Come nascono le onde del mare: la fisica del moto ondoso

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Guardare le onde arrivare a riva è un gesto ipnotico che facciamo tutti almeno una volta in estate. Ma da dove nascono le onde del mare? La risposta ha poco a che fare con l’acqua che “corre” verso di noi e molto a che fare con il vento, l’energia e la fisica del movimento. Capire il moto ondoso significa leggere il mare con occhi nuovi.

Le onde non trasportano acqua, ma energia

È l’idea più sorprendente e la chiave di tutto: quando un’onda attraversa il mare aperto, l’acqua non si sposta insieme a lei. Ogni particella d’acqua compie un piccolo movimento circolare, sale e scende quasi tornando al punto di partenza. Ciò che viaggia da un punto all’altro è l’energia, non la materia. Lo si vede bene osservando un gabbiano o una boa: dondolano su e giù, senza essere trascinati verso riva.

Il vento, il vero motore delle onde

La maggior parte delle onde nasce dal vento che soffia sulla superficie del mare. L’attrito tra aria e acqua trasferisce energia alla superficie e crea prima piccole increspature, poi onde sempre più grandi. Più il vento è forte, più a lungo soffia e più ampia è la distesa di mare su cui agisce, più grandi saranno le onde che si formano.

I tre ingredienti che decidono l’altezza

Gli oceanografi individuano tre fattori: la velocità del vento, la sua durata e il cosiddetto fetch, cioè la lunghezza del tratto di mare su cui il vento agisce senza ostacoli. Un vento moderato ma costante su un mare molto esteso può generare onde più grandi di una raffica violenta ma breve.

Vento che increspa la superficie del mare aperto
Il vento è il principale motore delle onde.

Onde del vento e onde lunghe

Quando le onde si allontanano dalla zona in cui il vento le ha generate, cambiano aspetto. Diventano più regolari, arrotondate e distanziate: si parla allora di mare lungo o swell. Queste onde possono viaggiare per migliaia di chilometri attraverso l’oceano prima di infrangersi su una spiaggia lontana, portando con sé l’energia di una tempesta avvenuta chissà dove.

Perché le onde si infrangono vicino alla riva

Al largo, in acqua profonda, le onde procedono ordinate. Avvicinandosi alla costa, però, il fondale sale e “frena” la parte inferiore dell’onda. La cresta, non rallentata allo stesso modo, avanza più veloce, si fa ripida e alla fine si rovescia in avanti: è la schiuma bianca del frangente. Ecco perché le onde si rompono proprio negli ultimi metri prima della spiaggia.

Onda che si infrange vicino alla riva con schiuma bianca
Vicino alla riva il fondale fa rovesciare la cresta dell’onda.

Le maree non sono onde del vento

Attenzione a non confondere le onde con le maree. L’alternarsi di alta e bassa marea non dipende dal vento ma dall’attrazione gravitazionale della Luna e, in misura minore, del Sole. Le maree sono in un certo senso onde giganti e lentissime, con un periodo di molte ore, del tutto diverse dalle onde che vediamo frangersi a riva.

Gli tsunami: onde di tutt’altra origine

Anche gli tsunami sono onde, ma non nascono dal vento. Sono provocati da terremoti sottomarini, frane o eruzioni che spostano bruscamente enormi masse d’acqua. In mare aperto uno tsunami può passare quasi inosservato, ma avvicinandosi alla costa rallenta e accumula altezza, diventando pericoloso. È un fenomeno raro ma da conoscere per capire quanto il mare possa liberare energia.

Perché le onde ci affascinano e ci calmano

Il ritmo regolare delle onde ha un effetto rilassante ben documentato: il suono ripetitivo e prevedibile del mare aiuta molte persone a distendersi. Non a caso registrazioni di onde e mare vengono usate per favorire il sonno e la concentrazione. È uno di quei casi in cui la fisica di un fenomeno naturale incontra il nostro benessere psicologico.

Distesa di mare con onde lunghe all'orizzonte
Le onde lunghe possono viaggiare per migliaia di chilometri.

Come si misurano e si prevedono le onde

Oggi boe strumentate, satelliti e modelli matematici permettono di misurare l’altezza delle onde e di prevederle con diversi giorni di anticipo. Questi dati sono fondamentali per la navigazione, la pesca, gli sport acquatici e la sicurezza costiera. Per approfondire la fisica del fenomeno è utile la voce dedicata su Wikipedia. Se ti piacciono i fenomeni naturali, leggi anche come si formano i fulmini.

Domande frequenti sulle onde del mare

Da dove nascono le onde del mare?

La maggior parte delle onde è generata dal vento che soffia sulla superficie dell’acqua e le trasferisce energia. Alcune onde, come tsunami e maree, hanno però origini diverse.

L’acqua si sposta insieme all’onda?

No. In mare aperto l’acqua compie piccoli movimenti circolari e resta quasi sul posto: ciò che viaggia è l’energia dell’onda, non la massa d’acqua.

Perché le onde si rompono vicino alla riva?

Avvicinandosi alla costa il fondale rallenta la base dell’onda mentre la cresta continua ad avanzare, diventa ripida e si rovescia in avanti creando il frangente.

Che differenza c’è tra onde e maree?

Le onde comuni sono generate dal vento; le maree dipendono dall’attrazione gravitazionale della Luna e del Sole e hanno cicli di molte ore.

Che cosa è il fetch?

È la lunghezza del tratto di mare su cui il vento soffia senza ostacoli: più è esteso, più grandi possono diventare le onde.

Perché gli tsunami sono così pericolosi?

Nascono da spostamenti improvvisi di grandi masse d’acqua e, avvicinandosi alla costa, accumulano altezza ed energia in pochi minuti.