Come si formano i vortici nell’acqua? Dai laghi al mare, ecco le forze che creano i mulinelli

Chiariamo subito che vortici e mulinelli sono sinonimi e sono fenomeni che possono interessare sia l’aria che l’acqua. Partiamo dalla formazione dei vortici nei laghi. Per capire meglio come si formano i vortici nei laghi, immagina due correnti d’acqua che viaggiano in direzioni opposte. Quando queste si incontrano e non trovano una via per proseguire liberamente, iniziano a girare l’una attorno all’altra, creando una sorta di “imbuto” o risucchio. Infatti​ si può pensare di andare a fare il bagno al lago per stare più tranquillo rispetto al mare, invece nuotando ti potresti imbattere in un vortice. Ora non facciamo allarmismo, perché non tutti i vortici sono abbastanza grandi da essere pericolosi, però è importante imparare a riconoscerli e tenersene alla larga. Infatti a volte si formano molto rapidamente e la forza del risucchio potrebbe essere così forte da trascinarvi sott’acqua.

Come funzionano i mulinelli nei fiumi e nei laghi

I mulinelli nei laghi possono formarsi per diverse cause, che il più delle volte si influenzano tra di loro: la forza del vento, la conformazione del fondale, la differenza di temperatura dell’acqua e le correnti generate dall’ingresso di fiumi o torrenti. Tanto per cominciare la forza del vento ovviamente può spostare l’acqua in una direzione, generando una corrente nell’acqua superficiale del lago. Quando l’acqua spostata da queste correnti superficiali incontra ostacoli, come le rive o un fondale irregolare, può iniziare a ruotare e dare origine a un movimento a spirale. Gli ostacoli creano un effetto simile a quello di un fiume che incontra una roccia: l’acqua viene costretta a spostarsi intorno a questo ostacolo, generando movimenti turbolenti che, in alcuni casi, possono appunto diventare dei vortici. Ma non è tutto qui. Come dicevamo anche le differenze di temperatura possono generare dei movimenti. Mettiamo che in superficie ho uno strato di acqua più calda, e sotto, più in profondità, un altro più freddo: se improvvisamente la temperatura dell’aria cola a picco e rende l’acqua in superficie più fredda di quella in profondità, questo cambiamento innesca un mescolamento dell’acqua che può generare appunto un movimento rotatorio, cioè un vortice. Perché avviene questo mescolamento? Perché l’acqua sopra, diventata più fredda, è anche diventata più pesante, e quindi va giù, mentre quella sotto, più leggera, salirà sopra. Per finire, come vi dicevo, anche le correnti generate da fiumi o torrenti che si immettono nei laghi possono causare la formazione di vortici. Come? Sostanzialmente il fiume immette una grossa massa d’acqua, creando una corrente, che magari incontra un ostacolo oppure una corrente opposta all’interno del lago, generando un rotazione e quindi il vortice.

Come si formano i grandi vortici marini? Cos'è un Maelstrom

Lo dicevamo all’inizio, i vortici non si formano solo nei laghi, ma anche negli oceani. In questo caso si chiamano maelstrom e gyre, a seconda delle dimensioni, e possono raggiungere anche centinaia di chilometri di ampiezza e addirittura influenzare il clima su scala globale. I meccanismi fisici, sostanzialmente, sono gli stessi dei mulinelli dei laghi, ma qui dobbiamo ragionare su una scala molto più grande.

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Partiamo dai più pericolosi in assoluto, i maelstrom, termine norvegese che significa “corrente di frantumazione”. Parliamo sempre di correnti opposte che si scontrano o di fondali che influenzano il movimento dell’acqua. Però adesso sono in gioco non le rocce dei laghi ma i canyon o grandi rilievi sottomarini, oppure le correnti che attraversano stretti o passaggi angusti tra le isole o per esempio nei fiordi.

Proprio in Norvegia si trova il vortice marino più potente del pianeta, il Saltstraumen. Con il cambio della marea, cioè col livello dell’acqua che si alza e si abbassa durante la giornata, il flusso d’acqua si inverte rapidamente, creando potenti correnti rotatorie: parliamo di oltre 480.000 litri di acqua che attraversano i fiordi di Salten e Skjerstad, a una velocità di 40 km/h. Questo passaggio provoca la formazione di vortici enormi, che possono raggiungere anche i 10 m di larghezza e 5 m di profondità.

Ci sono anche altri esempi impressionanti, come il Vortice Naruto in Giappone, che non è il cartone animato, ma prende il nome dall'omonimo stretto in cui si genera; oppure il Corryvreckan, che si trova in Scozia ed è il terzo più grande al mondo. E poi ne abbiamo anche in Italia, per esempio nello stretto di Messina.

Ci sono poi dei vortici oceanici molto più grandi, anche se meno pericolosi, detti gyre. Visto che in questo caso parliamo di ampiezze che possono superare le centinaia di km, entra in gioco anche un altro fattore importante, ovvero l’effetto Coriolis, cioè una forza apparente generata dalla rotazione terrestre. Ed è proprio questo effetto che dà la tipica forma a spirale a questi vortici. Vediamo come funziona.

Cos’è e come funziona la Forza di Coriolis: la spiegazione

Per spiegarvi l’effetto Coriolis, voglio farvi un esempio: immaginiamo un pallone lanciato da una persona che si trova all’equatore verso qualcuno che è al polo nord. Ovviamente è un esempio assurdo, ma serve per capire. A causa della rotazione terrestre, il pallone non arriverà dritto al destinatario ma devierà leggermente, come se subisse una “spinta laterale”. Questo è il risultato dell’effetto Coriolis: quando ci si muove lungo la superficie di un oggetto rotante, come la Terra, si sperimenta una deviazione laterale nel movimento. Quindi in sostanza invece di muoversi in linea retta, l’oggetto traccerà una curva. Questo effetto non è immediatamente visibile, ma si amplifica su grandi distanze e tempi lunghi – perciò vi ho fatto l’esempio di un lancio dall’equatore al polo nord – rendendosi particolarmente evidente nelle grandi masse d’acqua e d’aria.

Ora, capito l’effetto Coriolis, torniamo alla formazione dei gyre. Come per i laghi o i maelstrom, sono sempre le correnti d’aria e marine a generare i vortici, anche se in questo caso parliamo di venti permanenti come gli Alisei, o i Venti Occidentali, che soffiano sempre nella stessa direzione, e di volumi d’acqua come quelli del Pacifico o dell’Atlantico. Quindi, prendiamo per esempio gli alisei, che soffiano da nord-est verso sud-ovest e teoricamente dovrebbero spostare l’acqua in questa direzione: a causa della forza di Coriolis, però, questo movimento viene deviato e quindi la massa d’acqua, invece di spostarsi in linea retta, si sposterà invece tracciando una curva che continua, continua fino a tornare al punto di partenza, generando appunto un enorme movimento a spirale, cioè questo vortice di cui stiamo parlando, il gyre. Questi vortici poi, a differenza dei mulinelli o dei maelstrom, non sono momentanei, stanno sempre là, svolgendo un ruolo fondamentale nell’equilibrio climatico delle aree in cui si trovano, come il Vortice dell'Oceano Indiano, Vortice del Nord Atlantico, Vortice del Pacifico Settentrionale: quest’ultimo è molto famoso perché qui tendono a crearsi enormi “isole” di spazzatura, il Great Pacific Garbage Patch, che sono un accumulo di plastica e rifiuti intrappolati nel gyre.

Apro una breve parentesi senza scendere nel dettaglio perché stiamo parlando dei vortici acquatici, ma l’effetto Coriolis, cioè questa deviazione del movimento, è ugualmente responsabile del movimento rotatorio delle correnti d’aria, che forma i cicloni e gli uragani.

L'effetto Coriolis influenza la rotazione negli scarichi dei lavandini?

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Piccola chicca, ma quindi il movimento dell’acqua negli scarichi dei lavandini è influenzato dalla forza di Coriolis? Cioè è vero che nell’emisfero australe l’acqua gira in un senso e in quello boreale in un altro? No, ragazzi, questa è una bufala, per le motivazioni che abbiamo appena visto. L’effetto Coriolis è rilevante solo su larga scala, come abbiamo visto per i gyre. Su masse d’acqua più piccole, come nei lavandini ma anche nei laghi, tranne eccezioni davvero grandi come per esempio i Grandi Laghi americani, l’effetto è troppo debole per avere un’influenza significativa.