazzi durante l uscita, sono vari e numerosi (si possono utilizzare, per esempio, anche parti di organismi come pezzi di chele, ossi di seppia, ecc.). Il lavoro, anche in questo caso, è preceduto dalla formulazione da parte dei ragazzi di una serie di ipotesi, di cui è interessante verificare le corrispondenze con i dati sperimentali. L esperienza è attuabile da parte di allievi più grandi. Si può procedere immergendo i corpi dapprima in acqua ferma e successivamente in acqua mossa, come per l attività del modulo precedente. Si noti che per alcuni corpi, per esempio per la spugna (naturale, meglio se non lavorata!), si possono presentare diverse situazioni: all inizio la spugna resta in superficie, o meglio galleggia; successivamente, assorbendo sempre più acqua, tende ad andare a fondo. In altri Fascicoli vedremo come questa serie di attività sul galleggiamento sia riconducibile ad altri temi, quali il movimento degli organismi e i movimenti del mare. >>> segue conchiglia Le nostre spiagge sono spesso ricche di conchiglie: chiediamo agli allievi di procurarne diverse, per forma e dimensione. Sarà interessante vedere che cosa succede una volta immerse le conchiglie nell acqua. spugna La spugna è il classico esempio di corpo che, a seconda del grado di assorbimento di acqua, può galleggiare o meno. legnetto Si trova sempre un legnetto sulla spiaggia, da utilizzare nell esperienza del galleggiamento, ma anche per distinguere gli oggetti del mare da quelli terrestri. 38 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden
Scheda 12 - IMMERSIONE! P/R Che cosa può succedere se immergo in un catino pieno d acqua una scatolina vuota?... Ora prova a realizzare questa esperienza e descrivila qui sotto. Che cosa può succedere se immergo in un catino pieno d acqua una scatolina riempita con un po di sabbia?... Ora prova a realizzare questa esperienza e descrivila qui sotto. Che cosa può succedere se immergo in un catino pieno d acqua una scatolina piena di sabbia?... Ora prova a realizzare questa esperienza e descrivila qui sotto. PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden 39
Scheda 13 - OGGETTI IN ACQUA FERMA P/R Che cosa succede se in un contenitore pieno di acqua di mare ferma ma......metto un legnetto? 1 2...metto una spugna?...metto un alga? 3 4...metto...?...metto...? 5 (decidi un oggetto a piacere) (decidi un oggetto a piacere) Per ogni oggetto osservato, fai una breve descrizione di quanto accaduto. 1)... 2)... 3)... 4)... 5)... 40 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden
Scheda 14 - OGGETTI IN ACQUA MOSSA P/R Che cosa succede se in un contenitore pieno di acqua di mare mossa......metto un legnetto? 1 2...metto una spugna?...metto un alga? 3 4...metto...?...metto...? 5 (decidi un oggetto a piacere) (decidi un oggetto a piacere) Per ogni oggetto osservato, fai una breve descrizione di quanto accaduto. 1)... 2)... 3)... 4)... 5)... PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden 41
MODULO 5 LA VERIFICA Giunti alla fine di un percorso didattico che ci ha visti impegnati in una serie di attività di raccolta e di elaborazione dei dati (in aula, ma soprattutto sul campo), non è semplice individuare un unica e globale prova di verifica: ciascun momento, infatti, può prevedere una fase intermedia di verifica, atta a monitorare, in itinere, il lavoro svolto fino a quel punto. Anzi, è opportuno che prima di iniziare nuovi argomenti ci sia una pausa di riflessione sul proprio operato (facendosi prendere dagli eventi, può capitare che si perdano di vista alcuni obiettivi fondamentali). Tale momento di riflessione ci aiuta ad essere elastici ed aperti al cambiamento, soprattutto se i risultati ottenuti sono inaspettati (e poco importa se in positivo o in negativo). Durante il percorso è facile, infatti, lasciarsi assalire da una sorta di pigrizia didattica, per cui risulta più comodo ripetere sempre le stesse attività. In realtà, la nostra esperienza ci ha insegnato che un buon didatta si mette in discussione, cosa che consente di trovare continue e nuove strategie di apprendimento e di verifica. Da tempo riteniamo che la soddisfazione maggiore nell insegnamento non sia tanto quella di sentire gli allievi ripetere, nel tempo e con le nostre parole, quanto loro trasmesso in precedenza, bensì quella di arrivare, lentamente, a vedere i nostri studenti ragionare con la propria testa. Per questi motivi, non ci sembra corretto imporre più di tanto i tempi ed i modi della verifica; preferiamo lasciare al docente una certa autonomia didattica nell operare. In questo Fascicolo, per ovvi motivi legati agli argomenti trattati, spesso siamo ricorsi a simulazioni: non sempre è stato possibile condurre esperienze dirette nel contesto dei fondali marini o del galleggiamento. Pertanto, proponiamo qui di seguito due possibili esempi di verifica. Con la scheda 15 diamo un opportunità agli allievi di età più giovane. Si chiede loro di suddividere in categorie alcuni materiali del litorale, per riassumere il lavoro svolto mediante le prime otto schede. Proprio perché non siamo al corrente di quanto da voi scelto per le vostre attività, abbozziamo la scheda lasciandovi liberi di darle un seguito il più possibile consono alla vostra progettazione didattica. Tenete presente che la scheda si presta soprattutto per una verifica di tipo mnemonico, legata al recupero delle attività svolte durante le uscite. Infine, con la scheda 16 chiediamo agli allievi di disegnare un fondale marino, ponendo l attenzione, in particolare, sui sedimenti. Il lavoro da noi proposto si rifà a quello delle schede 9 e 10. In questo caso, forniamo un esempio su come una stessa scheda di prerequisiti può essere anche utilizzata successivamente come verifica del percorso svolto, collegandosi proprio ai medesimi prerequisiti di partenza. Tale attività può essere completata con un eventuale momento di riscontro in un Acquario. Foto A. Gentile Ragazzini all opera durante la delicata fase di rielaborazione dei dati. 42 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden
Scheda 15 - RAGGRUPPIAMO I MATERIALI V Quali materiali hai osservato durante le uscite in spiaggia? Segna con una crocetta quelli che hai trovato, suddividendoli in base alle diverse caratteristiche. MATERIALI NATURALI vegetali... animali... altro... SEDIMENTI fini: 1)... 2)... 3)... grossolani: 1)... 2)... 3)... CIOTTOLI appiattiti ALTRO PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden 43
Scheda 16 - VENTIMILA LEGHE SOTTO I MARI (3) V Disegna un fondale marino, arricchendolo di elementi. In particolare, concentrati sui sedimenti. Se hai la possibilità, confronta il tuo disegno con le vasche di un Acquario che riproducono i fondali. Che cosa osservi?............... 44 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden
Il Progetto Mare all Acquario di Genova Il Fascicolo 2 presenta molte schede legate ad attività da svolgere sul campo. A parte la sezione conclusiva della scheda 16 (proposta in sede di verifica), risulta difficile individuare schede specifiche il cui lavoro debba essere svolto espressamente in Acquario. Tuttavia, esaminando i vari blocchi, è anche vero che in questo Fascicolo sono suggerite diverse attività di simulazione, le quali, spesso, necessitano di un riscontro diretto consentito solo da un Acquario (vista l impossibilità di effettuare vere e proprie immersioni in mare con le scolaresche). Così, ad eccezione delle schede contenute nel modulo 1 e delle schede 5 e 8 del modulo successivo (da realizzare obbligatoriamente su una spiaggia), ci sembra opportuno consigliarvi di cercare un riscontro in Acquario per le schede 6 e 7. Una volta realizzate le esperienze in aula (come richiesto dalle schede stesse), potrebbe essere interessante visitare le vasche dell Acquario che mostrano una natura diversa dei fondali e in cui sia facile osservare i sedimenti. Sempre come riscontro, dopo avere sviluppato le attività e formulato le ipotesi richieste nelle schede 9 e 10 (analogamente alla già citata scheda 16), potrebbe essere utile osservare quei fondali che non sono presenti nei mari delle vostre zone, oltre a quelli che caratterizzano proprio le vostre coste. In Acquario, ai fini del lavoro relativo alla scheda 11 è possibile osservare i vari gradienti di luminosità (per esempio il contrasto tra la vasca degli squali e quella del Mar Rosso). Per le esperienze sul galleggiamento, che fanno capo alle schede del modulo 4 (schede 12, 13 e 14), si può anche far riferimento al laboratorio didattico. Questo lavoro, però, non è inserito nel programma delle nostre attività standard: è quindi necessario contattare il Dipartimento Didattica dell Acquario di Genova per prendere accordi specifici in merito. Vi ricordiamo che l Acquario di Genova è una struttura in continua evoluzione; il testo di questa pagina si riferisce, ovviamente, al percorso espositivo così come si presenta al momento della pubblicazione del Progetto Mare. Per ogni aggiornamento e per tutte le novità successive potete consultare il sito internet www.acquariodigenova.it, oppure contattare direttamente il Dipartimento Didattica dell Acquario (Tel. 010.2345233; e-mail: didattica@acquariodigenova.it). PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden 45
INDICE DEL FASCICOLO F 2 I materiali del litorale I Fascicoli del Progetto Mare - Istruzioni per l uso...5 Chi ben comincia... 6 Fascicolo 2: il percorso, i metodi, i problemi...8 La parola agli allievi.10 Modulo 1 - I materiali del mare...11 Schede di lavoro (n 1-2-3-4)...13 Inserto A - I sedimenti marini...17 Modulo 2 - Il trasporto e la sedimentazione dei materiali...18 Schede di lavoro (n 5-6-7-8)...21 Inserto B - Tipi di costa e di fondali...25 Schede di lavoro (n 9-10)...27 Inserto C - Le dune costiere...29 Modulo 3 - I fattori abiotici: la torbidità...32 Schede di lavoro (n 11)...33 Inserto D - Il disco di Secchi...34 Inserto E - I colori del mare...35 Modulo 4 - Il galleggiamento...37 Schede di lavoro (n 12-13-14)...39 Modulo 5 - La verifica...42 Schede di lavoro (n 15-16)...43 Il Progetto Mare all Acquario di Genova...45 46 PROGETTO MARE - Fascicolo 2: I materiali del litorale Acquario di Genova - Studio Walden