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SILSIS-MI VIII ciclo – secondo anno / GEOGRAFIA FISICA GIANMARIO GERARDI – Y04585 Classe scolastica III liceo Classico (equivalente V superiore) - Corso.

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Presentazione sul tema: "SILSIS-MI VIII ciclo – secondo anno / GEOGRAFIA FISICA GIANMARIO GERARDI – Y04585 Classe scolastica III liceo Classico (equivalente V superiore) - Corso."— Transcript della presentazione:

1 SILSIS-MI VIII ciclo – secondo anno / GEOGRAFIA FISICA GIANMARIO GERARDI – Y04585 Classe scolastica III liceo Classico (equivalente V superiore) - Corso di Astronomia e Scienze della terra Modulo: DINAMICA DELLIDROSFERA E DELLATMOSFERA Unita Didattica: Idrosfera: oceani e mari Lunità non comprende le acque continentali che verranno affrontate in una parte separata di geomorfologia. Motivazioni della scelta - Importanza planetaria dellacqua, sia come sistema marino che come risorsa potabile; - Studio del pianeta Terra visto nella sua globalità di equilibri e mutamenti; - Argomento con contenuti scientifici generali di rilievo, sia cognitivi che formativi, che giustificano una scansione di 3 ore.

2 Scansione temporale 1 ora: Idrosfera -Introduzione allacqua come componente planetaria -Proprietà chimico-fisiche dellacqua -Concetto di idrosfera e di equilibrio tra gli stati fisici. 1 ora: Mari e oceani: proprietà chimico-fisiche -Introduzione a Oceani e Mari (possibilità di un laboratorio informatico) -Composizione chimica con accenno allinquinamento come alterazione -Proprietà fisiche: temperatura, densità, pressione. 1 ora: Mari e oceani: moti -Maree -Correnti -Onde.

3 Prerequisiti e obiettivi Prerequisiti Concetti di pressione, temperatura, passaggio di stato e forza di gravità Concetto di equilibrio dinamico in senso lato (scambio attivo, continuo e variabile) Molecola dellacqua, interazione ponte-H e concetto chimico generale di sale, ione e gas. Significato di dorsale oceanica Significato di roccia basaltica e roccia sedimentaria Rotazione terrestre ed effetto Coriolis Sistema Sole-Terra-Luna. Obiettivi cognitivi Conoscere le proprietà dellacqua relative alla sua presenza stabile sul pianeta Conoscere il concetto di idrosfera e le dinamiche principali dei suoi equilibri Conoscere le proprietà chimico-fisiche principali di mari e oceani: composizione, salinità temperatura, densità e pressione Conoscere le forze e le dinamiche dei tre moti marini principali: onde, correnti e maree. formativi Pensare lidrosfera come un elemento unico, in cui i diversi stati fisici dellacqua sono in equilibrio dinamico fra loro Pensare ad un oceano e a un mare identificando alcune differenze specifiche Intendere lacqua come un elemento indispensabile alla presenza della vita sul pianeta e come una risorsa indispensabile per lumanità Acquisire una prima consapevolezza rispetto ai grandi rischi legati allinquinamento delle acque.

4 Idrosfera: oceani e mari Il 70% della superficie del pianeta è occupato da acqua Stando alle sue peculiarità, forse sarebbe più corretto chiamarlo pianeta ACQUA… (Oppure pianeta VITA… Ovviamente pianeta TERRA ci piace molto).

5 Lacqua è per il 97,2% salata, raccolta nei mari e negli oceani. La restante parte di acqua, il 2,8%, è acqua dolce: la gran parte di essa è allo stato di ghiaccio (77,4%) ai poli e sui monti; il 22,1% è continentale sotterranea; lo 0,5% è acqua continentale di fiumi, laghi e acquitrini il vapore nellatmosfera ha una quota di acqua dolce pari allo 0,016%.

6 Le proprietà cruciali dell Acqua: aspetti termici Il calore specifico dellacqua è alto: la pentola è rovente, ma lacqua è ancora fredda… Effetto Tampone termico Anche il suo calore di evaporazione è alto: Levaporazione di una piccola quantità di acqua asporta una notevole quantità di energia Effetto Rinfrescante dellevaporazione Alcune precisazioni: - Il calore (es. la sensazione di caldo) è un trasferimento di energia termica in atto. - Lenergia termica è lenergia cinetica media delle particelle (vibr. trasl. rotaz.) - La temperatura è una grandezza scalare che esprime una differenza di energia termica tra due corpi. - Il calore specifico è la quantità di calore necessaria ad innalzare di 1°C la temperatura di 1 g di acqua. - Il calore di evaporazione è la quantità di calore necessaria per evaporare 1 g di acqua.

7 Insieme allacqua liquida, sul nostro pianeta possono convivere anche gli altri stati fisici, quello solido e quello di vapore, grazie a proprietà chimico-fisiche uniche e specifiche della molecola dacqua. Lacqua è presente in tutti i suoi stati fisici Interazioni ponte-H H O Vapore acqueo (stato gassoso) Acqua liquida Ghiaccio (stato solido)

8 La quantità di ENERGIA proveniente dal SOLE Genera i passaggi di stato dellacqua e le sue note manifestazioni naturali: provoca levaporazione (da liquido a vapore); induce la solidificazione con la formazione del ghiaccio e della neve; la fusione da solido a liquido o la sublimazione da solido a gassoso; determina il passaggio di condensazione da vapore a liquido (rugiada) e quello da vapore a ghiaccio (brina) Produce nei vegetali il fenomeno della traspirazione e dellassorbimento radicale di acqua. I passaggi di stato sono continui e in equilibrio dinamico. Solido Liquido Vapore

9

10 la FORZA DI GRAVITA trattiene i vapori entro latmosfera, che quindi non abbandonano mai il pianeta; fa riscendere lacqua dal cielo e dalle quote terrestri maggiori quando è nel suo stato liquido (o solido e cristallino); conduce lacqua ai grandi bacini di raccolta e agli oceani. I PONTI-H E LE FORZE DI COESIONE determinano il fenomeno della risalita capillare dellacqua contro la gravità: - lacqua può risalire i terreni fino alle radici delle piante; - lacqua risale i vasi dei vegetali fino alle foglie dove se ne va di nuovo come gas. Lacqua dellidrosfera è in continuo movimento: Linsieme di tutta lacqua presente sul pianeta, in tutte le sue forme è chiamata Idrosfera.

11 Idrosfera: il movimento dellacqua è ciclico Il BILANCIO del ciclo è NULLO Lacqua dei mari è la culla della vita: anche oggi la vita è possibile solo grazie a precisi equilibri tra lacqua e il pianeta. Lacqua dolce è una risorsa indispensabile: le acque dolci dei ghiacciai e quelle sotterranee sono riserve indispensabili per gli esseri viventi terrestri, compreso luomo.

12 Idrosfera: Oceani e mari Denominazioni Distribuzione sul globo Distinzione tra oceano e mare Oceano ATLANTICO Lavoro con REDSHIFT o in rete con Google earth

13 Oceano PACIFICO

14 Oceano INDIANO

15 Oceani o MARI ? Fondali geologicamente diversi: gli oceani hanno fondali basaltici generati dallattività delle dorsali i mari hanno generalmente fondali di tipo continentale-sedimentario Profondità > per gli oceani Estensione > per gli oceani / limitata a bacini continentali per i mari.

16 Mare GLACIALE ARTICO (Oceano Polare Artico)

17 Oceani e mari: salinità e composizione chimica Le sostanze disciolte nei mari e negli oceani provengono: dalla degradazione delle rocce attraverso il trasporto dei fiumi; dallattività vulcanica sottomarina (soprattutto il cloro) I Sali più importanti: Cloruri (Cl - ) Sodio e Magnesio (Na + Mg ++ ) Solfati (SO 4 -- ) Magnesio, Calcio e Potassio (Mg ++ Ca ++ K + ) Carbonati (HCO 3 - ) Calcio (Ca ++ ) Le sostanze vengono anche sottratte da: organismi, sedimentazione, evaporazione: ciò che viene asportato equivale circa a ciò che viene immesso.

18 La salinità media dei mari è pari a circa il 35 (35 g / 1000 g di acqua) I livelli di salinità si muovono quasi in parallelo con lintensità di evaporazione è massima in prossimità dei tropici; è minima nelle zone ad intensa piovosità e alle latitudini fredde; torna ad aumentare nelle zone di glaciazione a causa del passaggio di stato. Distribuzione della salinità

19 Elementi e Nutrienti elementomg/L Cloro Sodio Magnesio Zolfo Calcio Potassio Bromo Carbonio Stronzio Boro Silicio Fluoro Argo Azoto Litio Rubidio ,6 3 1,3 0,6 0,5 0,17 0,12 elementomg/L Ittrio Argento Lantanio Cripto Neon Cadmio Tungsteno Xeno Germanio Cromo Torio Scandio Piombo Mercurio Gallio Bismuto Niobio Tallio Elio Oro 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0, , , , , , , , , , , , elementomg/L Fosforo Iodio Bario Indio Zinco Ferro Alluminio Molibdeno Selenio Stagno Rame Arsenico Uranio Nichel Vanadio Manganese Titanio Antimonio Cobalto Cesio Cerio 0,07 0,06 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,004 0,003 0,003 0,003 0,003 0,002 0,002 0,002 0,001 0,0005 0,0005 0,0005 0,0004 Dei 92 elementi della tavola periodica, 84 sono rintracciabili nei mari. Alcuni sono indispensabili alla vita

20 Oggi la composizione deve tenere conto di un considerevole apporto di sostanze, di origine antropica: lInquinamento Sostanze organiche, organiche clorurate, metalli pesanti. Alcune possono entrare anche nella nostra catena alimentare.

21 Atmosfera Bicarbonati (HCO 3 - ) Fotosintesi acquatica Respirazione O 2 CO 2 >> Temperatura Solubilità Respirazione Fissazione Fotosintesi I GAS disciolti Nelle acque marine sono disciolti anche piccole quantità di gas. provengono per lo più dallatmosfera; la loro concentrazione è proporzionale alla loro solubilità in acqua.

22 Proprietà fisiche: Temperatura, Densità, Pressione profondità Strato superficiale Strato di transizione (per la T° Termoclino) Temperatura (°C): è in funzione della quantità e qualità di radiazione solare in grado di penetrare lacqua. Densità (g/cm 3 ): nellacqua pura è = 1 Salinità () In uno stesso luogo, Temperatura e Densità si influenzano reciprocamente in realzione anche alla salinità: Densità e Salinità variano proporzionalmente, mentre la T° ha andamento tendenzialmente inverso; La Pressione è invece funzione quasi esclusivamente della profondità (1 atm / 10 m). temperatura

23 Movimenti periodici e persistenti: Le Maree Generalmente ad ogni passaggio di luna sullo stesso meridiano (ogni 24h 50) le coste marine registrano 2 innalzamenti del livello dellacqua alternati a 2 abbassamenti. il dislivello tra la quota più alta e quella più bassa è detto ampiezza di marea; leffetto è dovuto allinfluenza gravitazionale lunare e alla forza centrifuga di rotazione terrestre. Bassa marea a Dublino

24 2 eventi di alta marea si verificano contemporaneamente su meridiano e antimeridiano in opposizione alla Luna. 2 eventi di bassa marea si verificano contemporaneamente su meridiano e antimeridiano perpendicolarmente a quelli di alta marea (in quadratura alla Luna). Imprecisione!!

25 Massime e minime maree: Sigiziali e Di quadratura Le maree hanno intensità variabile e giungono sempre con un certo ritardo la variabilità è dovuta al preciso momento astronomico nel sistema Sole-Terra- Luna è dovuta anche alla morfologia terrestre, la quale accentua o riduce anche i ritardi del suo giungere.

26 10 metri di marea: Mont San Michel

27 Moti lenti e costanti: Le Correnti l venti incessanti, e le differenze di temperatura tra enormi bacini dacqua, provocano reali spostamenti di masse dacqua da una regione allaltra del pianeta: le velocità possono andare da 0.5 fino a Km/h; correnti calde vanno dallequatore ai poli e correnti fredde dai poli allequatore; la forza di Coriolis devia i flussi tra i 15° e i 45° rispetto alla traiettoria prevista; le differenze di salinità a diversa profondità generano correnti verticali. Correnti orizzontali Superficiali o Profonde Correnti verticali Ascendenti o Discendenti

28 Le grandi Correnti Oceaniche Le correnti influenzano fortemente i climi delle regioni che lambiscono: influenzano temperatura, umidità e limpidità del cielo; trasferiscono calore dalle regioni che ne hanno in eccesso a quelle che ne sono in difetto; mitigano le regioni tropicali trasferendo basse temperature dai poli.

29 Movimenti irregolari: le Onde Londa non è uno spostamento dacqua: è un trasferimento di energia il cui mezzo è lacqua. il vento imprime alle particelle dacqua un moto rotatorio verso il basso; il moto si trasferisce alle particelle degli starti inferiori fino ad annullarsi.

30 Mare aperto e vento intenso: onde forzate e frangenti donda Sotto leffetto di forti raffiche di vento la cresta dellonda può inclinarsi e rovesciarsi in avanti: si crea un frangente con rimescolamento di aria e acqua che produce la schiuma; laltezza di una cresta in oceano aperto può essere anche di 10 m.

31 Onde e coste: i frangenti di spiaggia In prossimità delle coste il fondale genera attrito sul moto delle particelle: sul fondo il moto circolare si fa sempre più ellittico e rallentato rispetto a sopra; lacqua sovrastante si rovescia in avanti creando il frangente; il ritorno dellacqua verso il mare genera la risacca; le spiagge sono il risultato dellazione erosiva dellonda sui sedimenti della costa; su scogli e promontori lazione erosiva è più intensa.

32 Montagne dacqua


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