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IDROSFERA - L'acqua sulla terra

scienze della terra




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I D R O S F E R A


L'acqua sulla terra: l'acqua si trova sulla terra in tutti e tre gli stati di aggregazione: solido liquido e aeriforme . essa è contenuta negli oceani (liquido), nei ghiacciai (solido), e nell'area (aeriforme) ma anche nel terreno. L'acqua solidifica a 0° C, e bolle a 100° C. Possiamo però sperimentare che essa può evaporare anche a ben più basse temperature. L'acqua è presente sulla terra per la maggior parte sotto forma di liquido, perché l'intervallo di temperature in cui l'acqua rimane liquida è molto ampio. Essa ha fatto la sua comparsa sulla Terra sotto forma di vapore fuoriuscito dai vulcani. Da essi infatti fuoriusciva il magma il quale contiene i gas tra i quali si trova pure il vapore acqueo. In un secondo momento grazie alla condensazione delle masse di vapore l'acqua ricadde sulla Terra allo stato liquido.


Dove si trova: il 97% del totale d'acqua presente sulla Terra è contenuta negli oceani e nei mari ed è salata. Quella dolce invece si trova immagazzinata nei grandi ghiacciai o nei ghiacciai polari ma anche nel terreno (falde acquifere). I piccoli bacini, contengono solamente una minima parte del totale. Se pur in piccolissime quantità essa si trova anche nell'atmosfera e persino nelle forme viventi (biosfera) che comprende lo 0.00004% del totale.




La densità dell'acqua: come tutti sappiamo il ghiaccio galleggia sull'acqua perché la sua de 626b14g nsità è inferiore a quella dell'acqua allo stato liquido. Tutte le sostanze se vengono poste a temperature elevate si dilatano( aumentano di volume) mentre se vengono raffreddate esse si contraggono( diminuisce il loro volume). Se la massa rimane costante ed il volume diminuisce la densità aumenta perché le molecole di materia si avvicinano sempre più tra loro. Se in una sostanza si verifica il passaggio dalla stato liquido a quello solido comporta un aumento di densità; il ghiaccio invece si comporta in maniera differente. Infatti quando l'acqua raggiunge una temperatura di 0°C e diventa ghiaccio il suo volume invece di comprimersi aumenta (del 10%) e la sua densità diminuisce.


L'acqua come solvente: se noi mettiamo nell'acqua (solvente) un cucchiaio di zucchero vediamo che questo dopo un po' si scioglie abbiamo ottenuto così una soluzione. Se aumentiamo però la quantità di soluto vediamo che ad un certo punto questo non si scioglie più: la nostra soluzione si dice così satura . una satura soluzione è quando contiene la quantità max. di soluto che può sciogliersi nel solvente . Nell'acqua è possibile sciogliere sali minerali contenuti nel suolo e nelle rocce ( caratteristica molto importante che permette alle piante di assumere "nutrimento" dal terreno). L'acqua del mare e salata perché contiene dei sali minerali, che si trovano qui proprio grazie all'azione erosiva del fluido sulle rocce. Ma essa può sciogliere anche dei gas, basti pensare all'acqua gassata alla quale è stata aggiunta artificialmente l'anidride carbonica. Anche l'acqua dei mari e degli oceani contiene dei gas come ad esempio l'ossigeno che si sciogli in essa appena viene a contatto con la sua superficie ed il quale garantisce agli organismi acquatici di sopravvivere


Oceani e mari: come già detto circa il 97% d'acqua presente sulla Terra è contenuta nei 3 grandi oceani: Atlantico Indiano Pacifico. Questi oceani si prolungano talvolta in bacini meno piccoli che si insinuano all'interno dei continenti e sono così circondati da terre emerse. A causa della loro diversa composizione, originata da processi geologici differenti è necessario fare delle distinzioni tra gli oceani ed i mari che spesso sono considerati come dei sinonimi.


I tre oceani : Pacifico [ è il più esteso 180 milioni di Km2 ed ha una profondità media di 4000 m] Atlantico [si estende per oltre 106 milioni di Km2 con una profondità media di 3300 m] Indiano[ si estende per oltre 75 milioni di Km2 ed una profondità media di 3900 m.] i mari hanno dei fondali che sono in media più bassi ma anche per loro ci sono delle eccezioni ad esempio il mare dei coralli in Australi presenta delle fosse di oltre 4600m

I fondali oceanici: i mari anche se appaiono estremamente monotoni in superficie sono tutt'altra cosa sotto la superficie dell'acqua, perché presentano fondali molto vari ed essi sono tanto accidentati come quelli delle terre emerse. Procedendo dalla costa verso il largo troviamo:

le piattaforme continentali (sono il prolungamento sotto la superficie del mare dei continenti)

le dorsali oceaniche ( sono fratture dalla crosta terrestre sotto il livello del mare dalle quali esce del materiale incandescente che solidificandosi formerà successivamente un nuovo fondale)

le fosse ( sono dei luoghi nei quali il fondo oceanico si consuma sprofondando. Possono arrivare a grandi profondità come la fossa delle Marianne

Si trovano in oltre dei rilievi che spuntano persino fuori dall'acqua come i vulcani sottomarini oppure i gouyot e seamount.


La salinità dell'acqua: la salinità dell'acqua è la quantità di sali disciolti in essa. In 1 Kg (100g) di acqua sono disciolti in media 35g di sali ( salinità 35%0 ) che per la maggior parte sono costituiti da cloruro di sodio (il normale sale da cucina 2/3). Altri sali come il magnesio abbastanza abbondante. Nell'acqua sono contenuti gran parte degli elementi conosciuti però in piccole quantità. La salinità varia in base alla temperatura. In un mare caldo dove l'evaporazione è maggiore l'acqua sarà molto salata; la salinità influenza anche la densità dell'acqua: più l'acqua è salata maggiore è la sua densità. Se mettiamo a confronto due volumi d'acqua uguali ma con salinità diversa constateremo che quello con la maggiore densità è più peso dell'altro è così possibile dedurre che nel primo volume è maggiore la densità rispetto al secondo.


La pressione: sott'acqua la pressione aumenta notevolmente perché al peso dell'aria si aggiunge pure quello della colonna d'acqua. Ogni 10 m di profondità la pressione aumenta di 1 atm. e più scendiamo più aumenta la densità perché le molecole d'acqua vengono compresse.




La temperatura dell'acqua: il calore che l'acqua possiede è dovuto all'assorbimento dei raggi del sole. Ciò si verifica soprattutto nei primi strati d'acqua. Più scendiamo in profondità più il calore diminuisce perché la radiazione solare viene assorbita dagli strati superficiali. Il calore dell'acqua dipende soprattutto dalla sua trasparenza e dall'inclinazione con cui i raggi del sole giungono sulla superficie.


Le Onde: Le interazioni che si verificano tra atmosfera e biosfera sono molteplici . Un esempio lampante sono le onde. le acque dei mari e degli oceani sono perennemente in movimento. Le onde sono generate dal vento che entrando in contatto con la superficie dell'acqua mette in movimento le particelle soprastanti. Inizialmente si generano solo piccole increspature che si fanno man mano sempre più alte. Qusto tipo di onde generate dal vento prendono il nome di onde forzate. Può capitare però che si trovino onde anche in zone dove il vento non spira affatto o che è molto debole. Ciò è dovuto al fatto che una volta generata un onda forzata essa può propagarsi per migliaia di kilometri. Le onde così formate prendono il nome di onde libere. L'altezza delle onde non supera mai i 7-9 metri d'altezza. Nei mari chiusi a causa dei fondali più bassi le onde sono più piccole rispetto a quelle dell'oceani.la loro velocità è possibile calcolarla in chilometri/orari come le autovetture.


Caratteristiche delle onde: nelle onde è possibile riconoscere varie componenti :

- la cresta ( il punto nel quale l'onda raggiunge la sua massima altezza)

- il ventre ( il punto di massima depressione raggiunto dall'onda)

la lunghezza d'onda ( la distanza tra due punti massimi creste o ventri che siano)

- l'altezza ( lo spazio verticale che va dal ventre alla cresta)

- la velocità ( lo spazio percorso da una cresta in un certo periodo di tempo)

- il periodo ( l'intervallo che vi è tra il passaggio di una cresta ,da un punto predefinito, e l'altra)


Il moto ondoso: il vento imprime una pressione sulle particelle d'acqua in superficie che tendono a schiacciarsi verso il basso, l'acqua come tutti i liquidi non è comprimibile perciò le particelle d'acqua sottostanti sono costrette ad innalzarsi, abbassandosi nuovamente a causa della gravità provocano l'innalzamento di altre molecole sottostanti e così via. Si origina cosi un movimento che segue delle orbite circolari. Nel mare aperto dove l'influenza dei fondali non si fa sentire si originano onde di oscillazione : in questo caso il movimento si propaga fino agli strati inferiori , anche se l'attrito dell'acqua fa in modo che man mano che si scende verso il basso le orbite create dalle particelle d'acqua diventino sempre più piccole fino a scomparire del tutto ad una profondità che è pari alla metà della lunghezza d'onda. Quando la profondità del fondale diventa pari alla metà della lunghezza dell'onda le particelle d'acqua che si trovano più in basso sfregano con il fondale e rallentano, venendo così superate dalle molecole d'acqua superficiali più veloci. Si ormano così le onde di traslazione.


Le maree: le maree consistono in innalzamenti (flussi) ed abbassamenti (riflussi) ritmici del livello del mare. Quando il livello dell'acqua si abbassa si generano le BASSE MAREE mentre quando il livello si innalza si hanno le ALTE MAREE. La differenza di altezza raggiunta dall'alta marea e quella raggiunta dalla bassa marea si chiama AMPIEZZA DI MAREA. Essa varia da luogo a luogo in base all'ampiezza dei bacini e dalla loro lunghezza. ( Es. nella lunga e stretta baia di Fundy in nuova scozia la differenza tra alta e bassa marea d 19.6 m la più grande che si conosca). Le maree sono causate da due forze: LA FORZA CENTRIFUGA dovuta al mvimento rotatorio del sistema Terra-Luna intorno ad un baricentro comune situato a 700km di profondità sotto la crosta terrestre.

E la forza GRAVITAZIONALE della Luna e del sole sulla Terra. Questa azione è facilmente visibile sui mari, visto che l'acqua è facilmente deformabile a differenza degli altri elementi solidi che costituiscono il nostro pianeta.


Le cause delle maree: come già detto le maree sono dovute alla forza d'attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna e dal Sole sulla Terra. L'attrazione gravitazionale è una forza che si manifesta tra una qualsiasi coppia di corpi nell'universo. È dovuta da due fattori : la distanza che c'è tra i due corpi e la loro dimensione. Sulla Terra le maree sono dovute maggiormente dalla Luna che pur avendo una massa molto più piccola rispetto al Sole è molto più vicina della nostra stella. Durante le maree no si sollevano soltanto le acque dalla parte della Luna ma persino quelle dalla parte opposta, qui fa sentire maggiormente la sua azione il movimento di rotazione del sistema Terra-Luna. Nelle zone dove non vi è alta marea il livello dell'acqua si abbassa perché richiamata dalle zone di flusso. A causa dell'attrito con i fondali e con quello interno dell'acqua le maree non giungono sempre puntualmente, ma possono arrivare con leggeri ritardi che vengono chiamati ora di porto.


Il ciclo delle maree: a causa della rotazione terrestre una località costiera è interessata in un giorno da 2 alte maree e due basse maree. Tuttavia il ciclo completo dura 24 ore e 50 minuti visto che durante il movimento di rotazione terra la luna ruota intorno ad essa. Perché una località abbia di nuovo la luna sulla verticale è necessario che la terra compia una rotazione aggiuntiva di 12°, pari allo spostamento compiuto nel frattempo dalla luna sull'orbita. La Terra impiega 50 min. per effettuare questa rotazione




Maree e fasi lunari: le maree seguono un ciclo di 29 giorni che riflette le variazioni di posizione dei tre astri. Nelle maree si fa sentire, anche se in maniera minore, la presenza de sole (attrazione). Quando questi tre pianeti sono allineati le maree saranno molto alte e si raggiungerà i livelli massimi (maree vive o sizigiali) mentre se l'allineamento di Luna Sole Terra forma un angolo retto le maree saranno molto più contenute perché le forze attrattive si bilanciano (maree morte o quadratura ).


LE CORRENTI


Possiamo paragonare le correnti marine a grandi fiumi che scorrono nel mare alla velocità di pochi Km/h. l'acqua delle correnti marine è caratterizzata da salinità, temperatura, e talvolta colore diversi. Le correnti dell'oceano influenzano molto il clima delle regioni costiere che esse lambiscono ed in più assicurano un continuo trasporto di calore dalle zone più calde a quelle più fredde. Correnti calde favoriscono un clima più umido rispetto alle correnti fredde che lambiscono i territori alla stessa distanza dall'equatore (Es. la corrente del Golfo che ha origine nel golfo del Messico, procedendo verso nord mitiga il clima delle regioni nordeuropee cedendo il suo carico di calore. A differenza delle correnti calde le correnti fredde, come ad esempio la corrente del Labrador sono ricche di microrganismi di cui si cibano i pesci, e quindi rendono molto pescose le acque superficiali, in oltre impediscono l'evaporazione dell'acqua dal mare e rendono quindi il clima molto arido. Le correnti non si verificano solamente negli oceani ma anche nei mari, esempio lampante avviene nello stretto di Gibilterra per lo scambio delle acque tra il mediterraneo e l'oceano atlantico. L'acqua di quest'ultimo caratterizzata da salinità minore e quindi più leggera, si incanala in una corrente superficiale, mentre quella del mediterraneo scorre in senso opposto sotto la corrente prima citata.


La circolazione delle acque oceaniche: Se la Terra fosse immobile e non ci fosse il vento accadrebbe che in superficie ci fosse il movimento lento e costante delle acque equatoriali che si spingono verso i poli, mentre in profondità per compensazione il movimento delle masse d'acqua fredda che si sposta costantemente dai poli all'equatore. In realtà i venti ed il moto ondoso sono presenti sulla Terra e influenzano sensibilmente il movimento delle correnti. Le correnti sup. formano dei circuiti chiusi e cambiano da mare ad oceano a oceano e da emisfero a emisfero.

Boreale il ciclo delle correnti si muove in senso orario

Australe in senso antiorario



Le correnti superficiali sono influenzate da 3 fattori fondamentali :


la forza di Coriolis , che è dovuta al movimento di rotazione della Terra e tende a far deviare gli oggetti in movimento sulla Terra come appunto le correnti marine nell'emisfero boreale verso destra in quello australe verso sinistra


i venti costanti e periodici che spirando possono accelerare rallentare e persino far cambiare direzioni alle correnti, questo accade perché i venti agiscono sulle particelle d'acqua superficiali spingendole verso una precisa direzione


i continenti sono degli ostacoli naturali che le correnti devono aggirare



El niňo: Ogni 3-8 anni una perturbazione si origina nell'oceano Pacifico ed i suoi effetti si fanno sentire per un anno in buona parte del globo. Questa perturbazione prende il nome di El niňo, che in spagnolo significa il bambino o Gesù perché si origina durante il periodo di Natale. In condizioni normali gli alisei soffiano da Est verso ovest spingendo le acque oceaniche superficiali verso l'oceano pacifico. L'aria presente sull'oceano si carica di umidità che ricade sotto forma di precipitazione in Indonesia ed in Australia, mentre dalla parte opposta del globo l'acqua i allontana e viene rimpiazzata da acqua fredda proveniente da nord ricche di nutrimento e di conseguenza di pesci. Però talvolta accade che gli alisei smettano di soffiare ed il vento spiri in direzione opposta. Le acque calde si spostano adesso verso est impedendo l'arrivo di acque fredde da nord , questa situazione danneggia enormemente il settore ittico. Ma non solo infatti in queste regioni si verificano in certe condizioni gravi inondazioni a causa dell'elevata evaporazione delle acque calde superficiali.






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