La Terra e il paesaggio Dinamica dell’idrosfera e dell’atmosfera Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini La Terra e il paesaggio Dinamica dell’idrosfera e dell’atmosfera

Capitolo 3 Idrosfera: la sfera acquea Lezione 8 Le acque sotterranee § 3.1 I corpi idrici e il ciclo dell’acqua § 3.2 La risalita di acqua dal sottosuolo § 3.3 Le acque sotterranee § 3.4 Le falde acquifere

§3.1 I corpi idrici e il ciclo dell’acqua Nel nostro pianeta l’acqua è presente in tutti e tre gli stati di aggregazione: solido, liquido e aeriforme. L’insieme di tutte le acque del pianeta nei diversi stati di aggregazione forma l’idrosfera. L’acqua allo stato liquido si trova prevalentemente negli oceani e nei mari, quella allo stato solido è accumulata nei ghiacciai, quella allo stato aeriforme nell’atmosfera. Lo stato liquido è quello prevalente: l’acqua allo stato liquido ricopre oltre il 70% della superficie terrestre.

§3.1 I corpi idrici e il ciclo dell’acqua Gli oceani e i mari costituiscono le acque oceaniche o marine. I serbatoi di acqua presenti sui continenti costituiscono le acque continentali. Ghiacciai, fiumi e laghi sono corpi idrici che nel loro insieme rappresentano le acque superficiali. Le acque continentali sono caratterizzate da bassa concentrazione di sostanze disciolte, in genere inferiore allo 0,50‰ e per questo sono denominate acque dolci. Le acque presenti nel sottosuolo costituiscono le acque sotterranee.

§3.1 I corpi idrici e il ciclo dell’acqua Nelle condizioni di temperatura e pressione esistenti sulla superficie della Terra, l’acqua si trasferisce in continuazione da un serbatoio all’altro seguendo un percorso chiamato ciclo dell’acqua. Il ciclo dell’acqua ha il suo motore nel Sole, che fornisce l’energia necessaria perché possa avvenire.

§3.1 I corpi idrici e il ciclo dell’acqua L’acqua presente sulla superficie della Terra è interessata continuamente da passaggi da uno stato di aggregazione all’altro. L’acqua evapora dai corpi idrici, condensa nell’atmosfera, ricade sulla superficie sotto forma di pioggia o neve e ritorna ad alimentare quegli stessi corpi idrici da cui era evaporata.

§3.1 I corpi idrici e il ciclo dell’acqua Il vapore acqueo che si raffredda, condensa in forma di microscopiche goccioline nell’atmosfera. Le goccioline che formano le nubi sono così piccole che rimangono in sospensione, fino a quando non raggiungono dimensioni tali da non essere più sostenute . Le goccioline che formano le nubi sono così piccole che rimangono in sospensione, grazie ai continui urti con le particelle dell’aria,

§3.1 I corpi idrici e il ciclo dell’acqua Le acque che cadono sulla Terra possono seguire una grande varietà di percorsi alternativi. Alla fine, le acque cadute sulle terre emerse ritornano al mare sotto l’azione della forza di gravità. Il movimento delle acque superficiali liquide verso i bacini oceanici è veloce, quello delle acque solide è lento, ma entrambi sono rilevabili. Le acque sotterranee si muovono molto lentamente e in modo non direttamente osservabile.

§3.2 La risalita di acqua dal sottosuolo Nella Pianura Padana, al confine tra l’alta e la bassa pianura, si verifica la risalita in superficie di acqua dal sottosuolo. La risalita di acqua spontanea prende il nome di risorgiva. L’affioramento di acqua che avviene in seguito a scavi artificiali prende il nome di fontanile.

§3.3 Le acque sotterranee Di tutta l’acqua che precipita sulla terraferma, la parte che si infiltra nel terreno e viene trascinata verso il basso dalla forza di gravità è chiamata acqua di infiltrazione. Una parte dell’acqua infiltrata viene trattenuta negli spazi sottilissimi presenti fra le particelle che formano il suolo: è l’acqua capillare. L’acqua di infiltrazione forma le acque sotterranee, che si muovono nel sottosuolo con velocità modesta e defluiscono per gravità verso il mare. L’acqua capillare rimane aderente alle particelle del suolo e non scende verso il basso; può essere rimossa solo dall’assorbimento da parte delle radici delle piante e dall’evaporazione nell’aria attraverso gli interstizi del suolo.

§3.3 Le acque sotterranee L’infiltrazione dell’acqua è condizionata dalle caratteristiche dei materiali attraversati. La permeabilità esprime la capacità di una roccia di essere attraversata da un fluido. La sabbia è permeabile perché gli spazi vuoti tra i suoi granuli sono ampi. L’argilla è impermeabile perché i vuoti tra le sue particelle sono molto piccoli. La permeabilità di una roccia viene misurata come velocità di infiltrazione. La permeabilità delle rocce è legata alla porosità dei materiali rocciosi o alla fessurazione, cioè alla presenza di fratture.

§3.4 Le falde acquifere La zona del sottosuolo impregnata dall’acqua sotterranea libera di scorrere si chiama falda freatica ed è limitata superiormente dalla superficie freatica. L’acqua di infiltrazione scende nel sottosuolo finché non è arrestata da uno strato impermeabile. La falda freatica viene a volte chiamata anche falda acquifera o semplicemente acquifero.

§3.4 Le falde acquifere La superficie freatica non è fissa, ma si innalza e si abbassa in relazione all’abbondanza delle precipitazioni. Dopo un prolungato periodo di pioggia la superficie freatica si spinge molto in alto e può anche affiorare. Dopo un periodo di siccità la superficie freatica si abbassa e la falda freatica si riduce di spessore. Al di sopra della superficie freatica le rocce sono attraversate transitoriamente dall’acqua; al di sotto della superficie freatica i pori sono pieni d’acqua come una spugna.

§3.4 Le falde acquifere La superficie freatica segue l’andamento della superficie del suolo: è più alta sotto i rilievi e si abbassa negli avvallamenti. Se la superficie freatica interseca la superficie terrestre, l’acqua di falda emerge e si origina così una sorgente.

§3.4 Le falde acquifere A volte l’acqua sotterranea è intrappolata tra due strati impermeabili: si forma una falda imprigionata, detta anche falda artesiana. In un pozzo artesiano l’acqua risale spontaneamente fino a raggiungere la superficie piezometrica.

§3.4 Le falde acquifere I pozzi sono perforazioni prodotte nel terreno che arrivano al di sotto della superficie freatica. I pozzi consentono di giungere alla falda freatica e di prelevarne acqua per portarla in superficie. L’acqua presente nella falda acquifera può diventare disponibile spontaneamente, come succede nelle sorgenti, risorgive e nelle fonti; negli altri casi può essere prelevata in seguito allo scavo di pozzi.

Mettiti alla prova Il fenomeno descritto è chiamato cuneo salino. Quando le acque sotterranee giungono in prossimità della costa defluiscono in mare. Se il flusso delle acque sotterranee verso il mare è ridotto a causa di un periodo di siccità o per l’eccessivo sfruttamento della falda acquifera, le acque marine avanzano verso la terraferma e gli acquiferi costieri sono invasi dalle acque salate. Quali credete possano essere le conseguenze di questa situazione? Il fenomeno descritto è chiamato cuneo salino. L’invasione di acque salate negli acquiferi litoranei impedisce l’utilizzo delle acque di falda per scopi irrigui. Inoltre, le acque ricche di sali non possono essere trattate dagli impianti di potabilizzazione e questo fatto fa diminuire la disponibilità di acqua per uso civile. 17 17