Making waves: The power of concentration gradients - Sasha Wright

Traduttore: Roberto Carloni Revisore: Elena Montrasio

If you've ever floated on an ocean swell,

Come ben sapete, il mare è in costante movimento a causa del moto ondoso.

you'll know that the sea moves constantly.

Zoom out, and you'll see the larger picture:

Vediamo il fenomeno nella sua globalità: l'acqua copre il 71% della Terra

our Earth, covered by 71 percent water,

moving in one enormous current around the planet.

e si muove come un'unica enorme corrente.

This intimidating global conveyor belt

Questo "grande nastro trasportatore" ha molte cause complesse,

has many complicated drivers,

but behind it all is a simple pump

ma in realtà l'acqua viene mossa da una semplice pompa.

that moves water all over the earth.

The process is called thermohaline circulation,

Parliamo della circolazione termoalina,

and it's driven by a basic concept:

causata dal gradiente di concentrazione.

the concentration gradient.

Let's leave the ocean for one moment

Immagina di essere in una stanza vuota

and imagine we're in an empty room

with lots of Roombas sardined together

con tanti aspirapolvere robot in un angolo.

in one corner.

Turn them all on at once

Se li avvii tutti insieme, questi si scontrano e si sparpagliano ovunque

and the machines glide outwards

bumping into and away from each other

until the room is filled with an evenly spaced distribution.

fino a coprire tutto lo spazio in modo uniforme.

The machines have moved randomly

Il loro moto casuale tende all'equilibrio,

towards equilibrium,

a place where the concentration of a substance

il punto in cui la concentrazione di una sostanza è omogenea.

is equally spread out.

That's what happens along a concentration gradient,

Lo stesso succede nel caso del gradiente di concentrazione, quando

as substances shift passively from a high,

una sostanza si muove passivamente verso una concentrazione più bassa.

or squashed, concentration,

to a lower, more comfortable one.

How does this relate to ocean currents and thermohaline circulation?

Come si ricollega ciò alla circolazione termoalina?

Thermo means temperature,

"Thermos" significa temperatura e "halos" sale.

and haline means salt

because in the real world scenario of the sea,

Nel caso dei mari, la temperatura e la salinità

temperature and salinity drive the shift

fanno abbassare il gradiente di concentrazione.

from high to low concentrations.

Let's put you back in the ocean

Vediamo come funziona.

to see how this works.

Snap!

Ti abbiamo trasformato in una molecola d'acqua.

You're transformed into a molecule of surface water,

off the temperate coast of New York

Sei sulla superficie del mare, circondato da altre molecole.

surrounded by a zillion rowdy others.

Here, the sun's rays act as an energizer

I raggi del Sole fanno sì che tu e le altre molecole d'acqua

that set you and the other water molecules

jostling about, bouncing off each other

vi scontriate come gli aspirapolvere di prima.

like the Roombas did.

The more you spread out,

Più vi diffondete, meno sarà alta la concentrazione in superficie.

the less concentrated the water molecules

at the surface become.

Through this passive motion,

Grazie al moto passivo, sei giunto a una concentrazione inferiore.

you move from a high to a lower concentration.

Let's suspend the laws of physics for a moment,

Lasciamo da parte la fisica e ipotizziamo che tu finisca

and pretend that your molecular self

can plunge deep down into the water column.

sul fondo della colonna d'acqua.

In these colder depths,

A queste profondità, la mancanza di luce solare

the comparative lack of solar warmth

makes water molecules sluggish,

fa sì che le molecole rimangano immobili ad alte concentrazioni.

meaning they can sit quite still at high concentrations.

No jostling here.

In questo caso non si scontrano, ma cercano di espandersi

But seeking relief

from the cramped conditions they're in,

they soon start moving upwards

e si muovono verso la superficie dove c'è meno ressa.

towards the roomier situation at the surface.

This is how temperature

Quindi, la temperatura riduce la concentrazione

drives a shift of water molecules

from high to low concentrations,

delle molecole fino a giungere all'equilibrio.

towards equilibrium.

But sea water is made up of more than just H2O.

L'acqua del mare non solo contiene H2O,

There are a great deal of salt ions in it as well.

ma anche moltissimi ioni salini.

And like you, these guys have a similar desire

E anche loro detestano gli spazi affollati, proprio come te.

for spacious real estate.

As the sun warms the sea,

Quando il Sole riscalda il mare, fa evaporare le molecole d'acqua

some of your fellow water molecules

evaporate from the surface,

increasing the ration of salt to H2O.

facendo aumentare la concentrazione di sale.

Gli ioni di sale, accalcati in superficie, notano

The crowded salt ions left behind

notice that lower down,

salt molecules seem to be enjoying more space.

che più in basso c'è meno ressa.

And so an invasion begins,

Così iniziano a precipitarsi verso il fondo della colonna d'acqua.

as they too move downwards in the water column.

In the polar regions,

Ai poli, questo processo influenza il movimento delle correnti.

we see how this small local process

effects global movement.

In the arctic and antarctic,

Qui, dove il mare è costellato di blocchi di ghiaccio,

where ice slabs decorate the water's surface,

there's little temperature difference

la temperatura in superficie e sul fondale è simile.

between surface and deeper waters.

Le acque sono gelide, ma la salinità varia

It's all pretty cold.

But salinity differs,

and in this scenario,

e innesca tutto il processo.

that's what triggers the action.

Here, the sun's rays melt surface ice,

Il Sole scioglie il ghiaccio in superficie

depositing a new load of water molecules

rilasciando nuove molecole d'acqua nel mare.

into the sea.

That not only increases the proximity

Ciò fa aumentare la prossimità tra te e le altre molecole,

between you and other water molecules,

leaving you vying for space again,

facendoti mancare lo spazio. Inoltre, fa diminuire

but it also conversely dilutes

the concentration of salt ions.

la concentrazione di ioni salini.

So, down you go,

Per cui, ti sposti verso un gradiente di concentrazione inferiore.

riding along the concentration gradient

towards more comfortable conditions.

For salt ions, however,

La bassa concentrazione di ioni di sale in superficie

their lower concentration at the surface,

acts like an advertisement

richiama la massa di molecole di sale sul fondale, che iniziano a risalire.

to the clamoring masses of salt molecules below

who begin their assent.

In both temperate and polar regions,

Nelle zone temperate e ai poli, il moto passivo

this passive motion along a concentration gradient,

lungo il gradiente genera una corrente.

can get a current going.

And that is the starting point

E questa è la circolazione termoalina, o Grande Nastro Trasportatore.

of the global conveyor

called thermohaline circulation.

This is how a simple concept

Il gradiente è alla base del meccanismo

becomes the mechanism underlying

one of the largest

che regola un sistema molto importante.

and most important systems on our planet.

And if you look around,

Il gradiente di concentrazione è visibile in molti fenomeni.

you'll see it happening everywhere.

Turn on a light, and it's there.

Concentration gradients govern

Ad esempio, pensa a un flusso di corrente.

the flow of electricity,

allowing electrons squashed together in one space

Gli elettroni tendono a spostarsi verso concentrazioni inferiori

to travel to an area of lower concentration

when a channel is opened,

se apri il circuito premendo l'interruttore.

which you do by flipping a switch.

Right now, in fact, there's some gradient action going on

Il gradiente di concentrazione agisce anche nei nostri polmoni.

inside you as you breath air into your lungs

Quando inspiriamo, l'alta concentrazione di ossigeno presente nell'aria

letting the concentrated oxygen in that air

move passively out of your lungs

si muove passivamente dai polmoni al sangue.

and into your blood stream.

We know that the world is filled

Il mondo è pieno di dilemmi scientifici

with complex physical problems,

but sometimes the first step

ma a volte comprenderli non è difficile.

towards understanding them can be simple.

So when you confront the magnitude

Studiare fenomeni complessi come le correnti marine o l'elettricità,

of the ocean's currents,

or have to figure out how electricity works,

remember not to panic.

può essere semplice come premere un interruttore.

Understanding can be as simple as flipping a switch.