La mar Mediterrània

Consideracions generals

La Mediterrània és una de les mars marginals més grans del planeta. Té una llargada d’uns 4000 km, però la seva amplada màxima és tan sols d’uns 700 km. Les seves aigües són distribuïdes en dues grans conques (l’oriental i l’occidental), unides per l’estret de Sicília i, dins de cadascuna, en subconques més petites (l’Algero-balear, la Tirrena, la Jònica, la d’Heròdot i la de llevant, d’W a E). Les fondàries màximes són a la ratlla dels 5000 m (a la conca Jònica) i les fondàries de més de 2000 m són comunes a totes les conques. Per la part de terra, és voltada de sistemes muntanyosos importants, on són freqüents les serralades de més de 1000 m d’altitud. Aquestes i les valls dels rius o canals que les tallen i van a parar a la mar modulen el temps atmosfèric i condicionen, en gran manera, la direcció dels vents més forts predominants que incideixen sobre la mar.

La Mediterrània es començà a formar fa uns 180 milions d’anys, tot coincidint amb l’obertura de l’Atlàntic. Entre Àfrica i Europa hi havia un gran golf obert sobre l’oceà cap a l’E (la mar de Tetis), el qual es va anar tancant a mesura que es produïa la col·lisió de les plaques africana i europea. Aquests moviments van donar lloc a tota una sèrie de trencaments, subduccions, aixecaments i plegaments sobre la zona de contacte. La Mediterrània, doncs, va anar canviant de forma, d’extensió i de fondària en el curs del temps, igual que la mar Negra, els Alps o la resta de formacions que componen el conjunt mediterrani. Les connexions amb l’Índic i l’Atlàntic van variar en importància durant aquest procés i així, per exemple, va haver-hi períodes en què la conca mediterrània va deixar d’intercanviar aigua amb els oceans. L’últim esdeveniment d’aquest tipus del qual tenim constància es va produir fa uns 6 milions d’anys (crisi salina del Messinià). Grans dipòsits de sal enterrats sota els sediments, la presència de sapropels o de petrolis, i altres registres geològics, indiquen que la història recent de la Mediterrània ha estat complicada, i que han variat, geogràficament i temporalment, les condicions climàtiques, ecològiques i, per tant, també les condicions físiques i químiques de l’aigua de la conca.

Actualment, la Mediterrània té una sola connexió amb l’oceà: l’estret de Gibraltar. A l’extrem E, el seu contacte amb la mar Negra no és, ni de molt, tan important. L’aigua de l’Atlàntic, menys salada, entra a la conca per la superfície i la de la Mediterrània, més salada, surt per sota i, normalment, el volum d’aigua que entra per Gibraltar és superior al que en surt. Per tant, la Mediterrània guanya aigua de l’intercanvi amb l’Atlàntic però en perd cap a l’atmosfera, ja que l’evaporació dins de la conca és superior a la suma de la precipitació i l’aportació dels rius. Funciona, doncs, com una conca de concentració.

Distribució dels valors mitjans de l’esforç del vent a la Mediterrània durant l’hivern i durant l’estiu. Els vents de component N-NW són els més forts a diferents indrets de la Mediterrània, particularment a la Mediterrània occidental.

Carto-Tec, original de P. W. May.

Meteorològicament, la Mediterrània actual, compresa entre els paral·lels 45°N i 33°N, és sotmesa al règim general del pas de depressions d’origen atlàntic, però amb importants modificacions a causa de la presència de la península Ibèrica, relativament elevada, i de les masses eurasiàtica i africana. A més a més, els Alps, la forma de la costa a l’extrem nordoccidental, la presència de la mar temperada i altres factors lligats a la situació geogràfica (entre els meridians 5°W i 36°E, zona on s’observen màximes intensitats del corrent en doll subtropical) fan que l’àrea centrada en el golf de Gènova sigui una de les principals zones mundials de ciclogènesi (formació de borrasques). Aquestes complicacions i els condicionaments orogràfics locals fan que la predicció meteorològica no sigui gens fàcil a l’àrea mediterrània.

Un altre aspecte que cal assenyalar és que la costa N rep molta més aigua dolça que l’africana i que la insolació creix de N a S i d’W a E. Ambdues coses influeixen en la distribució de la salinitat i la temperatura i, per tant, en la de densitats, la qual cosa determina, en part, el tipus característic de circulació marina.

La Mediterrània és una mar molt tancada, però això no impedeix que renovi les seves aigües profundes, que són, per tant, ben oxigenades. En canvi, el fet que l’aigua mediterrània surti per sota (relativament rica en nutrients) i que la que entri ho faci per dalt (relativament pobra en nutrients) comporta un empobriment crònic i global de nutrients en aquesta mar, que representa una limitació a la producció del plàncton vegetal. De fet, la claredat de les seves aigües és ben coneguda i l’ha convertida en centre d’atracció per a turistes estiuencs d’arreu del món.

Balanços d’aigua i sal a la mar Mediterrània

S’ha dit sovint que la Mediterrània funciona com una mena d’estuari negatiu o invers. Els estuaris generalment aboquen aigua salabrosa per la superfície cap a l’oceà i reben pel fons aigua salada. La Mediterrània funciona precisament al revés i, per això, es diu també que és una conca de concentració.

Com que el nivell mitjà de la mar a dins i a fora de la conca no varia apreciablement amb el temps, el volum total d’aigua que hi entra ha de ser igual al volum de la que en surt. A l’aigua que hi entra, hi hem de comptabilitzar la que ho fa des de l’oceà i la que arriba pels rius i la pluja. Designarem aquestes quantitats Ve (volum entrat per Gibraltar) i P (ingrés pels rius més la precipitació). La que surt ho fa per sota, a Gibraltar (Vs) i per evaporació (E). Per tant, el nivell constant exigeix que, com a mitjana (calculada com a mínim per a un any) es compleixi: Ve + P = Vs + E, d’on es dedueix que: VeVs = EP. Pel que fa a la sal, com que la salinitat de la Mediterrània no varia apreciablement (a escala humana) ni tampoc ho fa la de l’oceà, s’ha de considerar que hi entra i en surt la mateixa quantitat de sal i, per tant: Ve Se = Vs Ss, on Ss i Se són, respectivament, les salinitats mitjanes de l’aigua que en surt i la de l’aigua que hi entra. Les dues equacions ens permeten de calcular els volums d’entrada i de sortida en funció de P, E, Ss i Ss, o bé de calcular P i E en funció dels volums d’intercanvi i les salinitats. A la Mediterrània, es compleix que E és més gran que P i, per tant, Ss és més gran que Se i Ve és superior a Vs.

A l’estret de Gibraltar hi ha forts corrents fluctuants a causa de les marees i, a més llarg termini, dels desnivells que es produeixen entre la Mediterrània i l’Atlàntic. És difícil d’estimar bé els intercanvis d’aigua sobre la base de mesures directes de correntòmetres, per la dificultat de distribuir-ne els suficients per a tota la zona (i fondàries) i d’aconseguir que funcionin tots bé durant prou temps i sense interrupcions. D’altra banda, tampoc no resulta fàcil d’estimar amb precisió la precipitació i l’evaporació. En tot cas, sempre hi haurà una font d’error també introduït per les salinitats utilitzades en les equacions, ja que han de respondre a una mitjana ponderada, la qual comporta conèixer els fluxos als diferents nivells a Gibraltar, que, en darrer terme, és el que es pretén estimar. Sigui com vulgui, fins ara s’han utilitzat tots els possibles mètodes per a resoldre les equacions anteriors. El flux net que entra per Gibraltar, que iguala la diferència entre l’evaporació i l’entrada d’aigua dolça, és d’uns 1700 km3/any. El volum de la Mediterrània (exclosa la mar Negra) és de 5 × 106 km3 i el flux que entra per Gibraltar és de 50 000 km3/any. El quocient entre el volum de la Mediterrània i el flux a Gibraltar permet de dir que el temps de renovació de l’aigua mediterrània és d’uns 100 anys. L’excés d’evaporació, d’altra banda, indica que si Gibraltar es tanqués, la Mediterrània trigaria uns 3000 anys a assecar-se.

A continuació, la taula presenta balanços d’aigua de la mediterrània, segons diversos autors. Ve volum que entra, Vs volum que surt (per Gibraltar), E evaporació, P precipitació, Se i Ss salinitat de l’aigua que entra i que surt, respectivament, per Gibraltar. Els volums es donen en 106 m3/s (unitat anomenada Sverdrup en oceanografia) i les salinitats en ‰.

Balanços d’aigua de la Mediterrània
Ve Vs E P Se Ss AUTOR
1,88 1,78 Nielsen, 1912
1,75 1,65 0,044 0,148 36,2 38,4 Schott, 1915
1,75 1,68 0,045 0,115 36,25 37,75 Sverdrup et al, 1942
0,96 0,92 0,054 0,092 Garter, 1956
0,045 (*) 0,050 0,095 Tixeront, 1970
1,20 1,15 36,15 37,9 Lacombe & Tchernia, 1970
1,68 1,60 0,079 (*) 36,2 37,9 Bethoux, 1980
(*) diferència entre les dues columnes. Dades de procedència diversa

Masses d’aigua i circulació general

Circulació termohalina a la Mediterrània. L’aigua que entra per Gibraltar (aigua superficial de l’Atlàntic) es converteix durant el seu camí cap a l’est, en aigua mediterrània, més calenta i salada. A cadascuna de les conques mediterrànies (l’occidental, entre Gibraltar i l’estret de Sicília, i l’oriental, entre Sicília i les costes del Pròxim Orient) es forma aigua densa, que ocupa les parts més baixes. La de la conca occidental es produeix al golf del Lleó; la de l’oriental a la sortida de la mar Adriàtica.

Eduard Clavero, a partir de fonts diverses.

Una de les característiques especials dels oceans mundials actuals és que són capaços de renovar les seves aigües fondes, que, en general, són ben oxigenades. En aquest sentit, la Mediterrània es comporta com un petit oceà, té les seves masses d’aigua pròpies i produeix la seva pròpia aigua fonda i de fons. En contrast amb la mar Negra, que és permanentment estratificada, amb aigües poc salines a la superfície i aigües salades i completament anòxiques al fons, les aigües fondes de la Mediterrània, en canvi, mostren una gran riquesa en oxigen.

Si la Mediterrània es comportés com un llac, també podria tenir les aigües inferiors oxigenades, però seria a conseqüència d’una barreja vertical fins al fons, de caràcter general en tota la mar. El cas de la Mediterrània (o dels oceans) és molt diferent: les aigües més denses, que ocupen les parts baixes de la conca, es formen en unes zones d’extensió reduïda, en contacte amb la superfície, on adquireixen una densitat alta, s’enfonsen fins a trobar a sota un nivell de densitat igual a l’obtingut i s’estenen, després, horitzontalment. La resta de la mar es comporta, en general, com un llac meromíctic (que no es barreja a l’hivern fins al fons) i les aigües relativament denses que s’hi produeixen s’enfonsen fins a convertir-se en intermediàries.

Perfils de temperatura i salinitat obtinguts en un seguit de punts geogràfics distribuïts entre Gibraltar i el fons de la conca oriental, representats en un diagrama T/S. La salinitat de l’aigua superficial que té influència atlàntica augmenta d’oest a est. Les aigües de fons de les dues conques són ben diferents: més calenta i salada, però també més densa, la de la conca oriental. No hi ha barreja directa entre les aigües fondes de les dues conques.

Carto-Tec, modificat de Lacombe i Tehemia.

Veurem seguidament quines són les principals masses d’aigua de la Mediterrània, on es formen i quina és la seva evolució general. A Gibraltar hi ha un flux superficial d’aigua atlàntica que entra a la Mediterrània i s’estén cap a orient, barrejant-se a poc a poc amb aigua inferior i suportant una evaporació i un escalfament variables per la superfície, segons l’època de l’any i la posició geogràfica assolida. Així, les aigües superficials que a Alborán tenen una salinitat del 36,3‰, arriben a superar els 38,6‰ a les costes orientals de la conca de llevant. L’evaporació intensa i la baixa pluviositat en el cul-de-sac mediterrani produeixen una aigua densa, salada però relativament calenta (39,1‰ de salinitat i 15,5°C de temperatura), que ocupa les fondàries intermèdies (entre els 100 i els 500 m aproximadament) i retorna cap a l’W. Abans d’entrar a la conca occidental per Sicília, a l’hivern entra en contacte amb l’aigua densa, freda i relativament poc salada que es produeix a la mar Adriàtica. Aquesta mena de desproporcionat estuari del Po, poc profund i llarg, és l’únic lloc a l’interior de la Mediterrània on les marees són relativament importants. A l’hivern és sotmès a intensos vents continentals de component N, que fan que l’aigua es refredi molt i es barregi verticalment. L’evaporació intensa, deguda fonamentalment al vent, compensa, en part, l’entrada d’aigua dolça, i l’aigua densa que davalla pel talús a l’estret d’Òtranto té uns 13°C de temperatura i una salinitat de 38,6‰. La barreja d’aquesta aigua amb la intermediària oriental produeix una aigua encara més densa, que omple les parts més fondes de la conca oriental i retorna a poc a poc a l’E. Amb tot això, l’aigua intermediària que cola cap a la conca occidental s’ha barrejat per dalt i per baix amb les aigües superficials i fondes respectivament, de tal manera que a l’estret de Sicília té tan sols el 38,8‰ de salinitat i una temperatura de 14,2°C. A la conca occidental, aquesta capa d’aigua intermediària llevantina continua el seu camí cap al N i cap a l’W, a una fondària aproximada d’uns 500 m. Una branca entra a la mar Tirrena i arriba en part al golf del Lleó, llepant les costes meridionals franceses de la mar Lígur. Una altra branca continua cap a l’W i genera un corrent que, vorejant les costes occidentals de Sardenya, es dirigeix al N cap al golf del Lleó. Finalment, una altra branca avança lentament cap a Alborán. L’aigua intermediària llevantina es barreja amb aigües veïnes, i al golf del Lleó, per exemple, es detecta entre els 300 i els 500 m aproximadament, amb un màxim relatiu de temperatura i de salinitat de 13,2°C i de 38,5‰, respectivament.

Per sota de l’aigua intermediària hi ha aigua fonda de la Mediterrània occidental, que té una temperatura d’uns 12,7°C i una salinitat del 38,4‰. Aquesta aigua es forma al golf del Lleó, durant les fredes i seques tramuntanades hivernals.

La densitat de totes les aigües denses de la Mediterrània és lleugerament superior a 1029 kg/m3, però no passa de 1029,2. En els diagrames T/S, obtinguts en una sèrie d’estacions hidrogràfiques realitzades al llarg d’una línia que va des de Gibraltar fins al fons de la conca oriental, es fa patent que l’aigua profunda oriental és més densa que l’occidental, i també més salada i més calenta. No hi ha cap estació oceanogràfica que mostri en el diagrama T/S un contacte entre les dues masses d’aigua fondes, les quals queden separades físicament pel «port» o «collada» de l’estret de Sicília. Els perfils que comencen a la superfície (temperatures més altes en cadascun d’ells) mostren un màxim relatiu de temperatura i salinitat al nivell on la densitat assoleix els 1029,1 kg/m3, nivell que correspon a la capa d’aigua intermediària llevantina (a uns 500 m de fondària). Per sota, les diferències de densitat són mínimes i s’observa una disminució de temperatura i de salinitat fins a assolir les característiques de l’aigua fonda.

En aquest punt, cal fer una reflexió sobre les diferències de densitat que s’observen i els corrents que poden generar, ja que aquelles són molt petites a l’interior de la mar (exceptuant les capes més superficials). Per això, cal pensar que una diferència de 100 g/m3 (la que hi ha entre densitats de 1029 i 1029,1, per exemple), acumulada en un gruix de 100 m d’aigua es converteix en una diferència de pes de 10 kg i per un gruix de 1000 m en una de 100 kg. En termes de diferències de pressió, aquestes forces corresponen, respectivament i aproximadament, a 100 i 1000 kg m/s2. Una força de 100 kg m/s2 produïda per una diferència de pressió entre dos punts situats en un mateix nivell i separats per 100 km generen una acceleració de 10-6 m/s2. A l’interior de la mar, on la fricció interna de l’aigua és quasi negligible, l’única acceleració que pot contrarestar la que generen aquestes petites diferències de densitat és la de Coriolis, la qual apareix secundàriament aplicada sobre qualsevol massa que estigui en moviment a la superfície del planeta. El paràmetre de Coriolis a una latitud d’uns 40° val aproximadament 10-4 s-1 (2 Ω sin Ø, on Ω és la velocitat angular de la Terra i Ø la latitud). L’acceleració de Coriolis és igual al paràmetre de Coriolis multiplicat per la velocitat, en aquest cas de l’aigua. Per tant, una velocitat d’1 cm/s (= 300 km/any) equival, aproximadament, a una acceleració de 10-6 m/s2. Aquests senzills càlculs permeten de comprendre que les forces generades per diferències de densitat tan petites com 100 g/m3 (= 0,0001 g/cm3) són suficients per a generar corrents horitzontals com els observats, els quals són compresos entre uns 10 km/any (uns 0,03 cm/s) en àrees obertes amb gradients reduïts i de 1 a 5 cm/s en zones on la topografia del fons canalitza els corrents.

La formació d’aigua fonda al golf del Lleó

La circulació general de la mar Catalana i el golf del Lleó és de tipus ciclònic: hi ha un corrent paral·lel a la costa continental dels Països Catalans que prové de la mar Ligur, i un corrent cap al nord-est, davant de les Balears. Aquests corrents estan associats a dos fronts de densitat de caràcter eminentment salí, causats per la menor salinitat tant de les aigües de la plataforma continental afectades per les aportacions dels rius, com de les aigües d’influència atlàntica que penetren des del sud entre les Balears. Cap al golf del Lleó, al final de l’hivern, els forts vents de Tramuntana, secs i freds, fan barrejar tota la columna d’aigua des de la superfície fins a més de 2000 m de fondària, i nodreixen les capes més pregones d’aigua fonda nova i ben oxigenada. Aquests intensos moviments verticals es donen preferentment en les zones més profundes i en àrees reduïdes, d’uns 20 km de diàmetre, que hom anomena «xemeneies». En el bloc A es donen valors de densitat en kg/m3; en el bloc B, valors de salinitat (‰).

Ricardo Génova, original de l’autor.

El procés de formació d’aigua fonda al golf del Lleó és una conseqüència del fort refredament i la intensa evaporació a què són sotmeses les aigües superficials a l’hivern, en especial quan bufa la tramuntana. Les aigües superficials en aquella època són el resultat de la barreja vertical d’hivern, que ha enfonsat i ha trencat la termoclina, tot uniformitzant la columna en els primers 100 o 200 m a vegades erosionant la capa d’aigua intermediària llevantina. Les pluges i els rius han aportat una quantitat d’aigua dolça considerable, que fa que la de mar tingui una salinitat variable i relativament baixa, especialment a prop de la costa (pot tenir del 35,5 a 37‰). També arran de costa, en hiverns molt freds, la temperatura de l’aigua superficial pot baixar fins a 10°C en extensions considerables.

També es detecten aigües que són força denses (intermediàries d’hivern de la conca occidental), com a resultat del fort refredament, amb salinitats entre el 38,1 i el 38,3‰ i una temperatura compresa entre 12,5 i 12,8°C. Aquestes aigües intermediàries tenen característiques diferents segons el lloc on s’han format. Algunes, probablement, tenen el seu origen en àrees somes, s’estenen sobre la plataforma i davallen pel talús continental, segurament seguint els recs o canyons submarins.

L’aigua fonda no es produeix uniformement al golf del Lleó, sinó en «xemeneies», que tenen uns 10 o 20 km de diàmetre. Aquests «forats» apareixen durant les tramuntanades, des de mitjan febrer al final de març, a les aigües «precondicionades». El condicionament previ consisteix en un debilitament generalitzat de l’estabilitat vertical fins al punt que la capa homogènia de superfície, relativament freda, assoleix una densitat pràcticament igual a la de la intermediària, més calenta i salada. És important d’assenyalar que a la zona central del golf del Lleó i de la mar Catalana hi ha una divergència (gir ciclònic de l’aigua), amb el corrent costaner dirigit de NE a SW (llepant les costes de França i de Catalunya) i el corrent entre Menorca i Sardenya dirigit cap al NE. Aquesta circulació, que és associada a la presència de dos fronts halins, un al llarg de la costa continental i l’altre a la banda de les Balears, fa que les aigües subsuperficials tinguin tendència a pujar i a mostrar, durant tot l’any, una distribució de densitat en forma de cúpula. Aquesta zona de divergència, de fet, té una forma allargada i ressegueix paral·lelament la costa des de la mar Lígur fins a l’altura d’Eivissa pel centre del canal entre les Balears i Catalunya. Ara bé, les aigües superficials només es precondicionen al N del paral·lel 40°N, límit meridional de la influència dels vents forts del N, ja que l’energia mecànica és fonamental per a barrejar la columna fins a l’aigua intermediària, no sols per a rebaixar la temperatura i fer augmentar la salinitat.

A mitjan hivern, el centre de la divergència ha adquirit una estabilitat pràcticament neutra i és llavors que les baixades brusques de la temperatura de l’aire i les fortes ventades del N provoquen prou inestabilitat per a generar un moviment convectiu vertical, que fa barrejar l’aigua intermediària amb la superficial. Com que les dues aigües tenen una densitat pràcticament igual (1029,1 kg/m3), la barreja produeix una aigua prou densa per a accelerar la seva pròpia davallada cap als més de 2000 m del fons marí. La posició geogràfica exacta i l’inici de qualsevol d’aquests esdeveniments de barreja violenta són factors impredictibles. El procés es desencadena per una amplificació local de pertorbacions en un ambient inestable i representa la dissipació de l’energia potencial acumulada durant les fases prèvies. Un cop iniciat el moviment vertical, la barreja s’estén radialment, formant una mena de xemeneia d’uns 20 km de diàmetre, que arrossega l’aigua del voltant, augmentant probablement el rendiment de la producció d’aigua densa. Aquest fenomen no dura més de dos o tres dies, ja que les aigües superficials del voltant, menys denses, tendeixen a tallar ràpidament la comunicació entre la xemeneia i l’atmosfera.

L’aigua superficial que, per barreja amb la intermediària, dóna aigua fonda, desapareix de les capes altes i s’injecta a les baixes. El seu volum és d’uns 13 500 km3 anuals, els quals produeixen una pujada d’uns 30 m del nivell de la nutriclina (nivell on, en pocs metres, es passa de les aigües superficials pobres en nutrients a les de sota, riques en nutrients). Els hiverns més freds sembla que es corresponen amb anys de producció planctònica relativament més alta. La variació interanual de la producció d’aigua fonda al golf del Lleó podria explicar, almenys en part, la variació interanual de producció biològica de la Mediterrània occidental, ja que una elevació de 30 m de la nutriclina representa, per l’aportació concomitant de nutrients cap a la superfície, del 10 al 15% de la producció primària anyal.

La circulació a la Mediterrània occidental

Circulació general de les aigües superficials de la Mediterrània.

Carto-Tec, a partir de fonts diverses

La circulació marina que es pot observar en qualsevol lloc i moment concret és, necessàriament, el resultat de la interacció de totes les causes primeres del moviment (vent, canvis de densitat, gradients de pressió atmosfèrics, etc.), que, en part o totalment, poden ser equilibrades o modificades per les forces secundàries de Coriolis i la fricció. En els casos que una sola de les formes primàries domina la circulació, els models existents permeten, amb no gaire dificultat, d’analitzar i de descriure bé la circulació. Si són més d’una les que intervenen amb pesos semblants, o amb alternança de dominància, i si les forces de fricció amb el fons o les vores són importants, la circulació esdevé molt més complicada d’explicar quantitativament.

A la Mediterrània, les dimensions horitzontals no gaire grans i la poca regularitat de la influència atmosfèrica fan que el vent i els gradients de pressió atmosfèrica, tot i influir lògicament en la circulació des de la superfície de la mar, no arribin mai a donar règims estacionaris totes soles. Cal tenir en compte que els recorreguts del vent sobre la mar són curts, que la direcció dels vents és variable a causa de la influència de les muntanyes al voltant de les conques i que la seva intensitat és igualment variable i, en general, feble, tret de la dels vents de component N a la Mediterrània occidental. Quant al pas de depressions, també és variable i irregular.

La circulació forçada pels canvis de temperatura i de salinitat de l’aigua (circulació termohalina) és important a la Mediterrània, especialment pel que fa a la circulació subsuperficial i fonda. A la superfície, la influència dels vents pot modificar molt la circulació respecte al que caldria esperar de la distribució de densitats, però, en termes generals, les salinitats de l’aigua superficial, relativament baixes al N i al S de la conca, tendeixen a facilitar-hi un gir ciclònic. Si, a més a més, tenim en compte el retorn de l’aigua intermediària llevantina i la formació d’aigua fonda, podem dir que la circulació general de la Mediterrània occidental és dominada sobretot per les diferències de densitat de les aigües.

Les imatges de satèl·lit han permès als oceanògrafs adonar-se de la gran complexitat dels corrents superficials de la mar, malgrat que la informació que donen és tan sols de la seva pell. Es veu, per exemple, que a dues masses d’aigua de temperatures (i probablement, densitats) diferents (color clar més fred que color fosc) els costa molt de barrejar-se, i s’entortolliguen en remolins de grandàries variables que s’aprimen amb el temps fins a dissoldre’s. A la fotografia s’observen perfectament els remolins associats al corrent superficial d’aigua atlàntica que voreja la costa nordafricana i els que es generen en la interacció de l’aigua del golf de Lleó, freda, i la de la mar Balear, més calenta.

TIROS/N, Météorologie Nationale — LANNION France.

El resultat de la composició de totes les forces involucrades en la circulació, inclòs l’efecte de la necessària continuïtat dels fluxos limitats per les costes i els fons, queda reflectit en la distribució de massa observada. O sia, sobre la circulació termohalina bàsica produïda per les entrades d’aigua de l’oceà i de la conca veïna i forçada també pels canvis locals de temperatura i salinitat se superposa la redistribució de les aigües forçada pel vent i les diferències de pressió atmosfèrica. Encara que la influència atmosfèrica sigui irregular, és precisament la mar la que mostra millor la mitjana de l’efecte global, ja que respon amb una distribució de massa que tendeix, però no arriba, al règim estacionari. Per tant, el corrent calculat sobre la base de la distribució de massa, el corrent geostròfic, ens donarà una idea de la direcció i les intensitats dels fluxos més permanents, els quals varien lleugerament amb les estacions de l’any. Com que aquests corrents es basen en la suposició que no hi ha fricció i que els gradients de pressió són compensats únicament per la força de Coriolis (que és proporcional a la velocitat del corrent), no es poden calcular en llocs on la fondària de la mar és petita (sobre les plataformes, per exemple), i els calculats prop de la superfície només casualment coincidiran amb els corrents mesurats.

A la mar d’Alboran hi ha un gir de tipus anticiclónic que duu associat un aflorament costaner davant de Màlaga, seguit d’un gir ciclònic, a la banda oriental. Entre el cap de Gata i Oran hi ha un front de densitat, sovint molt marcat.

Carto-Tec, a partir de fonts diverses.

La circulació a la zona de l’estret de Gibraltar és complicada i el gir anticiclònic que hi ha és degut a l’acceleració de Coriolis (que tendeix a fer girar els corrents cap a la dreta a l’hemisferi nord), aplicada a un flux forçat cap al NE per la direcció de l’entrada del corrent atlàntic. També hi influeix la inclinació lateral de l’aigua mediterrània que surt pel fons, la forma de les vores i el fregament a les zones menys fondes. Si hi afegim les fortes marees, no és estrany que aquesta zona sigui encara una de les més intensament estudiades.

Sortint d’Alborán, l’aigua atlàntica, en part, es dirigeix cap al NE (cap a les Balears), encara que la força de Coriolis hauria d’afavorir que el corrent principal resseguís la costa africana. Sembla que és, precisament, la forma d’aquesta la que força una part del flux cap al NE. Tocant a la costa d’Àfrica, s’hi poden veure girs o remolins anticiclònics i ciclònics. Els primers poden quedar enganxats i créixer pel fet que les aigües desplaçades cap al N tendeixen a girar en sentit anticiclònic (per la variació del paràmetre de Coriolis amb la latitud), però, per aquesta mateixa raó, els girs que agafen un sentit ciclònic tendeixen a escapar-se i formar un corrent dirigit cap al N, que és important al voltant del paral·lel 7°E. No cal dir que els girs prop de la costa africana han de ser forçosament influïts pel fregament i la forma de la costa, mentre que el flux cap al N és influït per l’afavoriment termohalí de la circulació ciclònica. Malgrat tot, la circulació a la meitat S de la conca no ha estat encara ben explicada. El que se sap, però, és que una gran part de l’aigua que entra des de l’Atlàntic es recicla dins de la conca occidental amb un recorregut superficial llarg que modifica molt les seves característiques físico-químiques i biològiques, mentre que la que penetra a la conca oriental només en surt transformada en aigua intermediària.

A la zona de la mar Catalana, la circulació corresponent a la distribució de masses és ciclònica i sembla que es trenca en uns quants girs més petits. El corrent que ve del golf del Lleó cap al SW pel costat de la costa catalana presenta unes ondulacions que, probablement, van perdent importància cap al S. Aquest corrent marca, per la banda oceànica, el límit d’un front de talús, que actualment és objecte d’estudis intensos, semblant al que hi ha també a les costes franceses dels Alps. La raó de l’interès per aquesta estructura hidrodinámica és que representa una zona on la productivitat biològica de la mar es veu incrementada. Malgrat tot, els corrents superficials costaners a la costa catalana són de direcció variable. Les direccions preferents, lògicament forçades per la direcció de la costa, són les dirigides al NE i les que van al SW, o sia, els corrents superficials s’inverteixen de tant en tant, però hi ha sovint intrusions d’aigua de la banda de fora cap a la costa i a l’inrevés. Molt probablement, la presència d’aigües menys salades atrapades entre la línia de costa i el front de talús, tenen un paper important en la dinàmica costanera sobre la plataforma continental i més enfora.

Els mecanismes responsables d’aquesta circulació variable a la costa no són gaire coneguts, ja que produeixen inestabilitats que desencadenen moviments ràpids, però intensos, que són difícils d’estudiar, tant directament a la mar com teòricament. Cal assenyalar que prop de la costa la fricció és important i els fluxos no són geostròfics. A més a més, les irregularitats de la línia de costa i la variació de la profunditat influeixen moltíssim en la direcció que prenen els corrents, com també en llur intensitat.

La circulació de la mar Catalana no és gaire favorable als processos més coneguts de fertilització, com ara els afloraments. A les costes dels Països Catalans caldria un corrent dirigit cap al NE i vents sostinguts en aquesta direcció per a afavorir l’aflorament costaner. Tanmateix, algun cop s’ha insinuat seriosament l’existència d’un cert aflorament a les costes castellonenques, associat a vents del tercer quadrant i no es descarta que els forts vents de mestral, al S del Principat, provoquin, localment, afloraments, encara que de poca importància, com els que s’han detectat al S de França, associats a fortes bufades del mestral. De fet, la poca importància de la surgència i la relativa pobresa de nutrients a l’aigua subsuperficial prop de la costa fa que les conseqüències biològiques d’aquests episodis de vent siguin, en tot cas, poc importants. De tota manera, és probable que en anys freds, de formació d’aigua fonda superior a la mitjana, la major elevació de la nutriclina afavoreixi l’aparició d’aigües relativament més riques del que és corrent sobre la plataforma del País Valencià i que, llavors, la barreja vertical d’hivern hi resulti més productiva.

Secció hipotètica de la mar Mediterrània, entre la costa catalana i les Balears, on s’indiquen els principals mecanismes d’enriquiment de nutrients de l’aigua superficial. Caldria afegir-hi les masses d’aigua de plataforma menys salada (o filaments) que s’escapen de vegades cap a la mar oberta i que són capaces de travessar tota la mar catalana, solcant-la i activant la barreja vertical i, per tant, l’elevació de nutrients.

Román Montull, original de l’autor.

La pobresa en nutrients de la Mediterrània és un fet que, com ja hem vist, té un origen fonamental en el tipus de circulació global, ja que s’importa aigua superficial pobra i se n’exporta de subsuperficial més rica. Aquest efecte de «rentada» és probablement menys important del que es podria pensar, ja que l’aigua atlàntica (el 65% de la qual recircula a la mar d’Alborán abans de seguir el seu camí) s’enriqueix en interacturar amb la capa inferior que circula cap a l’W i, per tant, una part dels nutrients que sortirien de la Mediterrània retornen cap a la conca occidental, incorporats a la capa superficial d’aigua atlàntica. De tota manera, comparant les concentracions de fosfat de l’aigua fonda mediterrània amb les dels oceans, la pobresa és manifesta: 0,2 µM a l’aigua fonda mediterrània i 2,4 µM a l’oceànica. A la Mediterrània, per tant, l’aportament de fòsfor i altres nutrients pels rius no sols té importància local, sinó que, globalment, pot contribuir a l’equilibri de les concentracions a llarg termini.

Encara que la Mediterrània és una mar oligotròfica (molt poc productiva), sempre s’ha observat una certa contradicció entre la riquesa d’individus i d’espècies animals i la pobresa vegetal de les aigües obertes. Molts dels estudis que s’han fet últimament i que es fan actualment tracten d’entendre millor l’adaptació dels organismes i les seves poblacions a l’estructura hidrodinámica de la mar, que tot just es comença a veure amb tota la seva complexitat. La Mediterrània és un bon laboratori per a fer-ho, ja que no sols és relativament amable amb els navegants, sinó que, ecològicament, es mostra complexa i subtil. Aquesta mar ofereix una considerable complexitat i diversitat hidrodinàmica, dins d’un espai relativament reduït i assequible. Això és interessant per als físics oceanògrafs que estudien els mecanismes que regulen els fluxos, però també ho és per als biòlegs, ja que tenen la possibilitat d’estudiar i de comparar diferents complexos d’adaptació d’estructures físiques i biològiques, sense haver de viatjar gaire. Des del punt de vista físic, les dimensions de la Mediterrània i la manca de marees importants (una màxima amplitud de 20 cm) actuen com un filtre que elimina els moviments d’escala molt gran i altres factors que sí que operen en els grans oceans. Des del punt de vista biològic, la Mediterrània també actua com un filtre, limitant el nombre d’espècies possibles en el sistema, i també les seves característiques típiques.