L’ACQUA SULLA TERRA

LA MOLECOLA DELL’ACQUA L'acqua è un composto chimico di formula molecolare H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono legati all'atomo di ossigeno con legame covalente. Essendo l'acqua un ottimo solvente, le acque naturali contengono disciolte moltissime altre sostanze, ed è per questo motivo che con il termine "acqua" si intende comunemente sia il composto chimico puro di formula H2O, sia la miscela (liquida) formata dallo stesso, con altre sostanze disciolte al suo interno. L'acqua in natura è tra i principali costituenti degli ecosistemi ed è alla base di tutte le forme di vita conosciute, uomo compreso; ad essa è dovuta anche la stessa origine della vita sul nostro pianeta ed è inoltre indispensabile anche nell'uso civile, agricolo e industriale; l'uomo ne ha inoltre riconosciuto sin da tempi antichissimi la sua importanza, identificandola come uno dei principali elementi costitutivi dell'universo, attribuendole un profondo valore simbolico, riscontrabile nelle principali religioni. L’acqua inoltre è l’unico elemento terrestre che è presente in tutti e tre gli stadi: solido, liquido e gassoso. S.A

L’ACQUA SULLA TERRA: l’idrosfera L'idrosfera, in geografia fisica, rappresenta tutte le acque presenti nel sottosuolo o nella superficie di un pianeta. Essa può trovarsi: Nella litosfera, sulla superficie della Terra e all'interno di rocce; Nella biosfera, componendo parte di creature della flora e della fauna; Nell'atmosfera, come nubi e vapore acqueo; E naturalmente in laghi, fiumi, mari, oceani e ghiacciai.

L’ idrosfera terrestre L'idrosfera del pianeta Terra si basa sul ciclo dell’ acqua, che passano continuamente dallo stato liquido, a quello gassoso e, in alcuni casi, allo stato solido. La gran parte di queste acque è raccolta negli oceani, che ne permettono il continuo riciclo. Sul nostro pianeta si trovano 1,4 miliardi di chilometri cubi di acqua. Il 97% si trova nel mare, il 3% nei ghiacciai e nelle calotte polari lo 0,2 %. L’acqua disponibile per l'uomo cioè acqua dolce, si trova nei laghi, nei fiumi e nelle acque sotterranee (falde acquifere).

Il Ciclo dell'Acqua La prima parte detta anche fase atmosferica cioè(evaporazione → formazione delle nubi → venti) è alimentata dall’energia solare: circa ¼ di tutta l’energia proveniente dal Sole è utilizzata per l’evaporazione e viene accumulata nelle nuvole come energia potenziale. Nella seconda parte detta anche fase terrestre: (precipitazioni → deflusso dell’acqua) interviene la forza di gravità che provoca la ricaduta dell’acqua sul suolo e il movimento delle acque in superficie e in profondità: in questo modo l’energia accumulata nell’acqua delle nuvole si trasforma in energia cinetica. L'acqua che cade sul suolo ritorna al mare con le falde acquifere e con i corsi d'acqua.

Non c'è un inizio o una fine nel ciclo idrologico: le molecole d'acqua si muovono in continuazione tra differenti compartimenti, o riserve, dell'idrosfera terrestre mediante processi fisici. L'acqua evapora dagli oceani, forma le nuvole dalle quali l'acqua torna alla terra. Non è detto, tuttavia, che l'acqua segua il ciclo nell'ordine: prima di raggiungere gli oceani l'acqua può evaporare, condensare, precipitare e scorrere molte volte. L'infiltrazione è la transizione dall'acqua dalla superficie alle acque sotterranee. L'aliquota di infiltrazione dipende dalla permeabilità del suolo o della roccia e da altri fattori. Le acque sotterranee tendono a muoversi molto lentamente, così l'acqua può ritornare alla superficie dopo l'accumulo in una falda acquifera in un lasso di tempo che può arrivare al migliaio di anni in alcuni casi. L'acqua ritorna alla superficie ad altezza inferiore a quella del punto di infiltrazione, sotto l'azione della forza di gravità e delle pressioni da essa indotta. Lo scorrimento include tutti i modi in cui l'acqua superficiale si muove in pendenza verso il mare. L'acqua che scorre nei torrenti e nei fiumi può stazionare nei laghi per un certo tempo. Non tutta l'acqua ritorna al mare per scorrimento; gran parte evapora prima di raggiungere il mare o una falda acquifera. Il flusso sotterraneo include il movimento dell'acqua all'interno della terra sia nelle zone insature che negli acquiferi. Dopo l'infiltrazione l'acqua superficiale può ritornare alla superficie o scaricarsi in mare.

Cambiamenti di stato Facendo variare la temperatura o la pressione, la materia può passare da uno stato di aggregazione ad un altro, con un processo durante il quale le molecole modificano la loro distanza.

Ciclo dell’acqua: evaporazione L’evaporazione avviene a qualsiasi temperatura ma diventa più probabile se la temperatura aumenta. Le molecole evaporate da un liquido e vicine alla superficie limite del liquido, possono essere catturate. Se il contenitore del liquido è chiuso, si raggiunge una situazione di equilibrio: il numero di molecole che tornano nel liquido è pari al numero di quelle che lo lasciano nello stesso intervallo di tempo. Ma se il contenitore del liquido non è chiuso, il liquido può evaporare completamente prima che sia raggiunto l’equilibrio con il vapore.

Ciclo dell’acqua: liquefazione Il passaggio di stato da aerifome a liquido viene detto liquefazione quando si tratta di un gas e condensazione quando si tratta di un vapore. Liquefazione e condensazione possono avvenire per abbassamento della temperatura della sostanza aeriforme. Durante tutto il processo, ovvero fino a che tutto l'aeriforme non si è trasformato in liquido, la temperatura rimane costante. Il calore ceduto all'ambiente durante la liquefazione o la condensazione (da una massa unitaria di sostanza) è detto calore latente di liquefazione o di condensazione, ed è pari al calore latente di vaporizzazione (immagazzinato nella sostanza nel processo di vaporizzazione).

Ciclo dell’acqua: il bilancio idrico globale La massa totale d'acqua del ciclo rimane essenzialmente costante, così come l'ammontare d'acqua in ciascuna riserva, quindi, in media, la quantità d'acqua che lascia una riserva è pari a quella che ritorna ad essa. La differenza tra precipitazione ed evaporazione sul pianeta, pari a 36.103 km³/anno, dà luogo al deflusso superficiale delle acque, il che riequilibra il bilancio di massa.Poiché evaporazione e precipitazione costituiscono un flusso di 505·103km³/anno e il volume d'acqua totale è di 15,5103 km³, ne consegue che il contenuto d'acqua nell'atmosfera viene rinnovato circa 30 volte l'anno; in altri termini, il tempo medio di residenza dell'acqua nell'atmosfera è di circa 12 giorni.

Cambiamenti nel ciclo dell’acqua rispetto al secolo scorso Durante il secolo scorso il ciclo dell'acqua è diventato più intenso ,con l'incremento dei tassi di evaporazione e precipitazione. Ciò è quanto gli scienziati si aspettano a causa del riscaldamento globale, dato che le temperature più alte aumentano il tasso dell'evaporazione.La ritirata dei ghiacciai è anch'essa un esempio del cambiamento in atto, dato che l'apporto d'acqua ai ghiacciai non è sufficiente a compensare la perdita per scioglimento e sublimazione. A partire dal 1850, anno in cui terminò la piccola era glaciale iniziata nel XIV secolo, il ritiro dei ghiacci è stato notevole.

Le Acque Marine La salinità è il peso in grammi dei sali disciolti in 1 L di acqua; essa si esprime in g/l o in parti per mille (‰) ed è in media di 35 g/l. La presenza di sali disciolti fa si che l’acqua abbia un punto di solidificazione inferiore a quello dell’acqua pura, che è 0 °C: l’acqua di mare solidifica a circa –1,9 °C e questo è importante per la vita nel mare. La temperatura delle acque superficiali dipende dalla latitudine e dalla stagione: all’Equatore si mantiene costante tutto l’anno intorno ai 27 °C.

COMPORTAMENTO ANOMALO DELL’ACQUA SOTTO 4 oC L’acqua diminuisce di volume se riscaldata fra 0oC e 4 oC, mentre si comporta normalmente sopra 4oC. Densità dell’acqua è massima a 4 oC. L’acqua di laghi e fiumi solidifica prima in superficie e il ghiaccio (meno denso dell’acqua) resta in superficie: l’acqua in profondità resta a 4oC.

COMPORTAMENTO ANOMALO DELL’ACQUA SOTTO 4 oC L’acqua diminuisce di volume se riscaldata fra 0oC e 4 oC, mentre si comporta normalmente sopra 4oC. Densità dell’acqua è massima a 4 oC. L’acqua di laghi e fiumi solidifica prima in superficie e il ghiaccio (meno denso dell’acqua) resta in superficie: l’acqua in profondità resta a 4oC.

Presentazione offerta dalla classe 1 CLSA Presentazione svoltasi durante l’anno scolastico 2010/2011 per il progetto europeo “EU Pilot” Montaggio a cura di Simone Andreini con la collaborazione di Alessio Sedilesu Un ringraziamento particolare a tutta la classe per l’impegno messo nelle ricerche

La 1 CLSA