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SCIENZE INTEGRATE LEZIONE N.1 slide N. 31 Introduzione allo studio delle SCIENZE INTEGRATE Prof. Fabrizio CARMIGNANI IISS Mattei – Rosignano S. (LI)

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1 SCIENZE INTEGRATE LEZIONE N.1 slide N. 31 Introduzione allo studio delle SCIENZE INTEGRATE Prof. Fabrizio CARMIGNANI IISS Mattei – Rosignano S. (LI) classe I ITI

2 Infatti le SCIENZE NATURALI comprendono lo studio degli aspetti fisici della Terra (SCIENZE della TERRA), dell'Universo (ASTRONOMIA) e delle forme di vita che si sono prodotte sul pianeta Terra, uomo incluso (BIOLOGIA) Insieme alla Chimica e alla Fisica costituiscono le SCIENZE della NATURA Generalmente, le SCIENZE NATURALI si danno lo scopo di interpretare i fenomeni osservati nell'universo attraverso il metodo scientifico, ovvero la formulazione di ipotesi sulla base dei dati raccolti in campo da cui discendono la elaborazione e la verifica di modelli sperimentali Le SCIENZE INTEGRATE,cioè Scienze della Terra nella classe prima ITI e Biologia nella classe seconda ITI fanno parte delle SCIENZE NATURALI

3 SCIENZE NATURALI SCIENZE della TERRA ASTRONOMIA BIOLOGIA SCIENZE della NATURA SCIENZE NATURALI CHIMICA FISICA

4 Le SCIENZE NATURALI formano la base di alcune delle cosiddette SCIENZE APPLICATE (es. ingegneria) ed entrambe si distinguono a loro volta dalle SCIENZE SOCIALI e, più in generale, dalle "scienze umane La matematica (scienza umana), la fisica e la chimica sono oggi alla base delle scienze naturali che indagano sui fenomeni più complessi.

5 METODO SCIENTIFICO Gli scienziati utilizzano 2 tipi di processi investigativi per studiare la natura: 1.il metodo SPERIMENTALE(INDUTTIVO) 1.il metodo SPERIMENTALE (INDUTTIVO) 2.il metodo IPOTETICO (DEDUTTIVO) La SCIENZA: è un mezzo per giungere a delle «conoscenze» è un mezzo per giungere a delle «conoscenze» ricerca le cause dei fenomeni naturali ricerca le cause dei fenomeni naturali Come abbiamo detto, queste conoscenze possono essere acquisite principalmente in 2 modi: METODO SPERIMENTALE INDUTTIVO e METODO IPOTETICO DEDUTTIVO

6 1.METODO SPERIMENTALE induttivo Metodo DESCRITTIVO Nel metodo sperimentale (definito anche metodo descrittivo) gli scienziati descrivono alcuni aspetti del mondo e usano il ragionamento induttivo (un processo logico basato su un gran numero di osservazioni specifiche) per trarre conclusioni generali Le osservazioni sperimentali e le conclusioni induttive sono fondamentali per comprendere la natura Con questo metodo si va dal particolare al generale

7 2. METODO IPOTETICO - DEDUTTIVO Nel metodo ipotetico deduttivo i ricercatori tentano di spiegare le osservazioni verificando delle ipotesi Le osservazioni sperimentali stimolano i ricercatori a porsi domande e a cercare spiegazioni circa le strutture e i fenomeni; tali indagini devono essere condotte seguendo un processo investigativo chiamato METODO SCIENTIFICO vero e proprio Il modo di procedere che si basa sul metodo scientifico è chiamato ragionamento ipotetico deduttivo, o scienza delle ipotesi guidate. La logica deduttiva è usata per verificare le ipotesi (cioè i tentativi di spiegazione) Con questo metodo si va dal generale al particolare

8 Utilizzando il METODO SCIENTIFICO si propongono e si verificano ipotesi di ricerca TAPPE del METODO SCIENTIFICO detto anche GALILEIANO perché introdotto dallo scienziato Galileo GALILEI Galileo GALILEI nei primi del 1600

9 1.SCIENZE della TERRA 2.ASTRONOMIA Iniziamo lo studio delle SCIENZE NATURALI considerando le prime 2 branche :

10 Infatti…… che cosa sono le SCIENZE della TERRA ??? SCIENZE della TERRA ??? …. sono tante cose…. Cominciamo con il considerare che le SCIENZE della TERRA, da un certo punto di vista, si possono ritenere comprendenti anche lASTRONOMIA

11 MINERALOGIA Studio delle proprietà chimiche, fisiche e strutturali dei MINERALI PETROLOGIA Studio della composizione, tessitura, struttura,condizioni di formazione delle ROCCE GIACIMENTOLOGIA Studio della ricerca di DEPOSITI MINERARI e del relativo sfruttamento GEOCHIMICA Studio della distribuzione quali- quantitativa degli ELEMENTI CHIMICI nei materiali terrestri GEOFISICA Studio della STRUTTURA INTERNA della TERRA da un punto di vista fisico (Calore interno, magnetismo, propagazione onde sismiche…) GEOLOGIA AMBIENTALE Studio dellinterazione tra LITOSFERA e SISTEMI BIOLOGICI (organismi viventi) e dei problemi legati alluso del territorio ASTRONOMIA Etimologicamente significa legge delle stelle ed è la scienza il cui oggetto di studio è l'osservazione e la spiegazione degli eventi celesti. Studia le origini, l'evoluzione, le proprietà fisiche, chimiche e temporali dei corpi celesti che formano l'universo e che possono essere osservati sulla sfera celeste scienzaosservazione fisichechimicheuniversosfera celeste scienzaosservazione fisichechimicheuniversosfera celesteTETTONICA Studio delle trasformazioni della LITOSFERA: formazione di catene montuose, fenomeni vulcanici e sismici Le SCIENZE della TERRA studiano il nostro pianeta da tanti punti di vista ed in base a questo si hanno tanti SETTORI di STUDIO

12 Vista dallo spazio la TERRA appare come una sfera di colore prevalentemente azzurro (PIANETA BLU) velata dalle ampie ed irregolari macchie bianche dei sistemi nuvolosi, incastonata in un cielo nero TERRA: PIANETA BLÙ 2/3 della sua superficie sono ricoperti da acqua Il bianco soffuso delle nubi, lazzurro delle acque, le chiazze brune dei continenti, fanno parte delle TRE SFERE (AMBIENTI) che nel loro insieme compongono la TERRA PIANETA BLU

13 PIANETA TERRA: le 3 SFERE Sistema integrato ACQUAIDROSFERA ROCCELITOSFERA ARIAATMOSFERA Queste 3 sfere costituiscono una specie di struttura a gusci concentrici (come una cipolla) Una serie di involucri con una densità che aumenta dallesterno verso linterno

14 Corrisponde a quasi tutta la massa ed il volume del pianeta con i suoi Km (circa) di raggio Essa è densa e massiccia perché costituita da materiali pesanti Allesterno della sfera delle rocce si concentrano i materiali più leggeri del pianeta disposti in quegli strati sottili di ACQUA e di ARIA che vengono appunto chiamati: SFERA delle ACQUE o IDROSFERA SFERA delle ACQUE o IDROSFERA SFERA dellARIA o ATMOSFERA SFERA dellARIA o ATMOSFERA SFERA delle ROCCE (LITOSFERA o GEOSFERA) ROCCE ACQUA ARIA

15 FORMA della TERRA: ELLISSOIDE RAGGIOEQUATORIALE Km RAGGIO POLARE Km La forma della TERRA si può immaginare come una sfera leggermente schiacciata ai poli: ELLISSOIDE (schiacciamento polare circa 21 Km) OCentro TERRA TERRA

16 Struttura interna della TERRA: Modello GEOFISICO SFERA delle ROCCE Struttura interna della TERRA

17 SFERA delle ACQUE (IDROSFERA) E formata dalle acque salate dei mari e degli oceani e da quelle dolci dei continenti (laghi, fiumi, sorgenti ecc.) Nessun altro pianeta possiede acqua allo stato liquido in così grande quantità Inoltre la TERRA è lunico pianeta ad avere lacqua presente in tutti e 3 gli stati: LIQUIDO LIQUIDO SOLIDO SOLIDO GASSOSO GASSOSO

18 LIDROSFERA ha spessori sottilissimi (rispetto al raggio della Terra), massimi negli oceani dove si raggiungono le profondità medie di 4-5 km sino agli estremi delle FOSSE OCEANICHE (Marianne e Filippine) con circa Km Lacqua è presente anche nellaria allo stato gassoso come vapore acqueo ed in minime quantità anche nelle rocce entro i primissimi metri del sottosuolo LIDROSFERA ha spessori sottilissimi (rispetto al raggio della Terra), massimi negli oceani dove si raggiungono le profondità medie di 4-5 km sino agli estremi delle FOSSE OCEANICHE (Marianne e Filippine) con circa Km Lacqua è presente anche nellaria allo stato gassoso come vapore acqueo ed in minime quantità anche nelle rocce entro i primissimi metri del sottosuolo E del tutto assente su MERCURIO Presente in piccolissima quantità (vapore) su VENERE Probabilmente si trova come ghiaccio nel sottosuolo di MARTE (tipo il PERMAFROST della tundra) Presenza di ACQUA nel SISTEMA SOLARE

19 IL CICLO dellACQUA I raggi del Sole fanno evaporare lacqua che si trasforma in vapor acqueo per formare le nuvole Quando le nubi, trasportate dal vento, incontrano masse daria fredda, il vapor acqueo si condensa e si trasforma in piccolissime goccioline di acqua liquida Le goccioline di acqua,poi, si uniscono, diventano più pesanti e precipitano verso terra. A seconda della temperatura dellaria che incontrano nel loro percorso, diventeranno neve, pioggia o potranno evaporare nellaria prima di toccare terra

20 Lacqua che arriva sulla TERRA va incontro a diversi destini: scivola sul terreno e si dirige verso i fiumi ed il mare scivola sul terreno e si dirige verso i fiumi ed il mare viene assorbita dal terreno, filtra attraverso gli strati di roccia e si raccoglie in falde idriche (FREATICHE ed ARTESIANE), che contengono le maggiori riserve di acqua dolce del pianeta viene assorbita dal terreno, filtra attraverso gli strati di roccia e si raccoglie in falde idriche (FREATICHE ed ARTESIANE), che contengono le maggiori riserve di acqua dolce del pianeta lacqua contenuta nel terreno è,poi, assorbita dalla radici delle piante che la restituiscono allaria attraverso le foglie (traspirazione delle piante) come umidità lacqua contenuta nel terreno è,poi, assorbita dalla radici delle piante che la restituiscono allaria attraverso le foglie (traspirazione delle piante) come umidità

21 DISPONIBILITA di ACQUA POTABILE (anno 2000)

22

23 E linvolucro di gas che circonda interamente la Terra Si tratta di un miscuglio di gas, che nei primi strati, è formato prevalentemente da: Si tratta di un miscuglio di gas, che nei primi strati, è formato prevalentemente da: AZOTO (circa 78%) AZOTO (circa 78%) OSSIGENO (circa 21%) OSSIGENO (circa 21%) ANIDRIDE CARBONICA (circa 0,03%) ANIDRIDE CARBONICA (circa 0,03%) più altri GAS (presenti in piccola quantità) Latmosfera terrestre è unica per lalta concentrazione di ossigeno, legato alla presenza della vita Latmosfera terrestre è unica per lalta concentrazione di ossigeno, legato alla presenza della vita SFERA dellARIA (ATMOSFERA)

24 strutturastruttura struttura struttura STRUTTURA COMPOSIZIONE ATMOSFERA TERRESTRE

25 ATMOSFERA : altri PIANETI sistema solare MERCURIO: quasi privo di atmosfera (molto rarefatta) MERCURIO: quasi privo di atmosfera (molto rarefatta) VENERE e MARTE: atmosfere con oltre il 95% di CO 2 e con O 2 presente in minime quantità VENERE e MARTE: atmosfere con oltre il 95% di CO 2 e con O 2 presente in minime quantità GIOVE e SATURNO: atmosfere ricche di IDROGENO ed ELIO GIOVE e SATURNO: atmosfere ricche di IDROGENO ed ELIO In tutti questi pianeti latmosfera è assente oppure è davvero irrespirabile per qualsiasi essere vivente Dunque il cocktail di gas che respiriamo è davvero speciale e non si trova in nessun altra parte del SISTEMA SOLARE

26 Le 3 sfere (LITOSFERA, ATMOSFERA e IDROSFERA) non vanno considerate come involucri isolati ed indipendenti tra di loro Infatti, tra esse si hanno costanti interazioni e scambi di materia ed energia Per esempio: Per esempio: le rocce vengono alterate in superficie dallacqua e dallaria; le acque degli oceani e dei continenti evaporano e si mescolano con laria e viceversa i gas dellaria sono in piccola parte presenti disciolti nellacqua

27 Gli esseri viventi che oggi popolano il suolo, laria e lacqua definiscono con la loro presenza una quarta sfera, la cosiddetta: BIOSFERA (SFERA della VITA) che rende il nostro pianeta davvero unico e straordinario BIOSFERA o SFERA della VITA La superficie terrestre è il luogo in cui le 3 sfere si intersecano ed è il luogo in cui si sviluppa la vita

28 La BIOSFERA si sovrappone in parte alle 3 sfere del pianeta in quanto si estende: a tutta lidrosfera (sino agli abissi) a tutta lidrosfera (sino agli abissi) ad un piccolo strato superficiale della sfera delle rocce (circa 2-3 Km di profondità) ad un piccolo strato superficiale della sfera delle rocce (circa 2-3 Km di profondità) ai primi 8-10 Km dellatmosfera ai primi 8-10 Km dellatmosfera A causa di tutte le interazioni che esistono tra tutte e 4 le sfere il nostro pianeta costituisce un unico grande SISTEMA SISTEMA

29 Le 4 SFERE della TERRA

30 Una persona non dovrebbe mai lasciare tracce così profonde che il vento non possa cancellare (insegnamento dei nativi americani – etnia dei PIEDINERI) E molto singolare che tutta la natura, tutti i pianeti, debbano obbedire a leggi eterne e che possa esserci un piccolo animale, alto un metro e mezzo che, a dispetto di queste leggi, possa agire a suo piacimento, seguendo solo il suo capriccio François- Marie Arouet (VOLTAIRE)

31 FINE della LEZIONE N.1 Introduzione allo studio delle SCIENZE INTEGRATE Grazie per lattenzione! E ricordatevi…! …Considerate la vostra semenza fatti non foste a viver come bruti ma per seguir virtute e canoscenza DANTE ALIGHIERI (Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI, ) Prof. CARMIGNANI FABRIZIO


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