Fascicolo 6
GLI ECOSISTEMI MARINI - 1
PROGETTO DIDATTICO: Stefano Angelini*, Maurizio Ferraris, Alessandra Gentile**
SPERIMENTAZIONE DIDATTICA: Stefano Angelini, Luca Budicin*, Maurizio Ferraris, Alessandra
Gentile, Roberta Parodi*
TESTI: Stefano Angelini, Alessandra Gentile, Roberta Parodi, Barbara Santarelli**
REVISIONE TESTI: Roberta Parodi, Barbara Santarelli
REDAZIONE, PROGETTO GRAFICO ED IMPAGINAZIONE: Barbara Santarelli
COORDINAMENTO EDITORIALE: Luca Budicin
DISEGNI: Fabrizio Boccardo
*ACQUARIO DI GENOVA
Area Porto Antico - Ponte Spinola
Tel 010/23451 Fax 010/256160
e-mail: [email protected]
16128 GENOVA
www.acquariodigenova.it
**STUDIO WALDEN DI GENOVA
Distacco di Piazza Marsala, 2/2 16122 GENOVA
Tel 010/815469 Fax 010/812715
e-mail: [email protected]
www.walden.it
Ringraziamo per la collaborazione:
Dorothea Costa, Matilde Massajoli, Lorenzo Montaldo, Maria Luisa Tavano, che con grande professionalità
hanno reso possibile il collaudo delle molteplici attività del Progetto Mare.
Giorgio Matricardi dell’Università di Genova, per la consulenza e i materiali forniti.
I docenti che hanno partecipato alla sperimentazione, il cui contributo ed i cui suggerimenti sono stati determinanti e di elevata qualità per lo sviluppo del Progetto Mare:
Bice Aragone, Celeste Barone, Marilena Bellati, Alessandra Beni, Maria Bertorello, Maria Grazia Calabrese,
Pasqualina Campo, Rosella Capitini, Domenica Cavanna, Claudia Cuoco, Fiorenza De Marmeils, Maria Ista Devoli,
Elisabeth Filipetti, Maria Antonietta Fiori, Anna Forese, Silvana Garibaldi, Anna Garulli, Maria Gianelli, Roberta
Iacchetti, Marina Lagomarsino, Anna Lanza, Gabriella Lomartire, Irene Lupino, Lucio Mariconda, Gianna Mazzaron,
Anna Oliva, Giancarla Oneto, Alessandro Perugi, Delia Pezzati, Tonino Piana, Rosanna Pisoni, Renata Puleo,
Alessandra Repetto, Concetta Runci, Maria Angela Schenone, Laura Tabò, Fabrizio Tacchino, Maria Silvia Tafi,
Loredana Trusendi, Maria Teresa Turbini, Liliana Valente, Clizia Venturelli, Daniela Verdigi, Sandra Zerbino.
Tutti gli allievi che hanno collaudato le attività didattiche. La loro spontaneità e l’entusiasmo tipico dell’età hanno
consentito di arricchire i materiali del Progetto Mare, grazie anche alla preziosa serie di elaborati prodotti.
Fascicolo 6
GLI ECOSISTEMI MARINI - 1
LA COLLANA DI FASCICOLI DEL PROGETTO MARE
4
Fascicolo 1
Fascicolo 2
Fascicolo 3
IL MARE
E I CINQUE SENSI
I MATERIALI
DEL LITORALE
I MOVIMENTI
DEL MARE
Fascicolo 4
Fascicolo 5
Fascicolo 6
GLI ORGANISMI
DEL MARE - 1
GLI ORGANISMI
DEL MARE - 2
GLI ECOSISTEMI
MARINI - 1
Fascicolo 7
Fascicolo 8
Fascicolo 9
GLI ECOSISTEMI
MARINI - 2
LE COSTE
E L’UOMO
LA RISORSA
MARE - 1
Fascicolo 10
Fascicolo 11
Fascicolo 12
LA RISORSA
MARE - 2
L’INQUINAMENTO
DEL MARE
LE POZZE
DI SCOGLIERA
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
I FASCICOLI DEL PROGETTO MARE
Istruzioni per l’uso
In questa pagina illustriamo brevemente come sono strutturati i Fascicoli del Progetto Mare.
Sono presenti alcune rubriche fisse che analizzano i vari aspetti degli argomenti trattati: “Chi ben
comincia” (premessa comune ad ogni Fascicolo), “Il percorso, i metodi, i problemi” (i nuclei problematici relativi al Fascicolo, talvolta con parti comuni a più Fascicoli), “La parola agli allievi” (le
frasi dei ragazzi, da noi raccolte al fine di individuare i possibili ostacoli per l’apprendimento di
nuovi concetti), “Il Progetto Mare all’Acquario di Genova” (i percorsi strutturati realizzabili presso
l’Acquario di Genova). Al di fuori dei Fascicoli sono inoltre riportati “Il glossario” e “La mappa di
sintesi” (i collegamenti fra i vari Fascicoli). L’intera collana è anche dotata dell’appendice “Qualcosa
in più”, in cui è possibile cogliere ulteriori “sfumature” del Progetto Mare attraverso immagini e
testi integrativi.
Le unità di lavoro vere e proprie trattate nei Fascicoli si compongono di moduli, a cui sono abbinati schede didattiche e inserti. Ciascuna di queste sezioni viene contrassegnata da un’icona (posta in
alto a sinistra nella pagina), come rappresentato qui di seguito.
MODULO
✎
SCHEDA DIDATTICA
INSERTO
I moduli, ad uso dei docenti, sintetizzano le attività a cui sono riferite le schede di lavoro. In essi vengono illustrati le finalità, gli obiettivi, i contenuti e le strategie, che più specificamente costituiscono la
parte didattica del percorso. Così come si conviene fare in didattica, inoltre, nei moduli vengono evidenziati gli aspetti problematici per ogni tema trattato: per esempio si fa riferimento a quanto già svolto in precedenza o alla realtà quotidiana dell’allievo (Hessen parlava di “centri di interesse”; Pedemonte
parla di “problema del problema”). Il modulo finale di ogni Fascicolo è dedicato alla verifica; in questo
caso vengono presentate attività diverse, sviluppate però su elementi metodologici comuni.
Le schede didattiche sono fotocopiabili e utilizzabili dagli allievi, come indicato dalla legenda che
segue (la lettera è riportata nella porzione di pagina in alto a destra):
P - schede di accertamento dei prerequisiti
R - schede di raccolta dati
E - schede di elaborazione dati
V - schede di verifica
In alcuni casi le schede possono avere doppia valenza: per esempio una scheda contrassegnata
dalle sigle R/E comprende attività di raccolta e di immediata elaborazione dei dati. L’esperienza da
noi maturata ci ha portato a segnalare, talvolta, anche l’uso distorto che si potrebbe fare di alcune
schede. Proprio per la peculiarità del lavoro, che prevede l’articolazione delle attività sia sul campo,
sia all’interno di strutture come gli Acquari, dotate di vasche in cui sono ricostruiti ambienti altrimenti inesplorabili, vengono fornite ulteriori indicazioni su dove, come e quando svolgere i cosiddetti “laboratori di ecologia sul terreno”.
Ricordiamo, infine, che negli inserti vengono presentati alcuni aspetti tecnico-scientifici legati al
modulo di riferimento. Nell’inserto non si vuole, comunque, esaurire l’argomento trattato, ma si
vuole dar modo al docente di raccogliere le informazioni necessarie a sviluppare meglio le attività.
Nel caso in cui si desiderasse un ulteriore approfondimento, ci si potrà avvalere di testi specifici e
riferimenti riportati nella “Bibliografia”.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
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CHI BEN COMINCIA...
Abbiamo scelto di strutturare i Fascicoli del Progetto Mare per temi, evitando
volutamente un’organizzazione curricolare, che comportasse l’utilizzo di ogni singolo Fascicolo esclusivamente durante uno specifico anno scolastico.
I progetti di Educazione ambientale prevedono un’articolazione assai complessa
dei temi e delle attività, che si intersecano e si completano vicendevolmente durante l’intero ciclo scolastico. È per questo motivo che l’organizzazione del materiale
per temi può aiutare il docente a programmare lo sviluppo dell’intero progetto nel
suo complesso, dandogli l’opportunità di scegliere di anno in anno le attività che
meglio si adattano alle capacità di apprendimento dei suoi allievi.
Ogni singolo tema può, dunque, essere approfondito a livelli diversi e in anni diversi, consentendo ad ogni passo successivo l’acquisizione da parte degli studenti di
nuovi elementi, oltre che l’elaborazione di dati e di riflessioni sempre più complessi
ed articolati. Pertanto, aumentando la complessità dell’informazione in modo parallelo ai diversi temi affrontati, diventano più “naturali” e di immediata comprensione i
collegamenti tra essi.
Di fondamentale importanza per il raggiungimento di questo obiettivo risulta la
metodologia utilizzata: la costruzione da parte dell’allievo del proprio sapere per
sperimentazione diretta ed elaborazione dei dati in prima persona (spesso si impara più ragionando che studiando!) costituisce la filosofia di base dell’intero progetto. Questi principi, d’altra parte, sono i cardini fondamentali per lo sviluppo di un
comportamento consapevole e responsabile nei confronti dell’ambiente e rappresentano la finalità essenziale dell’Educazione ambientale.
Avendo chiaro sin dall’inizio il piano complessivo del Progetto Mare, il docente può
così programmare tutte le attività per l’intero ciclo della Scuola dell’obbligo, ferma
restando la necessità di adattare e rimodellare costantemente tale programmazione, secondo la risposta della classe e dei singoli allievi durante il percorso di
apprendimento.
Per comprendere un ambiente occorre sviluppare la capacità di “leggere“ sistemi
complessi, dapprima distinguendo i singoli elementi dell’ecosistema (gli esseri
viventi, i fattori ambientali...) e poi individuando i loro reciproci rapporti (modalità
di procurare l'energia, di costruire la materia, relazioni fra organismi...).
6
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
Foto A. Gentile
L'idea è quella di centrare l'attività educativa non sulla trasmissione
dell'informazione, ma sul superamento degli ostacoli.
(R. Gagliardi)
Ci sono concetti difficilmente comprensibili per gli allievi della Scuola dell’obbligo.
Per esempio, l'appartenenza ad un Regno o ad un altro viene stabilita sulla base
della complessità cellulare e del metabolismo (il modo con cui gli esseri viventi si
procurano l'energia necessaria alla vita). Per fare ciò, è necessario introdurre i
concetti di cellula e di reazioni chimiche, ed entrambi sono formalizzazioni lontane dal “vissuto” quotidiano dei ragazzi. Non sarà, dunque, questa la strada da
intraprendere per studiare gli ecosistemi marini.
È però vero che i bambini non sono una “tabula rasa”: sul mare e i suoi abitanti
hanno già qualche nozione (che chiameremo preconoscenza), spesso trasmessa
in forma spettacolare o sensazionale, e su come funziona un ambiente marino si
sono già fatti qualche idea (che chiameremo rappresentazione mentale).
Prima di cominciare a produrre unità didattiche, dove il lavoro sul campo si rivela
un'ottima strategia di apprendimento, converrà quindi preparare (in aula) i bambini
a capire e a superare gli ostacoli di quegli aspetti della biologia e dell’ecologia a cui
abbiamo fatto riferimento. E, come si può dedurre dalla citazione di R. Gagliardi
sopra riportata, anche questo è un elemento dominante del Progetto Mare.
Infine, la sfida educativa (indubbiamente non facile) è quella di monitorare il cambiamento non solo delle conoscenze, ma anche di tutti quei valori, comportamenti
ed atteggiamenti che concorrono a formare i nostri ragazzi di oggi, o meglio, gli
adulti di domani.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
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FASCICOLO 6: IL PERCORSO, I METODI, I PROBLEMI
Dopo aver concluso i temi della autoecologia, iniziamo con il Fascicolo 6 un lavoro molto più complesso
sull’ambiente, volto all’osservazione, alla raccolta dei dati e alla loro interpretazione secondo una visione
sistemica.
Ai fini dello studio vero e proprio dell’ecosistema, è stata pertanto adottata una sequenza di lavoro: abbiamo prima analizzato tutte le componenti dell’ecosistema separatamente, mettendo ordine nelle nostre
conoscenze, poi abbiamo iniziato a “risistemare” le stesse secondo un ordine logico e di relazioni.
Stabilendo i collegamenti logici e i rapporti causa-effetto, abbiamo quindi spiegato il perché dell’appartenenza di una componente ad un ecosistema piuttosto che ad un altro. Attraverso tale processo siamo arrivati quindi facilmente allo studio degli ecosistemi marini. Il passo successivo è stato, infine, quello di mettere a confronto i diversi ecosistemi tra loro.
Come è facilmente intuibile, il livello del Fascicolo è abbastanza elevato (adatto, pertanto, agli allievi più
grandi). Essenzialmente, l’obiettivo è quello di favorire il ragionamento secondo un approccio sistemico,
volto non tanto alla catalogazione degli individui, quanto allo studio delle relazioni, dei ruoli e delle funzioni che ciascun elemento svolge all’interno dell’ecosistema (a sua volta soggetto ai diversi fattori ambientali). In tal modo, l’allievo individua l’equilibrio dinamico dell’ecosistema, formulando ipotesi che sarà sempre
più in grado di trasferire ad altri contesti.
A proposito di teorie dell’apprendimento,
Raul Gagliardi, docente presso l’Istituto
Pedagogico di Lugano, utilizza una simpatica metafora che qui sintetizziamo. Il nostro
processo di apprendimento è come una
macchinina-giocattolo: prima smontiamo
tutti i pezzi (le preconoscenze disordinate
che fanno parte del nostro bagaglio culturale) per poi riassemblarli (con l’analisi delle
preconcezioni risistemiamo le nostre conoscenze, individuando i prerequisiti necessari al fine di iniziare l’operazione di rielaborazione dei dati). Il nostro processo di
apprendimento si avvale, dunque, di una
sequenza che mira al riordino e alla stratificazione delle conoscenze. Ovviamente, fintanto che ogni pezzo non troverà l’esatta
collocazione, non sarà possibile far funzionare la macchinina…
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PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
Così come per gli altri, anche nel presente Fascicolo abbiamo riscontrato difficoltà di tipo concettuale e/o
metodologico. Uno dei nodi problematici è stato sciolto attraverso lo studio delle rappresentazioni mentali. Abbiamo voluto inserire nuovamente, come nel Fascicolo 1, un modulo utile per capire quale concetto
dell’ecosistema, e dei fenomeni che lo regolano, possiede l’allievo.
In questo Fascicolo rileviamo, infatti, una certa difficoltà a non cadere in visioni di ecosistemi banali, errate
o ancora una volta esotiche. Non ci stupiamo comunque troppo, dato che gli stessi problemi sono stati riscontrati fin dall’inizio (Fascicolo 1), quando abbiamo visto come i mezzi di telecomunicazione influiscano particolarmente in tal senso.
Foto C. Bertasini
Anche per molti degli argomenti trattati in questo Fascicolo, abbiamo notato come la difficoltà maggiore
sia stata quella di non potere procedere attraverso l’esperienza diretta. In effetti, se lavorate già da tempo
con la metodologia da noi proposta, l’allievo dovrebbe avere acquisito una “forma mentis” secondo la
quale crede soltanto a ciò che vede, cioè ai risultati della propria esperienza. Tuttavia, lo studio degli ecosistemi marini deve essere spesso intrapreso attraverso approcci mediati dalle vasche di un Acquario. A
tale problema dedichiamo un inserto in cui esprimiamo il nostro punto di vista sui limiti che un lavoro
di questo tipo può costituire durante un processo di apprendimento.
Un altro nucleo problematico affrontato nel Fascicolo riguarda il “ciclo dell’acqua”. Studiando la salinità,
infatti, abbiamo ripreso tale argomento e ci siamo accorti che spesso gli allievi si rifanno ad un modello
stereotipato (si veda la pagina 10, dedicata alle preconcezioni).
Giunti a questo livello del percorso educativo proposto dal Progetto Mare, avrete sicuramente acquisito la
proprietà di lettura e di interpretazione dei fenomeni che contraddistingue i bravi ecologi!
Infine, noterete che una buona parte dei testi riportati nei moduli del presente Fascicolo trattano contenuti
puri, assomigliando decisamente agli inserti, a causa della valenza prettamente scientifica dei temi trattati
in questa parte del Progetto Mare.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
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LA PAROLA AGLI ALLIEVI
Domanda: “Ragazzi, come spieghiamo la pioggia?”
Risposta: “Ah, ho capito, vuole sapere il ciclo dell’acqua!...”
I CICLI DELL’ACQUA
Arriva sempre il momento in cui, durante lo svolgimento del programma di Scienze, si affronta il
ciclo dell’acqua. Purtroppo, in molti libri di testo vengono rappresentati schemi in cui, non si sa bene
perché, piove solo in montagna e mai sul mare...
Anche con il Progetto Mare ci siamo trovati a trattare questo argomento. Spesso abbiamo iniziato a parlarne casualmente, magari durante un’uscita in cui un fronte nuvoloso si avvicinava velocemente minacciando l’attività all’aria aperta…
Si comincia spesso con un disegno, e già da qui riceviamo ottime indicazioni sul modello che l’allievo ha in testa. Rileviamo poi che, quasi sempre, tale modello deriva da rappresentazioni grafiche
contenute nei testi di studio utilizzati dallo studente. E da qui iniziamo a demolire le preconcezioni degli allievi, e spesso anche quelle dei docenti …
Scopriamo infatti che, per poter giustificare la pioggia anche sul mare conviene utilizzare una terminologia diversa, è più appropriato, infatti, parlare di “cicli dell’acqua”.
Il ciclo dell’acqua: ma quando piove sul mare?
(modello stereotipato)
I cicli dell’acqua: finalmente piove anche sul mare!
(modello da noi adottato)
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PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
MODULO
1
ANCORA SULLE
RAPPRESENTAZIONI MENTALI...
Perseguendo l’obiettivo di rilevare le preconoscenze, le "rappresentazioni mentali" e le
aspettative dei bambini sull’ambiente mare,
riproponiamo qui di seguito due attività simili
per impostazione a quelle già viste nel modulo 1
del Fascicolo 1.
Le due schede del modulo sono dedicate agli
allievi più giovani.
L’attività da noi suggerita nella scheda 1 è
quella di far disegnare agli allievi l’ambiente
marino al di sopra del pelo dell’acqua, così come
lo ricordano (date anche eventuali esperienze
pregresse) o come lo immaginano. In questa
scheda abbiamo scelto di dare una minima traccia, utilizzando il profilo di un ambiente in parte
roccioso e in parte sabbioso (per poter valorizzare
l’esperienza di tutte le realtà della costa italiana).
Naturalmente ogni insegnante è libero di
utilizzare il proprio materiale, che più si adatta alla realtà del territorio oggetto di studio.
Intendiamo, quindi, proiettarci in un con-
testo ambientale specifico, in cui gli allievi
sono invitati a inserire il maggior numero possibile di particolari. Anche per questa attività
raccomandiamo che il disegno venga realizzato in aula o in un luogo chiuso, per motivi,
peraltro già espressi nel Fascicolo 1, di
influenzabilità degli allievi.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
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Sopra e nella pagina precedente: ’ambiente sottomarino secondo l’interpretazione di alcuni allievi.
Per questa prima scheda, gli esiti del nostro
lavoro di collaudo hanno mostrato una dominanza di disegni raffiguranti particolari esotici.
Nell’Appendice riportiamo alcuni estratti dai
lavori degli allievi, le cui classi sono state coinvolte dalla nostra sperimentazione.
L’impianto della scheda invita l’insegnante a
dare un seguito al lavoro (a discrezione di ciascuno): l’obiettivo, infatti, è sempre quello di
monitorare nel tempo il cambiamento dell’atteggiamento mentale degli allievi.
Consigliamo, anche in questo caso, di realizzare a posteriori un’uscita sul campo, in cui
studiare come è fatto realmente l’ecosistema.
In questo modo, possono nascere alcuni confronti tra il disegno fatto prima e quello realizzato dopo o durante l’uscita. A tal proposito e per
chi ha la possibilità di raggiungere questi tipi di
ambiente, suggeriamo di consultare il Fascicolo
12 riguardante le pozze di scogliera.
Un’attività analoga a quella della scheda 1
può essere svolta (scheda 2) chiedendo agli
allievi di disegnare ciò che immaginano ci sia
sotto il mare: questo potrebbe costituire il punto
di partenza per un successivo lavoro, attuabile
all’interno di un Acquario dove, attraverso le
vasche, è possibile osservare la ricostruzione dei
vari ambienti marini.
Durante l’analisi di questo tipo di test, abbiamo anche verificato che negli allievi non sempre
12
è chiaro il rapporto tra gli organismi e l’ambiente. È capitato, infatti, che alcuni elementi siano
stati messi fuori posto (per esempio, un pesce
pelagico adagiato sugli scogli).
Infine, consigliamo ancora di concentrarsi
sulla discussione delle rappresentazioni mentali di ciascun allievo (perché si è scelto di rappresentare un particolare piuttosto che un
altro, e così via).
Per rimanere in tema, potrebbe risultare
interessante fare un confronto anche tra i disegni realizzati dagli allievi e altri modelli di ecosistemi proposti da libri, opuscoli e pubblicazioni
in genere. Un ulteriore confronto con la ricostruzione di ambienti nelle vasche di un
Acquario può rivelarsi ulteriormente efficace: ci
troviamo, infatti, di fronte ad un buon compromesso tra immagini mediate e realtà.
Uno degli obiettivi del lavoro sulle rappresentazioni mentali è quello di sviluppare negli
allievi uno spirito critico nei confronti di quei
modelli che risultano lontani dalla realtà. In
poche parole, non tutto quello che mostrano i
libri è attendibile!
Rispetto a tutto il lavoro di approccio all’ambiente svolto con i primi Fascicoli, scegliamo ora
di entrare nell’ecosistema e nel suo complesso in
modo diretto, dando per scontata (e quindi già
svolta) la parte di lavoro sui prerequisiti lessicali necessari.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
✎
Scheda 1 - DISEGNA L’AMBIENTE SOPRA
P
Che cosa immagini ci sia sopra il pelo dell’acqua?
Completa il disegno, arricchendolo di particolari. (RUOTA IL FOGLIO!)
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
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✎
Scheda 2 - DISEGNA L’AMBIENTE SOTTO
Che cosa immagini ci sia sotto il pelo dell’acqua?
Completa il disegno, arricchendolo di particolari. (RUOTA IL FOGLIO!)
14
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
P
MODULO
2
I FATTORI ABIOTICI
Prima di partire con le attività delle schede,
premettiamo che la seguente sessione di lavoro
non può prescindere da una serie di prerequisiti
lessicali, cognitivi (es. lettura del termometro), e
di abilità (anche manuali). In tal senso le schede
sono rivolte agli allievi più grandi.
Entriamo ora nel pieno delle attività, partendo
dalla scheda 3, attraverso la quale possiamo svolgere un lavoro sui rapporti esistenti tra la luce e la
vita degli organismi marini. La scheda è compilabile ponendosi di fronte ad una vasca di un Acquario
(presso l’Acquario di Genova, si trovano delle
vasche che si sviluppano in altezza a partire dal
livello del pavimento). A questo punto, seguendo il
testo della scheda, viene chiesto agli allievi di raccogliere dati in merito all’altezza della colonna d’acqua di quell’ambiente, alla provenienza della luce e
ad altre caratteristiche fisiche dell’ambiente stesso.
Alla fine del lavoro si cerca di capire in quali condizioni di luminosità vivono gli organismi di quell’ambiente e come la luce può influenzarne la vita.
Con la scheda 4 è possibile realizzare un’attività di registrazione delle condizioni di luminosità
di un ambiente durante tutto l’anno (attività sulle
zone d’ombra). La scheda prevede di attuare registrazioni della quantità di luce nell’arco della giornata (a casa e a scuola). Potete individuare una
zona di regolare frequentazione da parte degli allievi (per esempio il cortile della scuola o il giardino di
casa) ed esposta, anche parzialmente, al sole.
Effettuate poi una serie di osservazioni segnando
ogni volta con un gesso il perimetro della figura
(l’allievo) in ombra. I dati raccolti serviranno a
dimostrare che l’irraggiamento del sole non solo
cambia nell’arco della giornata, ma anche nei
diversi periodi dell’anno.
Dal lavoro emerge una serie di dati che aiutano
gli allievi a capire il concetto di fotoperiodo e le
influenze che lo stesso esercita sulla vita degli organismi acquatici. La fase di elaborazione e di discussione dei dati costituisce, come per tutte le attività
di questo genere, la parte più importante del lavoro; lasciamo a voi la scelta dei criteri da adottare in
tale fase (attraverso tabelle, grafici, etc.). Potrete
inoltre fare alcuni raffronti con l’ambiente terrestre
(fotoperiodo, rotazione della Terra, ecc.)
Naturalmente, è importante considerare le
variazioni stagionali di luce quanto quelle quotidiane. Anche queste ultime, infatti, influiscono sensibilmente sui cicli vitali degli esseri viventi. Con la
scheda 10 approfondiremo tale aspetto.
Sappiamo che anche la temperatura è fondamentale per la vita degli organismi.
La scheda 5 fornisce una traccia di lavoro per
registrare la temperatura nell’ambito di alcune stazioni costiere. Per avere una completezza di dati, ci
sembra opportuno rilevare, oltre alla temperatura
dell’aria, anche quella dell’acqua. Abbiamo già
visto come questa varia in funzione dei periodi dell’anno. Per questioni di spazio la scheda consente
di registrare i parametri soltanto nell’ambito di
poche stazioni costiere. Potete scegliere voi quante
stazioni prendere in considerazione, ma vi consigliamo di partire da un minimo di tre, con diversa
esposizione sul tratto costiero di vostro interesse.
Ovviamente, per realizzare l’attività, dovete procurarvi un termometro specifico (vanno bene anche
quelli utilizzati per la misurazione della temperatura del bagnetto dei neonati). Inutile sottolineare
che una maggiore efficacia del lavoro si ottiene se,
nella stessa stazione, si possono registrare i dati in
più ore della giornata, in più giornate dell’anno, e,
perché no, in punti diversi dell’area di studio.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
15
Anche in questo caso lasciamo a voi la scelta
della elaborazione dei dati. Consigliamo di produrre grafici (scheda 6) che consentano di mettere a
fuoco le variazioni giornaliere e quelle stagionali
della temperatura. Laddove l’età scolare è più avanzata, potrete introdurre anche il concetto di escursione termica, per esempio nelle pozze di scogliera
(si veda il Fascicolo 12). Unendo questi risultati a
quelli sul rilevamento del parametro luce, si ottiene
un quadro generale dell’andamento dei due fattori
in uno o più ambienti di vostra scelta. Nel caso in
cui la vostra scuola risultasse situata in una posizione più interna rispetto alla costa, anche questo
sito può diventare una stazione interessante, i cui
dati sono confrontabili con quelli dei punti costieri.
Infine, un ultimo consiglio: prevedendo di tornare in uno stesso ambiente per più volte, ricordate di agire con rigore scientifico, utilizzando sempre
le stesse stazioni, gli stessi strumenti, criteri e parametri di registrazione e, ovviamente, inserendo i
dati con la massima precisione possibile.
Con la scheda 7 affrontiamo un lavoro volto ad
individuare la variabilità del fattore salinità.
Può succedere che i bambini mettano in relazione il concetto di salinità con quello di torbidità
(già trattato nel Fascicolo 2). In effetti, prima di
affrontare l’argomento, sarebbe opportuno verificare attraverso un test d’ingresso le preconoscenze degli allievi. Un’ipotesi è quella di chiedere ai
ragazzi come pensano sia l’acqua di mare rispetto
L’esperienza dell’evaporazione dell’acqua.
Prelevati alcuni campioni d’acqua (di mare, del rubinetto, ecc.), mettere in un contenitore il campione scelto e
portare ad ebollizione. Utilizzare una pirofila, meglio se
trasparente in modo da poter vedere che cosa succede
all’interno. Dopo aver atteso che tutta l’acqua sia evaporata (bisogna armarsi di un po’ di pazienza, perché il
processo è lento...), è possibile verificare che cosa è
rimasto sul fondo del contenitore. Se è stato introdotto
un chilo di acqua di mare, si dovrebbero trovare sul
fondo circa 35 grammi di sale. Introducendo, invece,
acqua di rubinetto o acqua di fiume i risultati non
dovrebbero proprio essere gli stessi...
16
a quella di fiume o del rubinetto e in che rapporto
collocano la salinità dell’acqua rispetto alla torbidità. Lasciamo a voi la formulazione di una serie
di domande ad hoc, a risposta chiusa o aperta.
Una volta verificati gli esiti del test d’ingresso, e
desunto l’indirizzo da dare alle vostre attività, potete procedere anche mediante la classica esperienza
dell’evaporazione dell’acqua salata. Sempre nell’ottica di un lavoro scientifico, l’ideale sarebbe prelevare alcuni campioni di acqua di mare, a fronte di
un’uscita specifica (in cui, magari, potete anche
realizzare le attività di cui alle schede precedenti).
Come vedremo nell’inserto A, il contenuto di
sali in un litro d’acqua di mare è mediamente pari al
35‰, cioé se mettete ad evaporare un chilo di acqua
di mare, alla fine del processo (peraltro molto
lento!) potrete trovare 35 grammi di sale. Questo
esperimento, sebbene richieda tempi piuttosto lunghi, si rivela come un ottimo strumento per dimostrare in modo concreto, anche agli allievi più diffidenti, che l’acqua di mare contiene realmente sale.
Interessante risulta anche il confronto con i dati dell’evaporazione di altri tipi di acqua dolce (fiume,
rubinetto, minerale, ecc.). Proprio per l’evidenza dei
dati, tali esperienze possono essere compiute anche
con allievi più piccoli, e quindi utilizzate per introdurre i concetti di evaporazione o di cicli dell’acqua.
Con l’inserto B e la relativa scheda 8 si possono approfondire alcuni aspetti relativi alle
profondità dei fondali.
Esperimento condotto da una scolaresca.
“Abbiamo fatto bollire 1 litro d’acqua di mare, 1 litro
d’acqua delle pozze, 1 litro d’acqua del rubinetto, 1 litro
d’acqua distillata. Quando tutta l’acqua è evaporata
abbiamo notato che il sale contenuto nei vari tipi di
acqua era diverso:
•1 litro d’acqua di mare
= 30 g di sale
•1 litro d’acqua delle pozze = 32 g di sale
•1 litro d’acqua del rubinetto = 1 g di sale
•1 litro d’acqua distillata
= 0g di sale
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
✎
Scheda 3 - F ACCIAMO DUE VASCHE... (1)
R
VASCA.................................................................................
Immagina di essere in piedi sul fondo della vasca.
Quanta acqua c’è sopra di te? (puoi calcolarlo pensando di mettere alcuni compagni uno
sull’altro. Conta quanti ce ne stanno, sopra di te, fino a dove pensi che finisca l’acqua)
Da dove viene la luce? .............................................................
.........................................................................................
Il fondo è: scuro
chiaro
L’ambiente che stai osservando è: molto luminoso
poco luminoso
Se tu fossi un pesce, riusciresti a vedere bene dappertutto?
.........................................................................................
.........................................................................................
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
Acquario di Genova - Studio Walden
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Scheda 4 - LUCI E OMBRE...
R
Data....................... Stazione.............................................
Ora inizio osservazione...........................................................
Limite della zona illuminata dal sole...........................................
Ora fine osservazione.............................................................
Limite della zona illuminata dal sole..........................................
Illustra i dati che hai registrato, facendo un disegno dell’ambiente osservato.
Poi, raccogli i dati in una tabella, costruisci alcuni grafici e discuti.
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PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
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✎
Scheda 5 - È L’ORA DEL METEO
R
STAZIONE................................................ Data ..................
Descrizione della stazione.......................................................
......................................................................................
ORA............... ORA............... ORA...............
Come è il tempo?
............................. ............................. .............................
Come è il mare?
............................. ............................. .............................
Temperatura dell’aria
............................. ............................. .............................
Temperatura dell’acqua
............................. ............................. .............................
STAZIONE................................................ Data ..................
Descrizione della stazione.......................................................
......................................................................................
ORA............... ORA............... ORA...............
Come è il tempo?
............................. ............................. .............................
Come è il mare?
............................. ............................. .............................
Temperatura dell’aria
............................. ............................. .............................
Temperatura dell’acqua
............................. ............................. .............................
NOTE
.........................................................................................
.........................................................................................
.........................................................................................
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✎
Scheda 6 - LA CUR VA DELLA TEMPERATURA
E
Dopo aver tabulato i dati relativi alle temperature dell’aria e dell’acqua delle
stazioni prese in esame, fai un grafico dell’andamento dei due parametri.
20
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
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✎
E
Scheda 7 - ACQUA E SALE
Descrivi l’esperienza dell’evaporazione dell’acqua di mare.
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PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
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L’ECOSISTEMA MARINO:
I FATTORI ABIOTICI
A
Foto B. Santarelli
LA LUCE
Lo spettro elettromagnetico è costituito da un
insieme di onde, ciascuna caratterizzata da
una ben determinata lunghezza e associata a
un definito livello energetico. La luce visibile è
composta da diversi colori; la lunghezza d’onda
del rosso è compresa tra i 700 e i 650 nm (1
nm=10-9 m), quella del violetto tra 425 e 400 nm.
raggi
gamma
lunghezza
d’onda < 1nm
raggi x
raggi
ultravioletti
100 nm
luce
visibile
380 nm
raggi
infrarossi
750 nm
< 1 mm
micro
onde
onde
radio
1m
migliaia
di metri
Alle estremità dello spettro del visibile troviamo i raggi infrarossi e i raggi ultravioletti, rispettivamente di lunghezza d’onda maggiori di
760 nm e minori di 400 nm.
Di tutte le radiazioni emesse dal sole, il 30% è
riflesso nello spazio dall’atmosfera e dalla
superficie terrestre. L’energia raggiante che
arriva sulla terra in una giornata serena è
composta per il 10% dalle radiazioni ultraviolette, per il 45% dalla luce visibile e per il
restante 45% da luce infrarossa.
La radiazione luminosa incidente sulla superficie del mare viene parzialmente riflessa. La
quantità di luce riflessa è in funzione della
posizione del sole sull’orizzonte, dello stato del
mare e della trasparenza dell’acqua.
Gli strati d’acqua si comportano come filtri
selettivi nei confronti delle singole lunghezze
d’onda della radiazione solare. Procedendo
in profondità, le prime a scomparire sono le
radiazioni ultraviolette e infrarosse, poi le
radiazioni rosse e gialle. Le radiazioni azzurre e
violette sono le più penetranti, e sono riscon-
22
trabili da sensibilissime apparecchiature fino
a circa 800 m di profondità.
In base alla quantità di luce, in mare si distinguono tre zone:
•la zona eufotica (dalla superficie a circa
120 m), in cui i vegetali dispongono dell’energia solare necessaria per la fotosintesi;
•la zona disfotica (fino a 500-800 m), nella
quale c’è ancora luce per vedere, ma non
per fotosintetizzare;
•la zona afotica, perennemente buia.
LA TEMPERATURA
La temperatura superficiale varia in genere
con la latitudine e con le stagioni: all’equatore
e ai tropici si registrano valori pressoché costanti, pari a 27-30 °C; spostandosi verso i poli si verificano escursioni stagionali di circa 10 °C.
La temperatura, inoltre, decresce con la
profondità. La temperatura minima dell’acqua può raggiungere, a valori di salinità pari
al 35‰, -1.9 °C (la presenza di sali disciolti
abbassa il punto di congelamento).
Negli strati profondi dei mari polari la temperatura è costante tra 0 e -1.9 °C; tra 0 e 2.5 °C
negli Oceani Pacifico, Atlantico e Indiano.
In Mar Mediterraneo, oltre i 100 m, la temperatura è costante e si aggira attorno ai 12-13 °C;
questo è dovuto alla soglia di Gibilterra, che
impedisce l’ingresso nel bacino delle acque
fredde dell’Atlantico.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
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Mentre alle alte latitudini non vi è una grande differenza tra la temperatura delle masse
d’acqua superficiali e profonde, alle basse
latitudini, in superficie si forma uno strato più
caldo, che sovrasta gli strati profondi, più
freddi. La temperatura non diminuisce gradualmente con l’aumentare della profondità, ma presenta, in genere intorno ai 100500 m una brusca variazione, denominata
termoclino.
Alle medie latitudini dei mari temperati in estate si formano, tra i 15 e i 40 m, termoclini stagionali che scompaiono durante l’inverno. Un
termoclino permanente, poco accentuato,
rimane tra i 500 e i 1500 m.
LA SALINITÀ
Questo termine indica la quantità di sali
(espressa in grammi) contenuta in un chilo di
acqua marina. La salinità media di tutti gli
oceani è 35‰ (cioè 35 g di soluto per Kg di
soluzione). Tale valore varia in funzione degli
apporti fluviali, della fascia climatica, della
vicinanza agli ambienti costieri e della
conformazione geografica dell’area.
Alle alte latitudini la salinità superficiale è in
genere più bassa, in relazione allo scioglimento dei ghiacciai, mentre alle basse latitudini, per la forte evaporazione, i valori sono
superiori.
In Mar Mediterraneo, nel bacino occidentale la salinità è del 37-38‰, in quello orientale
vengono raggiunti valori più elevati, pari a
circa 39‰.
Queste variazioni riguardano solo gli strati
d’acqua più superficiali; in profondità la salinità mantiene, pressoché costantemente, il
valore di 35‰.
LA PRESSIONE
La pressione idrostatica aumenta di 1 atmosfera ogni 10 m, alle massime profondità si hanno
quindi valori superiori alle 1.000 atmosfere.
La pressione idrostatica influenza alcuni parametri chimico-fisici dell’acqua: a notevoli
profondità, per esempio, essa provoca una
compressione del mezzo che si traduce in un
lieve aumento di temperatura.
I GAS DISCIOLTI
Sono gli stessi che troviamo nell’atmosfera;
ognuno però si scioglie in mare in modo
diverso, in funzione del proprio coefficiente di
solubilità e della differente pressione parziale.
La solubilità dei gas in mare è facilitata da
basse temperature e acque poco salate.
Nel passaggio dall’aria all’acqua è molto
importante la turbolenza: la formazione di
schiuma, aumenta infatti la superficie di
scambio. La diffusione dei gas negli strati più
profondi avviene grazie alle correnti di convezione.
Ossigeno. In mare è sempre relativamente poco
abbondante a causa della sua scarsa solubilità.
L’atmosfera e la fotosintesi clorofilliana costituiscono per gli ambienti acquatici un’importante fonte di ossigeno.
Viene definita profondità di compensazione,
la profondità alla quale i vegetali producono
una quantità di ossigeno pari a quella che
consumano. Al di sotto di tale profondità il
bilancio fotosintetico è negativo; al di sopra il
bilancio diviene sempre più positivo fino ad
una zona prossima alla superficie.
In superficie, l’eccessiva intensità luminosa
(saturazione luminosa) provoca invece una
diminuzione del tasso fotosintetico.
La profondità di compensazione è funzione
delle specie, delle stagioni, della latitudine e
delle condizioni del cielo.
I fondali marini coperti da sedimenti a granulometria molto fine, in particolare in ambienti
caratterizzati da scarso idrodinamismo, sono
spesso ricchi di acido solfidrico già pochi millimetri sotto la loro superficie.
Anidride carbonica. La CO2, la cui concentrazione in ambiente acquatico può essere
nettamente superiore a quella dell’ossigeno,
reagisce chimicamente con l’acqua dando
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
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23
In mare, così come nell’atmosfera, la CO2
deriva dalla respirazione, dalla decomposizione di materiale organico, da fenomeni di
vulcanesimo e dalla dissoluzione delle rocce
carbonatiche. È stato stimato che l’insieme
dei mari e degli oceani contiene almeno 50
volte più anidride carbonica dell’atmosfera.
I NUTRIENTI
Vengono così definiti i composti inorganici di
azoto, fosforo e silicio.
Azoto. La sua concentrazione tende in genere ad aumentare con la profondità; le acque
superficiali possono venire arricchite grazie
alle correnti di risalita (correnti di upwelling). È
presente sotto forma di ione ammonio (NH4+),
nitriti (NO2-), nitrati (NO3-).
Fosforo. Praticamente assente nell’atmosfera,
nella biosfera è circa 20 volte meno abbondante dell’Azoto. Viene utilizzato dagli organismi sotto forma di ione ortofosfato H2PO4-,
HPO42-.
Silicio. Anch’esso, assente nell’atmosfera,
costituisce il 25% della crosta terrestre.
Nell’acqua è molto solubile sotto forma di silicati (SiO4-), utilizzati principalmente dalle
Diatomee.
La concentrazione di questi composti segue
ritmi stagionali, correlati all’attività biologica e
alle immissioni provenienti dagli ambienti
continentali.
I MOVIMENTI DELLE MASSE D’ACQUA
A questo tema è dedicato in modo specifico
l’intero Fascicolo 3, al quale vi rimandiamo
per gli approfondimenti su questi importanti
fattori ambientali. Qui ci limitiamo ad un semplice accenno.
•cresta, cioè la parte più alta;
•ventre (o cavo), cioè la parte più bassa;
•altezza, cioè il dislivello tra cresta e ventre;
•lunghezza, cioè la distanza tra due creste o
due ventri successivi.
In mare aperto le molecole d’acqua descrivono orbite circolari che si esauriscono con l’aumentare della profondità (onde di oscillazione).
In prossimità della costa, per l’influenza dei
fondali, le orbite circolari delle molecole si
modificano con la profondità, diventando
sempre più appiattite. L’attrito sul fondo
causa il rallentamento della parte inferiore
dell’onda rispetto a quella superiore che, vicino a costa si rovescerà in avanti, dando origine ai frangenti (onde di traslazione).
Le correnti. Sono spostamenti di masse d’acqua, dovuti a differenze di densità e di pressione idrostatica (correnti di gradiente), all’azione
del vento (correnti di deriva) e a quella delle
maree (correnti di marea). Tutti i tipi di correnti
sono influenzati dalla rotazione terrestre.
Le maree. Consistono in variazioni periodiche
del livello dell’acqua marina, determinate
dall’attrazione gravitazionale del Sole e della
Luna. Quest’ultima, nonostante le ridotte
dimensioni, esercita una maggiore forza
attrattiva rispetto al Sole, per cause conseguenti alla minore distanza che la separa
dalla Terra.
In genere le oscillazioni del livello del mare si
verificano due volte al giorno. L’innalzamento
massimo corrisponde all’alta marea, quello
minimo alla bassa marea, la differenza tra questi due valori è definita ampiezza.
Foto B. Santarelli
origine ad acido carbonico (H2CO3).
Possiamo distinguere movimenti variabili, cioè
le onde, movimenti costanti, le correnti, e
movimenti periodici, le maree.
Le onde. Sono generate solitamente dai
venti. Ogni onda è caratterizzata da:
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PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
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LA BATIMETRIA
B
Così come nelle cartine geografiche terrestri
si usa indicare le altitudini dei vari punti, per
le rappresentazioni grafiche dell’ambiente
marino vengono indicati i valori relativi alla
profondità del fondale (anche se in realtà
viene rappresentata solo la superficie).
La batimetria è la branca dell’oceanografia
che si interessa del rilevamento della forma
dei bacini oceanici e lacustri; le curve batimetriche sono le linee (rappresentate su una
carta nautica) che uniscono tutti i punti con
uguale profondità. Una minore distanza tra
le curve batimetriche indica una scarpata
più ripida, rispetto ad un fondale che presenta le batimetriche più distanti tra loro.
Un’attività sulla batimetria.
Nella pagina successiva trovate una scheda
(scheda 8) per svolgere un’esperienza sul
campo, senza dubbio coinvolgente per i
vostri allievi.
Il materiale occorrente è il seguente:
•un’asta graduata della lunghezza di circa
2,30 metri;
•un buon metraggio di corda (circa 30/40
m), su cui riportare una serie di nodi a distanza di 1 m l’uno dall’altro.
L’attività consiste nell’immergere l’asta graduata a partire, per esempio, da 5 m dalla
linea di costa. La corda vi servirà per misurare le distanze, man mano che l’operatore si
sposta verso il largo (sarà cura dell’operatore rimanere su un tracciato perpendicolare
alla linea di costa). Ad ogni distanza prestabilita (potete scegliere 5 m, 10 m, 15 m, e
così via, dal punto di partenza) corrisponde
un esatto valore dell’altezza relativa alla
colonna d’acqua del punto in questione.
In questo modo, partendo da diversi punti
lungo la linea di costa, con la stessa procedura e andando verso il largo, riuscite a
costruire una serie di curve batimetriche.
Foto A. Gentile
Un requisito fondamentale per compiere
tale esperienza è quello di trovare una persona disponibile a entrare in acqua, mentre
gli studenti osservano da terra. Noi abbiamo
collaudato l’attività in una spiaggia costeggiata da un molo, ottimo punto di osserva-
zione per gli studenti, che hanno potuto
seguire le azioni spingendosi anche verso il
mare aperto, senza bagnarsi. In alternativa
è possibile anche utilizzare una piccola
imbarcazione, su cui far salire gli allievi.
PROGETTO MARE - Fascicolo 6: Gli ecosistemi marini - 1
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✎
R/E
Scheda 8 - COME È PROFONDO IL MARE...
RACCOLTA DATI SUL CAMPO
Segna qui sotto i valori registrati con l’asta graduata.
METRI DALLA COSTA
5m
10 m
15 m
20 m
25 m
30 m
Altezza
colonna d’acqua
(in metri)
NOTA: colonna d’acqua=distanza tra il fondo e la superficie del mare
ELABORAZIONE DATI IN AULA
Alla fine dell’esperienza condotta in acqua, costruisci un grafico cartesiano in
cui rappresentare la curva batimetrica del fondale che hai esaminato.
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