La scorsa settimana potrebbe essere stata la prima volta che hai sentito parlare di "onde interne", il fenomeno sospettato di aver causato il tragico affondamento del sottomarino indonesiano KRI Nanggala la settimana precedente, provocando la morte dei 53 membri dell'equipaggio.

Quindi potrebbe sorprenderti sapere che senza dubbio hai già incontrato onde interne. Esistono intorno a noi nell'atmosfera e nell'oceano, anche se di solito sono invisibili. Se sei mai stato su un aereo vivendo una turbolenza, hai sentito i loro effetti.

Le onde interne vengono generate quando un forte vento passa su una ripida collina. L'aria viene sollevata su e sopra la collina contro la forza di gravità, e poi accelera dall'altra parte mentre la gravità prende il sopravvento. Questo movimento su e giù dà il via a un'oscillazione sottovento della collina. Il moto oscillatorio è un'onda interna.

Puoi visualizzarlo più facilmente immaginando una palla rimbalzante che rotola su un gradino su un pavimento altrimenti livellato. Se lo fai rotolare abbastanza velocemente, la palla prende il volo alla sommità del gradino e accelera verso il basso per gravità. Quando la palla colpisce il suolo, inizia a rimbalzare con una lunghezza di rimbalzo (o lunghezza d'onda) che dipende dalla velocità con cui l'hai fatta rotolare.

Non sorprende, le onde interne atmosferiche si trovano più spesso nelle regioni montuose. Se hai mai guardato il cielo e hai visto lunghe strisce parallele di nuvole, particolarmente vicino alle montagne, probabilmente hai visto un'onda interna propagarsi nell'atmosfera. Le onde si propagano verso l'alto nello stesso momento in cui vengono trasportate sottovento dalla montagna dal flusso d'aria.

Le onde possono arrivare fino alla stratosfera, che inizia a circa 10 chilometri dal suolo, prima che i cambiamenti nella struttura atmosferica costringano le onde a infrangersi. Proprio come le onde si infrangono sulla spiaggia mentre l'acqua diventa più bassa, le onde interne si infrangono nell'atmosfera quando le proprietà dell'aria (come la velocità del flusso o la densità) cambiano rapidamente con l'altezza. Tali cambiamenti sono comuni nella bassa stratosfera (10-15 km), che è dove volano gli aerei di linea.

E proprio come le onde sulla spiaggia, questa rottura crea un'enorme quantità di movimento caotico, o turbolenza, creando uno spiacevole movimento a scosse per qualsiasi aereo (e i suoi passeggeri) che si trovi nelle vicinanze!

Il cielo pieno di splendide nuvole di onde gravitazionali mi ha dato il benvenuto a Melbourne questa mattina! (Da non confondere con le onde gravitazionali!) pic.twitter.com/SqTGz3XH3M

— Katie Mack (@AstroKatie) 28 marzo, 2017

Quindi che dire delle onde interne nell'oceano? Proprio come nell'atmosfera, sono generati da forti flussi (in questo caso, correnti oceaniche) su ripide colline. Ma in questo caso le colline sono sul fondo del mare.

Più ripide sono le colline e più forti sono le correnti, più grandi sono le onde risultanti. I mari intorno all'Indonesia hanno una perfetta combinazione di questi ingredienti:una rete di bacini profondi collegati da stretti, canali poco profondi, attraverso il quale scorrono forti correnti di marea.

Queste correnti sono così forti da generare un tipo particolarmente estremo di onda interna nota come "onda solitaria interna", che concentra l'intera energia dell'onda in un unico movimento su e giù, piuttosto che molte oscillazioni individuali. Queste onde possono essere alte centinaia di metri, lunghi diversi chilometri, e viaggia a una velocità di 10 km all'ora.

Le onde solitarie sono più grandi a profondità di circa 50-200 metri, dove c'è un forte gradiente di temperatura tra lo strato superficiale caldo e l'interno dell'oceano freddo, le stesse profondità a cui normalmente operano i sottomarini. Se un sottomarino seduto a questo tipo di profondità fosse improvvisamente colpito da una di queste onde, sarebbe portato verso il basso (o verso l'alto, a seconda della sua posizione rispetto all'onda) ad una velocità di forse 10 metri al minuto per 10 minuti.

Senza un'azione rapida per contrastare il moto ondoso, un sottomarino potrebbe essere trasportato rapidamente al di sotto della sua massima profondità operativa, portando a cedimenti dello scafo e affondamento. Un rapporto d'archivio della Marina degli Stati Uniti rivela che i comandanti di sottomarini erano consapevoli dei rischi delle onde interne già nel 1966.

Oltre al pericolo che rappresentano per i sottomarini, anche le onde interne svolgono un ruolo importante nella circolazione oceanica. Trasportano grandi quantità di energia, aiutando a sostenere le correnti oceaniche, mescolando calore e anidride carbonica attraverso gli oceani, e influenzando così il nostro clima globale.

Quindi la prossima volta che sei scosso da una turbolenza su un aereo, o guardando delle strane strisce di nuvole nel cielo, pensa alle onde interne che si propagano intorno a te.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.