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Sebbene l'alto mare rappresenti quasi i due terzi del mare, le dipendenze tra gli organismi marini e il loro ambiente non sono totalmente comprese.

 

 

Le zone oceaniche

 

La zona pelagica è  costituita dalla  colonna  d' acqua  dell'oceano aperto e può essere ulteriormente suddivisa in regioni per profondità.  La parola "pelagico" deriva dal  greco  antico  πέλαγος (pélagos) , che significa "mare aperto".  La zona pelagica può essere pensata in termini di un cilindro immaginario o  colonna d'acqua  che va dalla superficie del mare fino quasi al fondo.  Le condizioni differiscono più in profondità nella colonna d'acqua in modo tale che quando la pressione aumenta con la profondità, la temperatura diminuisce e penetra meno luce.  A seconda della profondità, la colonna d'acqua, al pari  dell'atmosfera terrestre , può essere divisa in diversi strati.

 

 

 

 

 

Epipelagico (luce del sole) 

Dalla superficie fino a circa 200 m

Questa è la zona illuminata sulla superficie del mare in cui è disponibile una quantità sufficiente di luce per la fotosintesi.  Quasi tutta  la produzione primaria  nell'oceano si verifica qui.  Di conseguenza, piante e animali sono in gran parte concentrati in questa zona. 

La produzione di fitoplancton è limitata dalla luce solare e le sostanze nutritive (come nitrati, fosfati, silicati, calcio e ferro) non sono distribuiti uniformemente. In generale, la zona epipelagica è a basso contenuto di nutrienti, in parte a causa della perdita di organismi morti nelle profondità. Tuttavia, in luoghi come i fronti oceanici in cui l'acqua calda e fredda si scontrano, e le upwelling, dove l'acqua profonda, densa, più fredda e solitamente ricca di nutrienti si muove verso la superficie dell'oceano, ci sono sostanze nutritive sufficienti a causare fioriture di plancton che alimentano le reti oceaniche di cibo.

Il fitoplancton viene consumato dallo zooplancton come anfipodi, krill, copepodi, meduse e forme larvali di organismi marini. Zooplancton a sua volta vengono mangiati da una grande varietà di animali, che nel regno pelagico vanno dai piccoli pesci come le sardine ai giganti come le mante e gli squali balena.

 

Tonni, squali, tartarughe, balene, foche, pinguini e albatros sono tra i gruppi di specie migratorie in alto mare. Ad esempio, il tonno rosso del Pacifico (Thunnus orientalis) depone le uova nel Mar del Giappone per poi migrare 8.000 km attraverso l'Oceano Pacifico verso la costa della California dove passano diversi anni mangiando e crescendo, prima di spostarsi lungo la costa in Messico e talvolta verso lo Stato di Washington . Verso i sette anni ritornano nei loro campi di deposizione delle uova, un viaggio reso possibile perché questa specie è a sangue caldo e quindi in grado di sopportare periodi di acqua fredda. Il pesce più grande del mondo, lo squalo balena, è un altro vagabondo dell'oceano. In 2-3 anni sono in grado di percorrere 20.000 km.

Il MiCO (The Migratory Connectivity in the Ocean) nota che oltre il 50% delle specie sono nella Lista Rossa IUCN, con 20 di queste classificate come in pericolo di estinzione e 13 in grave pericolo.

 

 

 

Mesopelagico

Da 200 m fino a circa 1.000 m

Gli organismi più abbondanti che prosperano nella zona mesopelagica sono i batteri eterotrofi. Esempi di animali che vivono qui sono  ad esempio il pesce spada  ed  il calamaro.  Molti organismi che vivono in questa zona sono  bioluminescenti . 

Gli oceani aperti e il mare profondo, cioè le acque più profonde di 200 m, coprono la maggior parte della superficie terrestre e forniscono il 98,5% degli habitat.

A causa della poca luce, le specie che si trovano nel mesopelagico sono tutti carnivori, detritivori o erbivori che migrano in superficie per nutrirsi di notte.

I copepodi, gli anfipodi e gli ostracodi sono tra i tipi di crostaceo che si trovano in queste acque. Tra questi organismi alla deriva ci sono i nuotatori attivi che includono molte specie di pesci tra cui alcuni squali, krill, gamberetti e vari cefalopodi.

L'oceano profondo è noto per accogliere grandi calamari come il calamaro gigante (Architeuthis dux) e il calamaro colossale (Mesonychoteuthis hamiltoni). Quest'ultimo è il più grande invertebrato noto con una lunghezza massima stimata di 12-14m e peso di 750 kg.

Tra i mammiferi marini che si immergono nel mesopelagico si trovano i capodogli, predatori altamente voraci di calamari, comprese le specie giganti.

 

La grande biomassa di pesci mesopelagici non sfruttati è di evidente interesse per l'industria della pesca. Però i pesci mesopelagici svolgono un ruolo cruciale nella pompa biologica del carbonio. È stato stimato che senza la pompa biologica del carbonio, le attuali concentrazioni di CO2 nell'atmosfera sarebbero di circa 200ppm superiori. La pesca delle specie mesopelagiche deve essere sostenibile e non dovrebbe compromettere le capacità di sequestrare carbonio.

 

 

 

 

Batipelagico 

 

Da 1.000 m fino a circa 4.000 m

 

Il nome deriva dal  greco  βαθύς , che significa "profondo".  A questa profondità, l'oceano è nero come la pece, a parte gli  organismi  bioluminescenti  occasionali , come la  rana pescatrice . L’uso della bioluminescenza serve ad attrarre un compagno, ad avvertire, ad attirare la preda oppure un meccanismo di difesa.

 

Nessuna pianta vivente esiste qui.  La maggior parte degli animali che vivono qui sopravvive consumando i  detriti che cadono dalle zone sopra, che è conosciuta come " neve marina ", o, come il  pesce sciabola , predando altri abitanti di questa zona. 

 

 

 

 

Abissopelagico

Da circa 4.000 m  fino a sopra il fondo dell'oceano.

Il nome deriva dal  greco antico  ἄβυσσος , che significa "senza fondo" (un residuo dei tempi in cui l'oceano profondo, o abisso , era ritenuto senza fondo). 

Al di sotto del batipelagico si trova la pianura abissale, che continua fino a 6.000 m, e al di sotto di questa la zona ci sono le più profonde trincee e canyon dell'oceano.

Negli abissi vivono specie di stelle marine, vermi tubolari e altri invertebrati. Le specie ittiche presenti a queste profondità includono il pesce mariano (Pseudoliparis swirei) che è stato fotografato ad una profondità di 8.178 metri nella Fossa delle Marianne. Al momento non si è compreso come il pesce resista all'intensa pressione a queste profondità, che è stata descritta come simile a un elefante in piedi su un pollice.

 

 

 

 

I fondali marini e gli habitat bentonici

La  zona bentonica  è il fondale  di un  corpo di acqua  come un  oceano , lago , o  ruscello. Comprende   la superficie e alcuni strati sotto la superficie. Gli organismi che vivono in questa zona sono chiamati  benthos  e includono microrganismi (ad esempio, batteri  e  funghi ) nonché invertebrati più grandi, come  crostacei  e  policheti . Organismi qui generalmente vivono in stretta relazione con il substrato e molti sono fissati in modo permanente alla parte inferiore.

Fino a poco tempo fa si pensava che il fondale sottostante l'alto mare fosse relativamente privo di vita, ma la ricerca in acque profonde continua a rivelare che non è così.

 

Pendio continentale

La pendenza continentale si estende dalla piattaforma alla pianura abissale e comprende una varietà di habitat con caratteristiche fisico-chimiche, geologiche e biologiche specifiche e distinte. Costituito principalmente da sedimenti derivati dall'erosione dei terreni, il pendio continentale è per lo più inclinato tra 1 e 10 gradi ed è strutturato mediante il taglio trasversale dei canyon sottomarini e degli scivoli dei sedimenti. A 3.000-4.000 m c'è una graduale diminuzione del gradiente del pendio (a volte chiamato aumento continentale) fino a quando il fondale marino diventa relativamente piatto e iniziano le pianure abissali.

Diversi tipi di substrato offrono una vasta gamma di superfici su cui diverse specie possono stabilirsi o attaccarsi. La pendenza continentale può ospitare una ricca abbondanza di vita marina. In situazioni in cui vi sono condizioni oceanografiche favorevoli con un'abbondante quantità di sostanze nutritive, la pendenza continentale può fornire habitat con una elevata biodiversità.

 

Canyon sottomarini

I canyon sottomarini tagliano i margini continentali e alcune isole oceaniche. Globalmente ci sono più di 9.000 grandi canyon. Ogni canyon, a causa della sua ripida e complessa topografia, è unico.

I canyon sottomarini sono spesso associati ad una elevata biodiversità. Nei canyon sottomarini ci possono essere campi di spugne e coralli e per molte specie commercialmente importanti queste zone sono importanti come terreno di riproduzione.

 

Pianure abissali

Al di sotto del pendio continentale, a profondità comprese tra i 3000 ei 6000 metri, si trova la vasta distesa della pianura abissale che è ricoperta di sedimenti. Lontano dalla costa, il sedimento si accumula con l'affondamento di organismi morti e feci dall'epipelagico. Al di sotto delle aree in cui la produttività superficiale è elevata, i sedimenti possono accumularsi relativamente velocemente.

Mentre la biomassa delle pianure abissali è considerata relativamente bassa, la biodiversità è elevata. La relativa omogeneità dell'ecosistema fa sì che larve, giovani e adulti di specie abissali possano galleggiare e percorrere distanze enormi.

Le pianure abissali ospitano una moltitudine di piccoli organismi invertebrati che vivono o scavano il fondo marino, tra cui nematodi, vermi policheti, crostacei e molluschi. Un anemone trasparente (Losactis vagabunda) si fa strada attraverso i sedimenti e può mangiare vermi sei volte la sua stessa massa. Gli animali più grandi trovati sulla superficie includono cetrioli di mare, ricci, crostacei decapodi e pesci.

 

Le catene montuose oceaniche

Con una lunghezza di 65.000 km, la dorsale medio-oceanica è la catena montuosa più lunga del mondo, di cui oltre il 90% è sott'acqua. La profondità media dell'acqua della cresta è di 2.500 m. La Dorsale medio-oceanica serpeggia attraverso ogni oceano del mondo. Ci sono creste dove due placche tettoniche si allontanano, e lungo questi confini divergenti delle placche, i terremoti e l'attività vulcanica fanno sì che la roccia fusa si disperda dalle fessure risultanti creando una nuova crosta oceanica sul bordo frastagliato delle placche.

 

Le montagne sottomarine

Le montagne sottomarine sono in gran parte di origine vulcanica e di solito si trovano a poche centinaia di chilometri dalle creste oceaniche. I veri rilievi marini si innalzano al di sopra di 1000 metri dal fondale marino. I rilievi che superano i 500 metri sono indicati come colline.

Le montagne sottomarine possono essere considerate delle isole con dei fondali bassi circondate dall'oceano profondo.

Le montagne sottomarine sono spesso considerate punti di interesse della biodiversità in mare aperto. Molti fattori influenzano la produttività e la composizione di queste montagne, ma normalmente questi ecosistemi sostengono diverse comunità bentoniche e abbondanti popolazioni ittiche.

Le montagne sottomarine non possono essere considerate una singola entità. Le differenze nella loro posizione, profondità e morfologia e il modo in cui queste ultime interagiscono con correnti stabili e variabili determinano meccanismi diversi che possono portare a una maggiore produttività primaria al di sopra del livello del mare.

 

Le prese d'aria idrotermali

Le prese d'aria idrotermali e le comunità biologiche specializzate associate a esse furono scoperte per la prima volta nel 1977 in una spedizione alle Galápagos. La spedizione trovò fiorenti comunità di vongole, granchi e tubicoli (Riftia pachyptila).

Le prese d'aria idrotermali si formano in aree vulcaniche lungo il sistema di cresta oceanica dove due placche tettoniche si allontanano o si avvicinano l'una all'altra. L'acqua di mare fredda può quindi penetrare nelle fessure del fondo marino per surriscaldarsi grazie al magma caldo sottostante raggiungendo anche temperature di 400°C. A queste temperature si verificano delle reazioni chimiche I minerali vengono estratti dalle rocce sottosuperficiali, disciolti e concentrati.

Quando le acque percolanti e ricche di minerali sono bloccate nel loro percorso verso il basso, esse si riversano all'esterno attraverso le aperture di ventilazione. Quando i liquidi di sfiato carichi di particelle entrano in contatto con l'acqua di mare quasi gelida, i minerali a grana fine si raffreddano e precipitano formando camini noti come fumatori. I "fumatori neri" sono a volte alti decine di metri e sono formati da depositi di solfuro di ferro nero, mentre i "fumatori bianchi" si formano con i depositi di bario, calcio e silicio.

La chemiosintesi alimenta le comunità biologiche degli sfiati idrotermici attraverso un processo in cui i batteri chemiosintetici utilizzano l’energia che proviene dall'idrogeno solforato. Alcuni di questi batteri sono sospesi nella colonna d'acqua, mentre altri formano densi tappetini batterici o biofilm su superfici di roccia dura.

Alcuni batteri chemiosintetici hanno sviluppato delle relazioni simbiotiche con la fauna. Ad esempio, i spirografi, che non hanno bocca e intestino, sono completamente dipendenti per la loro nutrizione dai batteri simbiotici che vivono all'interno dei loro tessuti.

Le prese d'aria idrotermiche vengono a volte denominate "oasi del profondo" a causa dell'alta densità di specie esotiche. La biodiversità alle bocche è basso ma con un grado molto elevato di endemismo, stimato intorno al'85% .

Purtroppo, la scoperta degli ecosistemi degli sfiati idrotermali ha attirato l'interesse dell'industria mineraria dei fondali profondi. Queste industrie stanno cercando di estrarre minerali preziosi dai depositi di solfuro del fondo marino che costituiscono i camini di sfiato e le macerie associate attorno a loro. Inoltre, gli studiosi stanno esaminando le potenziali applicazioni commerciali delle risorse genetiche presenti negli organismi che si sono evoluti per vivere nelle condizioni proibitive delle prese d’aria idrotermiche.

 

 

 


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