LEZIONE N.1 SCIENZE INTEGRATE slide N. 31 classe I ITI Introduzione allo studio delle SCIENZE INTEGRATE classe I ITI Prof. Fabrizio CARMIGNANI IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI) fabcar@hotmail.it WWW.fabriziocarmignani.com

Le SCIENZE INTEGRATE,cioè Scienze della Terra nella classe prima ITI e Biologia nella classe seconda ITI fanno parte delle SCIENZE NATURALI 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

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

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.

il metodo SPERIMENTALE (INDUTTIVO) il metodo IPOTETICO (DEDUTTIVO) Fabrizio Carmignani METODO SCIENTIFICO Gli scienziati utilizzano 2 tipi di processi investigativi per studiare la natura: il metodo SPERIMENTALE (INDUTTIVO) il metodo IPOTETICO (DEDUTTIVO) La SCIENZA: è un mezzo per giungere a delle «conoscenze» 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 Prof. Carmignani FabrizioFabrizio Carmignani ISIS “Mattei” - Rosignano S.

Con questo metodo si va dal particolare al generale Fabrizio Carmignani 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 Prof. Carmignani FabrizioFabrizio Carmignani ISIS “Mattei” - Rosignano S.

2. METODO IPOTETICO - DEDUTTIVO Fabrizio Carmignani 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 Prof. Carmignani FabrizioFabrizio Carmignani ISIS “Mattei” - Rosignano S.

detto anche GALILEIANO perché introdotto dallo scienziato Fabrizio Carmignani 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 nei primi del 1600 Prof. Carmignani FabrizioFabrizio Carmignani ISIS “Mattei” - Rosignano S.

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

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

Le SCIENZE della TERRA studiano il nostro pianeta da tanti punti di vista ed in base a questo si hanno tanti SETTORI di STUDIO 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 PETROLOGIA Studio della composizione, tessitura, struttura,condizioni di formazione delle ROCCE GEOCHIMICA Studio della distribuzione quali-quantitativa degli ELEMENTI CHIMICI nei materiali terrestri TETTONICA Studio delle trasformazioni della LITOSFERA: formazione di catene montuose, fenomeni vulcanici e sismici GEOLOGIA AMBIENTALE Studio dell’interazione tra LITOSFERA e SISTEMI BIOLOGICI (organismi viventi) e dei problemi legati all’uso del territorio GEOFISICA Studio della STRUTTURA INTERNA della TERRA da un punto di vista fisico (Calore interno, magnetismo, propagazione onde sismiche…) GIACIMENTOLOGIA Studio della ricerca di DEPOSITI MINERARI e del relativo sfruttamento MINERALOGIA Studio delle proprietà chimiche, fisiche e strutturali dei MINERALI

2/3 della sua superficie sono ricoperti da acqua 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 Il bianco soffuso delle nubi, l’azzurro delle acque, le chiazze brune dei continenti, fanno parte delle “TRE SFERE” (AMBIENTI) che nel loro insieme compongono la TERRA TERRA: PIANETA BLÙ 2/3 della sua superficie sono ricoperti da acqua PIANETA BLU’

PIANETA TERRA: le 3 SFERE Sistema integrato ARIA ATMOSFERA ACQUA IDROSFERA Queste 3 sfere costituiscono una specie di struttura a gusci concentrici (come una cipolla) Una serie di involucri con una densità che aumenta dall’esterno verso l’interno ROCCE LITOSFERA

SFERA dell’ARIA o ATMOSFERA SFERA delle ROCCE (LITOSFERA o GEOSFERA) Corrisponde a quasi tutta la massa ed il volume del pianeta con i suoi 6.360 Km (circa) di raggio Essa è densa e massiccia perché costituita da materiali pesanti All’esterno 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 dell’ARIA o ATMOSFERA ROCCE ACQUA ARIA

FORMA della TERRA: ELLISSOIDE La forma della TERRA si può immaginare come una sfera leggermente schiacciata ai poli: ELLISSOIDE (schiacciamento polare circa 21 Km) RAGGIO POLARE 6.357 Km RAGGIO EQUATORIALE 6.378 Km O Centro TERRA

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

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 l’unico pianeta ad avere l’acqua presente in tutti e 3 gli stati: LIQUIDO SOLIDO GASSOSO

Presenza di ACQUA nel SISTEMA SOLARE L’IDROSFERA 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 10-11 Km L’acqua è presente anche nell’aria allo stato gassoso come vapore acqueo ed in minime quantità anche nelle rocce entro i primissimi metri del sottosuolo Presenza di ACQUA nel SISTEMA SOLARE 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)

IL CICLO dell’ACQUA I raggi del Sole fanno evaporare l’acqua che si trasforma in vapor acqueo per formare le nuvole Quando le nubi, trasportate dal vento, incontrano masse d’aria 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 dell’aria che incontrano nel loro percorso, diventeranno neve, pioggia o potranno evaporare nell’aria prima di toccare terra

L’acqua che arriva sulla TERRA va incontro a diversi destini: 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 l’acqua contenuta nel terreno è ,poi, assorbita dalla radici delle piante che la restituiscono all’aria attraverso le foglie (traspirazione delle piante) come umidità

DISPONIBILITA’ di ACQUA POTABILE (anno 2000)

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

ATMOSFERA TERRESTRE STRUTTURA COMPOSIZIONE struttura struttura

ATMOSFERA : altri PIANETI sistema solare MERCURIO: quasi privo di atmosfera (molto rarefatta) VENERE e MARTE: atmosfere con oltre il 95% di CO2 e con O2 presente in minime quantità GIOVE e SATURNO: atmosfere ricche di IDROGENO ed ELIO In tutti questi pianeti l’atmosfera 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

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: le rocce vengono alterate in superficie dall’acqua e dall’aria; le acque degli oceani e dei continenti evaporano e si mescolano con l’aria e viceversa i gas dell’aria sono in piccola parte presenti disciolti nell’acqua

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 Gli esseri viventi che oggi popolano il suolo, l’aria e l’acqua definiscono con la loro presenza una quarta “sfera”, la cosiddetta: BIOSFERA (SFERA della VITA) che rende il nostro pianeta davvero unico e straordinario

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

Le 4 “SFERE” della TERRA

François- Marie Arouet (VOLTAIRE) 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)

Grazie per l’attenzione! E ricordatevi…! FINE della LEZIONE N.1 Introduzione allo studio delle SCIENZE INTEGRATE Grazie per l’attenzione! 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 , 118-120) Prof. CARMIGNANI FABRIZIO fabcar@hotmail.it www.fabriziocarmignani.com