Approfondimenti

La salinità e la densità dell’acqua in un acquario marino di barriera

L’ è una soluzione particolarmente complessa costituita, in forma più o meno concentrata, da tutti gli elementi presenti nella nostra Terra che contribuiscono a determinarne il contenuto salino. L’acqua salata costituisce il 97% circa dell’idrosfera e ricopre il 69% circa della Terra. Quando parliamo di acque di mare ci riferiamo a quelle dell’oceano (mari eualini) dove la salinità si attesta mediamente intorno al 35 ‰ (35 grammi di sali ogni 1000 grammi di soluzione ), benché questo sia un parametro estremamente variabile, oscillando in funzione di particolari condizioni naturali e ambientali tra il 28 e il 40 ‰. Si consideri che mentre nei Caraibi è possibile rilevare una concentrazione media prossima al 35-36 ‰, nel Mar Rosso il contenuto di sale risulta sensibilmente più elevato (40 ‰).

Questo notevole range di differenze rispecchia la complessità delle correlazioni esistenti tra numerosi fattori come le precipitazioni, l’evaporazione, l’afflusso di acqua dolce e le correnti marine, e in funzione di questo è possibile classificare:

  • I mari salmastri con salinità che ricade all’interno dell’intervallo del 0,5 – 29‰;
  • I mari eualini con salinità che ricade all’interno dell’intervallo del 30 – 35 ‰
  • I mari metaalini con salinità che ricade all’interno dell’intervallo del 36 – 40‰.

La salinità è un fattore ecologico di considerevole importanza, in grado di influenzare la tipologia di organismi che vivono in un corpo idrico e influenza le specie di piante in grado di crescere in un ambiente acquatico o in un terreno lambito dall’acqua.

La salinità indica dunque la concentrazione di sali di una soluzione. Se in passato essa veniva determinata sulla base della clorinità, (grandezza che esprime il contenuto totale di cloruri (Cl-), bromuri (Br-) e ioduri (I-), l’unità di misura ufficialmente adottata attualmente si basa sulla conduttività elettrica che considera l’insieme dei sali presenti in soluzione.

La salinità degli oceani

Per l’acquariofilo marino è pertanto fondamentale conoscere il contenuto salino dei dai quali provengono gli animali allevati al fine di adeguare correttamente la salinità nelle propria vasca.

Tuttavia, sfruttando le grandi capacità di adattamento degli organismi dei reef corallini, è possibile attraverso lente procedure di acclimatazione far coesistere animali provenienti da aree diverse mantenendo un contenuto salino compreso tra il 34 e il 36 ‰.

La composizione dell’acqua di mare

La concentrazione di sale varia a seconda dell’apporto dei fiumi e dell’intensità di evaporazione; poiché solo l’acqua pura evapora, i sali rimangono sul fondo. Dunque maggiore sarà l’affluenza di fiumi nel mare, minore sarà la concentrazione di sali perché la mescolanza delle acque disperderà i sali.

La proporzione dei sali, invece, rimane sempre uguale: in tutte le distese di acqua salata il più presente è il cloruro di sodio (NaCl), più comunemente conosciuto come “sale da cucina”, presente tra il 70% e l’80%  rispetto al totale dei sali disciolti.

Altri elementi molto presenti come sali disciolti in forma ionica, sono calcio, magnesio e carbonati, zolfo e potassio. Nelle acque marine sono altresì presenti nitrati e fosfati, che risalgono in superficie grazie alle correnti e favoriscono lo sviluppo degli organismi autotrofi (alghe).

Oltre ai sali, ai nitrati e fosfati, nell’acqua marina è possibile individuare gas disciolti, in prevalenza ossigeno e anidride carbonica. Nello specifico, l’ossigeno e l’anidride carbonica consentono i due processi fondamentali della vita marina: la respirazione e la fotosintesi clorofilliana. L’ossigeno disciolto nell’acqua di mare è presente a tutte le profondità, compresa la zona afotica, grazie alle correnti marine. Infatti in assenza di correnti esso stazionerebbe solo nei venti metri più superficiali. Tuttavia in alcuni mari relativamente “chiusi” e poco soggetti a maree, come il Mar Nero, l’ossigeno è assente in profondità.

In piccole percentuali sono disciolti in mare molti altri elementi chiamati oligoelementi tra cui stronzio, boro, silicio, fluoro e iodio.

Infine l’acqua di mare contiene la “vita” sotto forma di organismi pelagici (plancton) e una percentuale di materia organica di scarto o in decomposizione (DOM – Materiale Organico Disciolto).

La salinità, la  clorinità e la densità

Il contenuto salino dell’acqua marina è misurabile direttamente solo attraverso procedimenti complessi che tuttavia possono essere sensibilmente disturbati dalla complessa composizione dei sali.

E’ pertanto possibile rilevarla con buona approssimazione attraverso procedimenti indiretti come la determinazione della clorinità, considerato che la quantità di cloruro nell’acqua marina è direttamente proporzionale alla salinità. Per questo rapporto vale una semplice relazione matematica (Spotte, 1979):

Salinità (in g/Kg di acqua marina) = 1,80655 x concentrazione di cloruro (in g/Kg di acqua marina).

Determinare la quantità di cloruro è comunque un procedimento ottenibile in laboratorio attraverso un processo di titolazione utilizzando una soluzione di nitrato d’argento.

Anche tale misurazione è comunque frutto di un procedimento complesso e realisticamente non applicabile in ambito acquariofilo.

Un parametro che consente comunque di monitorare il contenuto salino dell’acqua, misurabile anche in ambito di acquariofilia domestica, è la densità. La densità è una grandezza fisica e, nello specifico caso dell’acqua marina, viene definita come massa (in grammi) per 1 cm3 (o millilitri) di acqua marina.
Coerentemente a quanto fino ad ora affermato, la salinità in un acquario di barriera dovrebbe attestarsi tra il 34 e il 36 ‰. Questa corrisponde ad una densità tra 1,0228 e 1,0242 g/ml (ad una temperatura di 25 °C).

E’ tuttavia doveroso tenere sempre presente l’esistenza di una correlazione tra la densità e la temperatura, dovuta all’incremento volumetrico del liquido all’aumentare del valore termico. Ad esempio la densità di 1,0239 a 20 °C (salinità = 34 ‰) corrisponde a 1,0228 a 30 °C. La maggior parte delle sostanze naturali tendono ad espandersi con il riscaldamento, riducendo così la densità. Nel caso dell’acqua ciò accade in particolari condizioni e modalità, poiché si verifica un fenomeno definito “densità anomala” che vede l’acqua espandersi a temperature superiori e inferiori a 4 °C. Esattamente a 4 °C l’acqua presenta la maggiore densità.

Il grafico mostra la Salinità e i corrispondenti valori della Densità a 25°C

SALINITÀ’ (PSU)
DENSITÀ a 25°C 
0
997.05
29
1018.8
30
1019.6
31
1020.3
32
1021.1
33
1021.8
34
1022.6
35
1023.3
36
1024.1
37
1024.9
38
1025.6
39
1026.4

 

Si consideri che questa particolare caratteristica rende possibile la vita negli habitat di acqua dolce anche in condizioni di freddo estremo. Nel periodo invernale infatti, a causa della densità più elevata, l’acqua fredda a 4 °C  scende sul fondo dei bacini dove, al contrario delle acque superficiali, non gela. In questo modo i pesci e altri organismi riescono a sopravvivere anche agli inverni più rigidi sul fondo di acque sufficientemente profonde.

Oltre alle proprietà dell’acqua (capacità termica, tensione superficiale, capacità solventeimbizione, capillarità, ecc.), l’acqua salata ha un’ulteriore caratteristica: il sale disciolto causa l’abbassamento del punto di fusione (abbassamento crioscopico) dell’acqua di circa 2 °C, permettendo ad alcune specie di pesci di vivere a temperature prossime agli 0 °C. A causa dei sali disciolti ha una densità maggiore (circa 1,03 kg/dm³) rispetto all’acqua dolce e per questo gli oggetti immersi in essa, ricevendo una spinta idrostatica maggiore, galleggiano meglio.

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Luca Langiu

Ho conseguito una laurea in Scienze Politiche, ma ho intrapreso la carriera di imprenditore. Le mie più grandi passioni sono l'acquariofilia, la tecnologia e la musica. Adoro scoprire le meraviglie dei reef e vivo in Sardegna, un paradiso dal quale non potrei mai separarmi. Il mio desiderio è sempre stato quello di curare un blog sull'acquariofilia marina, perché ritengo che la condivisione di conoscenze e informazioni sia la base della nostra passione. Forte della mia conoscenza tecnica e pratica, unita agli studi e agli approfondimenti teorici, ho deciso di guidare il lettore in un’esperienza formativa alternativa, autentica e personale, che getta le basi sul crono-racconto della mia quotidianità “acquariofila”. La sensibilizzazione del lettore a tematiche relative alla tutela dell’ambiente marino-costiero, alle fonti di inquinamento marino, alla sostenibilità ambientale, al capitale naturale e al rispetto per gli animali, è stuzzicata e sollecitata costantemente in ogni mia trattazione.

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