Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli, sesta ed., Sintesi di Geografia. Università del Salento
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Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli, sesta ed., Sintesi di Geografia. Università del Salento

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Riassunto dei capitoli 8-17 de Il globo terrestre e la sua evoluzione, Palmieri-Parrotto, Zanichelli , sesta ed. Esame di geografia umana, Unisalento, Professoressa L. Nicoletti
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I FENOMENI VULCANICI (N. 600 vulcani attivi sulla Terra)

Il vulcanesimo è un fenomeno che coinvolge l’intero pianeta da miliardi di anni e ha contribuito :

- Alla formazione della crosta solida terrestre

- Alla formazione dell’atmosfera e dell’idrosfera ( tramite gas e vapori dispersi)

Il vulcanesimo è la risalita, dagli strati più interni della Terra, di materiali rocciosi allo stato fuso, mescolati a gas

e vapori ad altissime temperature e ad altissima pressione.

Tali masse fuse prendono il nome di magmi e si trasformano in lava quando, una volta usciti dal condotto

vulcanico, disperdono i gas che contengono, si raffreddano e si solidificano.

I MAGMI

I magmi si originano all’interno della crosta e nella parte alta del mantello, tra i 15 e i 100 km di profondità.

Il processo di fusione delle rocce avviene gradualmente: materiale in origine molto caldo, ma ancora solido, si

trasforma in una massa pastosa al cui interno si individuano innumerevoli minuscole gocce di magma che si

separano via via dal residuo refrattario ( cioè in grado di resistere alle temperature senza fondere).

Quando un volume compreso tra il 5-20% del materiale originario è ormai fuso, le singole gocce trovano spazi

sufficienti per muoversi e fondersi tra loro in una massa fluida continua. Questa tende a muoversi verso l’alto,

per la sua minor densità nei confronti del materiale circostante, rimasto solido.

A questo punto la velocità di risalita del magma è relativamente rapida e avviene attraverso le rocce solide

sovrastanti , sfruttando ogni fessura che il magma stesso tende ad ampliare o a generare con la sua spinta.

La velocità di risalita di una massa di magma dipende dalla sua viscosità ( legata alla sua composizione chimica),

il suo volume, la profondità della zona in cui si è originato, la temperatura delle rocce circostanti.

GLI EDIFICI VULCANICI

➢ L’attività vulcanica sulla superficie terrestre dà origine agli edifici vulcanici. Essi sono costituiti da:

1) il bacino magmatico o camera magmatica, posto all’interno della crosta terrestre, che è il luogo in cui si

raccoglie il magma in risalita ( da 2 a 10 km)

2) il condotto o camino, che mette in comunicazione il bacino magmatico con l’esterno

3) il cratere, che è lo sbocco del camino sulla superficie terrestre. Se ci sono più camini, vi sono naturalmente più

crateri.

Gli edifici vulcanici si accrescono nel punto in cui il materiale fuso fuoriesce.

1) o all’estremità aperta in superficie ( cratere) di un condotto vulcanico di forma quasi cilindrica. ( vulcani centrali

o areali.)

2) o lungo spaccature che penetrano nell’interno della terra ( vulcani lineari)

La forma degli edifici vulcanici dipende dal tipo di materiale eruttato. Si riconoscono fondamentalmente 2 tipi di

vulcano:

1) i vulcani stratodalla tipica forma a cono,si formano quando fasi di effusioni laviche si alternano a periodi

di emissioni esplosive di frammenti di lava che si depositano poi intorno al cratere dando origine alle piroclastiti

( ES. isole Fuji)

2) i vulcani a scudo hanno una forma appiattita dovuta alla notevole fluidità delle lave eruttate ( lave

basiche) che non hanno la capacità di creare edifici alti e scorrono anche per molti km creando larghe colate di

modesto spessore prima di consolidarsi. Gli episodi esplosivi sono praticamente assenti. ( es. Mauna Loa, nell’isola

Hawaii)

TIPI DI ERUZIONE

I fattori che influenzano il tipo di eruzione sono:

1) la viscosità del magma, alta nei magmi acidi- bassa nei magmi basici

2) il contenuto in areiformi( acqua).

Magmi poco viscosi, quindi molto fluidi e contenuti in acqua variabile comportano attività effusiva dominante

(eruzioni di tipo hawaiano e islandese)

Magmi meno fluidi determinano attività effusiva prevalente ( eruzioni di tipo stromboliano)

Magmi molto viscosi, quindi poco fluidi e contenuto in areiformi elevato comportano attività esplosiva

( eruzioni di tipo Pliniano, vulcaniano o peleeano)

Magma e acqua, attività solo esplosiva ( eruzioni di tipo idromagmatico)

Le eruzioni di tipo hawaiano sono caratterizzate da abbondanti effusioni di lave molto fluide e sono tipiche dei

vulcani a scudo. In tali edifici la sommità è spesso occupata da un’ampia depressione chiamata caldera, delimitata

da ripide pareti e formatasi per collasso del tetto della camera magmatica, rimasto senza sostegno a seguito del

drenaggio verso la superficie di grandi quantità di lava.

Le eruzioni di tipo islandese presentano caratteristiche simili a quelle hawaiane ma la lava, sempre molto fluida,

fuoriesce da lunghe fessure invece che da un edificio centrale. Il ripetersi delle eruzioni dalla stessa fessura porta

alla formazione di vasti espandi menti lavici basaltici che prendono il nome di plateaux basaltici.

Nelle eruzioni di tipo stromboliano predomina un’attività esplosiva più o meno regolare. La lava,

abbastanza fluida, ma meno che nei casi precedenti, ristagna periodicamente nel cratere, dove inizia a solidificare.

Si forma così una crosta solida,al di sotto della quale si vanno accumulando i gas che continuano a liberarsi dal

magma. La loro pressione aumenta ( a causa delle elevate temperature e della diminuita pressione per il minor

carico delle rocce sovrastanti, trovandosi ora il magma vicino alla superficie) fino a far saltare la crosta con

modeste esplosioni che lanciano in aria brandelli di lava fusa. Esaurita la spinta dei gas, la lava torna a ristagnare

sul fondo del cratere e si forma una nuova crosta solida, fino al ripetersi del fenomeno.

Le eruzioni di tipo vulcaniano ( dall’isola di Vulcano, nelle Eolie) sono caratterizzate da un meccanismo simile a

quelle stromboliane, ma la lava è molto più viscosa per cui i gas si liberano con maggiore difficoltà e la lava si

solidifica nella parte alta del condotto, formando un tappo spesso. I gas impiegano più tempo per raggiungere

pressioni sufficienti a vincere l’ostruzione ma quando ciò avviene l’esplosione è violenta.

L’eruzione di tipo vesuviano/ pliniano è il modello dell’eruzione del Vesuvio del 79 d.c. descritta da Plinio il

Giovane. Estrema violenza dell’eruzione iniziale che svuota gran parte del condotto. La colonna di vapori e gas

fuoriesce dal condotto con tale forza e velocità da salire diritta verso l’alto prima di disperdersi nell’atmosfera.

Nelle eruzioni Peleeane ( dalla montagna di Pelee ,a Martinica), la lava ad altissima viscosità e a temperatura

relativamente bassa viene spinta fuori dal condotto già quasi solida e forma cupole o torri alte anche centinaia di

metri. La fuoriuscita di lava solida è accompagnata da grandi nuvole di gas, vapori e ceneri che rotolano come

valanghe lungo le pendici e si spandono su vaste aree.

I PRODOTTI DELL’ATTIVITA’ VULCANICA

I prodotti emessi dalle eruzioni vulcaniche possono essere aeriformi ( gas e vapori) o materiali solidi.

Tra i materiali aeriformi i prodotti più abbondanti sono il vapore acqueo che in alcune eruzioni arriva fino al 70% e

l’anidride carbonica, seguiti dai composti dello zolfo, dell’azoto, del cloro e del fluoro. La loro importanza sta:

- nel fatto che hanno contribuito a formare gran parte dell’atmosfera e continuano ad alimentarla

- Favoriscono la risalita del magma e le eruzioni esplosive.

Tra i materiali solidi si notano le rocce effusive cui le lave danno origine per raffreddamento e le piroclastici,

originate dall’accumulo di materiale vulcanico di varia natura e dimensione.

FENOMENI SECONDARI LEGATI ALL’ATTIVITA’ VULCANICA

All’attività vulcanica sono ricollegabili fenomeni quali i lahar, i geyser,le fumarole.

Lahar Quando i detriti piroclastici incoerenti ( cioè formati da granuli sciolti e non attaccati tra loro)

assorbono acqua fino a diventare saturi formando una colata di fango che scende nelle vallate con una forza

distruttiva. Quando si arresta, si indurisce rapidamente imprigionando tutto ciò ce ha travolto e sepolto.

geyser: il fenomeno si manifesta quando da una cavità aperta in superficie viene emessa a intervalli regolari,

un’alta colonna d’acqua molto calda che viene spinta a grandi altezze.

fumarole emissioni di gas e vapore caldo

mofete emissioni di acqua e anidride carbonica

VULCANESIMO EFFUSIVO ED ESPLOSIVO.

Considerando la frequenza delle eruzioni e la quantità di prodotti a cui danno origine ( ce dipendono dal magma

più o meno viscoso) si hanno due tipologie di vulcanismo.

Vulcanismo effusivo: la manifestazione più imponente del vulcanismo effusivo avviene sott’acqua ed è associata

alle dorsali oceaniche, una serie di profonde fessure che percorrono tutti gli oceani per 60.000 km e sulla sommità

delle quali si aprono le fessure da cui fuoriesce il magma). Si tratta quindi di eruzioni lineari, come quelle di tipo

islandese, ce avvengono sul fondo del mare.

Attività vulcanica effusiva è anche quella che si manifesta in corrispondenza dei punti caldi, zone ristrette della

superficie terrestre caratterizzate da un vulcanismo persistente da milioni di anni. Al di sotto di essi si verifica una

continua fusione del materiale presente che viene rimpiazzato dalla risalita da grandi profondità di materiale

caldissimo ( es . Hawaii)

Vulcanismo esplosivo: quando il magma che risale è molto viscoso e ricco di gas, al diminuire della pressione, i

gas si liberano in singole bollicine,ma a causa della viscosità non riescono ad espandersi liberamente. La pressione

deve salire enormemente prima di vincere la resistenza della massa fusa e della crosta. Quando avviene si verifica

una fortissima esplosione ei gas fuoriescono con violenza trascinando frammenti di rocce e lava originando una

nube ardente che sale verticalmente e quando perde energia ricade sul vulcano e scorre sulle sue pendici

formando colate piroclastiche.

La maggior parte di questi vulcani si trova lungo il margine dell’oceano pacifico in quella fasdcia che viene

denominata “ cintura di fuoco”.

I FENOMENI SISMICI

Il terremoto non è un fenomeno casuale: in un anno se ne verificano più di un milione ma solo qualche migliaio di

essi è abbastanza forte da essere percepito dall’uomo.

Il fatto che i terremoti si verifichino continuamente nel tempo non vuol dire che si verifichino ovunque. I sismi si

manifestano quasi esclusivamente in certe fasce della superficie terrestre,le aree sismicamente attive o sismiche,

mentre mancano in altre, definite asismiche.

Un terremoto è una vibrazione più o meno forte della Terra prodotta da una rapida liberazione di energia

meccanica in qualche punto al suo interno. Il punto in cui l’energia si libera è detto ipocentro del terremoto: da

esso l’energia si propaga per onde sferiche che pur indebolendosi con la distanza attraversano tutta la terra.

In base all'ipocentro si distinguono terremoti:

superficiali, con profondità dell'ipocentro tra 0 e 70 km; in questa fascia si concentra il 75% dei sismi; • intermedi, con profondità dell'ipocentro fino a 300 km; vi appartiene il 22% dei sismi; • profondi, con profondità dell'ipocentro da 300 km fino alla base del mantello superiore (circa 700 km); in questa zona si ha circa il 3% dei terremoti.

Il punto in superficie posto sulla verticale dell’ipocentro è detto epicentro. TEORIA DEL RIMBALZO ELASTICO

La sismologia è una materia abbastanza giovane. Basti pensare che fu solo nel 1905 che il sismologo Reid, teorizzò

un modello del meccanismo secondo cui si verificherebbero le deformazioni che sono all’origine dei terremoti

che prende il nome di teoria del rimbalzo elastico.

Secondo tale teoria, le rocce sottoposte a qualche sforzo, si comportano per un certo periodo in maniera elastica

e si deformano progressivamente fino a che non viene raggiunto il limite di rottura. Superato questo, ossia la

capacità di resistenza, nella massa rocciosa si innesca una lacerazione e si crea una faglia. Le due parti

dell’originario blocco roccioso, libere di reagire elasticamente, riacquistano bruscamente il loro volume e la loro

posizione di equilibrio, con una serie di rapide vibrazioni che partono dall’ipocentro e che si trasmettono alle

masse rocciose circostanti.

Quello che avviene è analogo a ciò che succede quando si flette una bacchetta di legno tenendola per le

estremità: la bacchetta si deforma elasticamente fino a che si spezza di colpo in due frammenti che, con rapide

vibrazioni ritornano quasi istantaneamente rettilinei “ schiaffeggiando”l’aria circostante nella quale si propagano

le onde. In base alla teoria del rimbalzo elastico una zona in cui si è appena manifestato un terremoto

dovrebbe aver raggiunto un nuovo equilibrio che garantirebbe un periodo di tranquillità sismica. Il perdurare delle

forze tettoniche, in grado di deformare la crosta, tornerà però presto ad accumulare nuova energia fino ad un

successivo punto di rottura. L’intero processo può essere schematizzato come un ciclo sismico.

Stadio intersismico > accumulo dell’energia elastica dovuto all’azione di forze tettoniche

Stadio presismico > la deformazione elastica provoca variazioni di alcune caratteristiche delle rocce

Stadio cosismico > si ha il terremoto vero e proprio con liberazione dell’energia elastica

Stadio postsismico > scosse di assestamento portano l’area colpita verso un nuovo equilibrio

PROPAGAZIONE E REGISTRAZIONE DELLE ONDE SISMICHE

La struttura della Terra, con l'alternarsi di materiali diversi, provoca nelle onde che si propagano fenomeni di

rifrazione e riflessione. Per questo motivo, onde che si propagano inizialmente verso l'interno possono in parte

rimbalzare verso la superficie, interferendo con altre onde.

si distinguono 3 gruppi di onde:

1) Onde longitudinali o di compressione o onde P ( prime, perché più veloci) sono quelle al cui passaggio le particelle di roccia oscillano avanti e indietro nella stessa direzione di propagazione dell’onda, provocandone cambiamenti di volume e di forma. Esse attraversano sia i solidi che i fluidi.

2) onde trasversali o di taglio o onde S ( seconde, perché più lente delle precedenti). Al loro passaggio le particelle di roccia compiono oscillazioni perpendicolari alla direzione di propagazione dell’onda. La roccia subisce variazioni di forma ma non di volume. Esse non si propagano nei fluidi.

Le onde P e le onde S che si generano nell’ipocentro, sono chiamate complessivamente onde interne o di volume.

3) onde superficiali . Quando le onde di volume raggiungono la superficie si trasformano in parte in onde superficiali,che si propagano dall’epicentro lungo la superficie terrestre mentre si smorzano rapidamente in profondità. Sono divise in due categorie.

Le onde R (Reyleigh) al propagarsi delle quali le particelle compiono orbite ellittiche nella stessa direzione di propagazione dell'onda.

Le onde L (Love) al propagarsi delle quali le particelle oscillano trasversalmente alla direzione di propagazione, ma soltanto nel piano orizzontale. Le onde superficiali sono molto più lente rispetto alle precedenti, ma sono le responsabili dei danni prodotti dal terremoto. Possono percorrere lunghe distanze e fare anche più volte il giro della Terra. COME SI REGISTRANO LE ONDE SISMICHE Quando si verifica un sisma le onde che si originano e si propagano vengono registrate da strumenti detti sismografi. La registrazione di un movimento sismico da parte di un sismografo si chiama sismogramma. Il sismografo si basa sull’inerzia di una massa sospesa che tende a rimanere immobile anche quando il supporto inizia a muoversi insieme al suolo per il manifestarsi di una vibrazione. Un pennino scrivente, solidale con la massa, lascia una traccia su di una striscia di carta che ruota su di rullo solidale con il suolo: si registrano così le vibrazioni del suolo rispetto alla massa, teoricamente ferma nello spazio. Per analizzare in maniera completa il movimento del suolo se ne registrano separatamente le componenti: in ogni stazione sismica sono quindi presenti almeno 3 sismografi. Uno in grado di muoversi solo lungo la verticale, per cui è sensibile solo alla parte di movimenti del suolo verso l’alto o verso il basso ; gli altri due liberi di muoversi solo sul piano orizzontale, lungo due direzioni tra loro perpendicolari ( in genere Nord-Sud ed Est-Ovest). Per ricavare informazioni da sismogrammi bisogna averne classificati in gran numero e aver ricavato a partire da essi, un diagramma nel quale vengono messi a confronto i tempi di arrivo dei singoli tipi di onda con le distanze dall'epicentro delle stazioni in cui sono stati registrati i singoli sismogrammi. In base alla dromocrone, ossia alle curve che indicano i tempi di propagazione di ogni tipo di onda in funzione della distanza dall'epicentro, è possibile ricavare la distanza dell'epicentro di un terremoto da una stazione sismica. E' sufficiente misurare, sul sismogramma registrato in quella stazione, la differenza tra il tempo di arrivo della prima onda P e quello della prima onda S e cercare poi sull'ascissa della dromocrona la distanza cui corrisponde quell'intervallo. Per poter invece determinare la posizione dell’epicentro è necessario disporre delle distanze dall’epicentro di almeno 3 stazioni sismiche: in tal caso è sufficiente tracciare su di una carta geografica, tre circonferenze con centro nelle tre stazioni e raggio pari alla distanza epicentrale determinata per ciascuna stazione, opportunamente ridotta alla scala della carta. Il punto di intersezione delle tre circonferenze fornisce la posizione dell’epicentro.

L’INTENSITA’ E LA MAGNITUDO DI UN TERREMOTO

Gli effetti di un terremoto non dipendono solamente dall'energia liberata ma anche dalla natura del terreno, dalla quantità e tipo di edifici costruiti.

L'intensità del terremoto è perciò la valutazione degli effetti prodotti dal terremoto stesso su persone, manufatti e terreno. Viene rilevata attraverso la scala Mercalli-Càncani-Sieberg (MCS). Questa è costituita da 12 gradi dove i valori più piccoli non sono avvertiti dall'uomo, mentre il più grande porta alla distruzione di ogni opera umana. La scala non può ovviamente essere utilizzata dove non ci sono costruzioni, come ad esempio in mare aperto o in zone desertiche.

Dopo il sisma e dopo aver riportato su una rappresentazione geografica dell’area indagata i valori dell’intensità per ciascuna località, si tracciano delle linee di confine tra le zone in cui il terremoto si è manifestato con intensità diverse: si ottiene così una serie di curve, dette isosisme, la più interna delle quali racchiude l’area dell’epicentro.

La forza di un terremoto è la sua magnitudo. Fu il sismologo Richter, a proporre di misurare la magnitudo di un terremoto confrontando l’ampiezza massima delle onde registrate da un sismogramma relativo a quel terremoto ( indicata con A) con l’ampiezza massima delle onde fatte registrare da un terremoto scelto come riferimento. Come riferimento egli scelse un terremoto che produce su un sismografo standard, posto a 100 km dall’epicentro , un sismogramma con oscillazione massima di 0,001mm

A( massima per il terremoto sconosciuto : Ao ( massima per il terremoto standard)

Quello esaminato è però un caso particolare: in genere infatti un terremoto si verifica a distanza dalla stazione maggiore o minore di quei 100 km scelti per definire il terremoto di riferimento. Occorre quindi per ogni stazione costruire apposite tabelle che permettono di calcolare come varia qualunque valore dell'ampiezza massima delle onde del terremoto scelto in funzione della distanza dall'epicentro.

dato che l'ampiezza massima di un forte sisma può essere anche dieci milioni di volte maggiore di quella di un terremoto debole, per evitare numeri di magnitudo troppo grandi, Richter propose di ricorrere ai logaritmi in base dieci, per cui la magnitudo è:

M= log10 a: ao

Questa scala non ha un limite superiore, ma finora i più grandi sismi registrati non hanno superato il valore di 8,9.

Da quanto detto sopra appare chiaro che le due scale non sono direttamente confrontabili perché la magnitudo è una valutazione oggettiva dell'energia liberata dal terremoto. Per un determinato terremoto il valore della magnitudo è il medesimo in qualunque punto della Terra, mentre l'intensità si basa su una valutazione empirica basata sui danni e perciò più soggettiva e non applicabile ovunque.

GLI EFFETTI DEL TERREMOTO

Quando il terremoto si verifica sotto il fondo del mare, nelle zone costiere si possono risentire gli effetti di un

maremoto, chiamato anche tsunami, termine giapponese che vuol dire “onda di porto”.

il maremoto si manifesta come un'onda d'acqua che si muove a grande velocità sulla superficie del mare e può

percorrere spazi anche molto vasti prima di investire una costa ed esaurirsi.

Quando il movimento della faglia che provoca il terremoto fa sollevare o abbassare bruscamente un tratto del

fondo del mare, l’oscillazione di quest’ultimo provoca nella massa d’acqua sovrastante, una perturbazione,che

si manifesta sulla superficie del mare come onde molto lunghe

I TERREMOTI E L’INTERNO DELLA TERRA

L’analisi delle traiettorie delle onde sismiche hanno permesso di compiere numerosi studi e scoperte circa la

composizione e la struttura interna della terra che è composta da un nucleo,solido al suo interno e fuso nella

parte esterna, avvolto da un mantello, a sua volta avvolto da una crosta.

1) Sulla base della constatazione che le onde P perdevano velocità nell’attraversare il nucleo e che le onde S non

riuscivano nemmeno a penetrarvi, si concluse che il nucleo, almeno nella sua parte più esterna deve essere fluido.

Fu il sismologo Gutenberg a localizzare a circa 2900 km di profondità il limite tra il nucleo e il materiale che lo

avvolge ( mantello) : tale limite è la discontinuità di Gutenberg.

Viene definita discontinuità la superficie che separa due materiali nettamente diversi per le caratteristiche

fisiche che influenzano la propagazione delle onde elastiche.

2) sempre studiando le traiettorie delle onde sismiche è stato in seguito identificato il nucleo interno, solido,il cui

limite è noto come discontinuità di Lehemann

3) il materiale che avvolge il nucleo prende il nome di mantello. Esso si estende dal nucleo fin quasi alla superficie

del pianeta, senza però affiorare. Il limite tra il mantello e la crosta vera e propria prende il nome di discontinuità

di Moho.

DISTRIBUZIONE GEOGRAFICADEI TERREMOTI

Nella distribuzione geografica dei terremoti gli epicentri appaiono allineati secondo fasce ben definite:

1) lungo le dorsali oceaniche, caratterizzate da terremoti con ipocentri superficiali

2) lungo le fosse oceaniche dell’Oceano pacifico, con ipocentri da superficiali a profondi

3) lungo le catene montuose di recente formazione, come x esempio l’Himalaya, con ipocentri da superficiali a

intermedi

LA DIFESA DAI TERREMOTI

La conoscenza dei fenomeni sismici è il presupposto per la difesa dal rischio sismico. Le vie seguite per la

previsione dei sismi sono due:

- La previsione deterministica, in cui si analizzano i fenomeni precursori, cioè gli eventi che si ritiene anticipino un

terremoto ( sensibili sollevamenti di ampie aree, aumento della quantità di gas radon). Essa richiede la

sorveglianza continua di vaste aree con risultati, nonostante notevoli sforzi, non ancora sufficientemente

attendibili.

- La previsione statistica,che si basa sullo studio e l’individuazione delle zone sismiche e della frequenza con cui i

terremoti si presentano in queste aree. Strumenti basilari per la previsione statistica sono i cataloghi sismici, che

contengono dati caratteristici di tutti i terremoti di cui si né avuta notizia o di cui è disponibile una registrazione

strumentale. Essa però non può che essere a lungo termine ed è quindi di scarsa utilità per un allarme sismico.

Per molto tempo ancora tuttavia la difesa dai terremoti potrà venire solo da una costante prevenzione del rischio

sismico che tiene conto di diversi parametri:

- la pericolosità sismica, ossia la probabilità che in una certa area si risentano gli effetti di un terremoto

- la vulnerabilità, ossia la valutazione della debolezza di un territorio di fronte a un terremoto

L'azione preventiva dovrebbe perciò essere volta a individuare le zone a rischio sismico e a indicare gli interventi

necessari in tali zone per evitare o ridurre al minimo le vittime e i danni in caso di sismi ( attraverso diverse misure

che possono andare dalla costruzione di edifici con materiali antisismici, all’elaborazione di paini di intervento per

l’organizzazione dei soccorsi in caso di terremoti

LA TETTONICA DELLE PLACCHE: UN MODELLO GLOBALE

Attraverso lo studio dei terremoti, si è giunti a riconoscere che il nostro pianeta presenta una struttura a involucri

concentrici di diversa natura e spessore. Si riconoscono:

1) una sottile crosta La crosta è la parte più esterna del pianeta, un involucro rigido e sottile il cui spessore

varia dai 35 km sotto i continenti ai 60-70 sotto le catene montuose a una media di 6 km sotto i fondi oceanici.

Esistono 2 tipi di crosta:

la crosta oceanica che costituisce il pavimento degli oceani ed è interamente coperta dalle loro acque

la crosta continentale, che corrisponde ai continenti.

I due tipi di crosta sono profondamente diversi tra loro: la crosta continentale è ovunque più spessa di quella

oceanica: in media è quasi ovunque spessa 35 km, la crosta oceanica invece ha uno spessore medio di 6 km. Nella

crosta continentale compaiono rocce di ogni età, tra oggi e 4 miliardi di anni fa, mentre nessun punto dei fondi

oceanici presenta rocce più antiche di 190 milioni di anni.

Nemmeno la crosta continentale, pur con le sue rocce antichissime è una struttura presente sin dagli inizi della

storia della terra. Essa ha avuto una complessa evoluzione dominata dal processo di orogenesi grazie al quale oggi

possiamo distinguere aree cratoniche o cratoni e fasce orogeniche. Le prime sono le parti più antiche, formate

appunto da resti di catene montuose molto antiche, spianate dall'erosione e sono stabili, cioè non sono state

deformate da più di mezzo miliardo di anni. Le seconde sono quelle in cui l'orogenesi si è verificata in tempi più

recenti, il processo non si è ancora concluso e non hanno raggiunto la stabilità delle prime aree mostrando

un'intensa attività sismica e vulcanica.

La constatazione che la crosta terrestre nel suo insieme affonda più o meno nel mantello a seconda del suo

spessore, suggerisce che essa possa letteralmente galleggiare sul mantello a causa della sua minor densità media.

La tendenza della crosta a raggiungere una posizione di equilibrio attraverso il fenomeno del galleggiamento è

chiamata isostasia, un termine che indica una condizione di eguale equilibrio nei confronti della forza di gravità, di

settori della crosta terrestre posti a quote diverse.

2) uno spesso mantello roccioso il mantello si estende dalla superficie di Moho fino a circa 2900 km di

profondità dove è presente la discontinuità di Gutenberg.

Le rocce del mantello presentano nel complesso notevole rigidità ma i dati sismici hanno messo in evidenza che in

una fascia tra i 70 e i 250 km di profondità si trova l'astenosfera ( debole), una zona in cui il materiale del

mantello è parzialmente fuso. L'insieme della crosta e del mantello prende il nome di litosfera, per sottolineare il

comportamento complessivamente più rigido nei confronti della sottostante astenosfera.

E' composto da silicio, magnesio, ferro e ossigeno.

3) un nucleo la discontinuità di G. segna il passaggio al nucleo. I dati sismici hanno messo in evidenza

l'esistenza di un nucleo esterno, fluido ( fino alla superficie di Lehemann) e un nucleo solido, composto in

prevalenza da ferro puro e qualche elemento meno denso come silicio o zolfo, che rimane tale fino al centro della

terra.

L'ESPANSIONE DEI FONDI OCEANICI: LA TEORIA DELLA DERIVA DEI CONTINENTI

L'idea che le grandi strutture della terra fossero forme stabili nel tempo fu contrastata all'inizio del secolo scorso

dalla comparsa di teorie mobiliste la più completa delle quali venne introdotta nel 1915 da Wegner e prende il

nome di teoria della deriva dei continenti. Secondo

questo scienziato, circa 200 milioni di anni fa vari lembi di crosta continentale oggi separati tra loro da ampi

oceani, erano uniti in un unico continente chiamato Pangea, circondato da un unico mare chiamato Pantalassa. A

partire da quell'epoca la Pangea si sarebbe smembrata in più parti, i 5 continenti, che si sarebbero sempre più

allontanate tra loro secondo un meccanismo noto come deriva dei continenti.

Per w, infatti, le aree continentali erano zattere di sial ( silicio e alluminio) in grado di galleggiare sul sima ( silicio e

magnesio), il materiale sottostante più denso che affiorava sul fondo degli oceani. Nella teoria i grossi frammenti

di crosta immersi nel sima, sarebbero andati pian piano alla deriva vero ovest, per inerzia rispetto al movimento

di rotazione della terra verso Est. Seppur supportata da valide prove geografiche e paleontologiche, la teoria

risultava poco sostenibile circa le cause della deriva e venne di conseguenza contrastata. Solo negli anni Sessanta

del XX secolo, l'impiego di mezzi adeguati e tecniche all'avanguardia permise di scoprire che il pavimento " degli

oceani" non è stabile ma in continua evoluzione: la crosta oceanica si consuma e si rinnova incessantemente

secondo un meccanismo che viene chiamato di espansione dei fondi oceanici di Hess.

Il collegamento tra dorsali e fosse è al centro di tale teoria.

Sul fondo degli oceani si snoda un sistema di dorsali sommerse, lungo 60.000 km. Spesso paragonate a catene

montuose in realtà esse corrispondono ad un inarcamento del fondo oceanico, una specie di cicatrice che

attraversa tutti gli oceani. La cresta delle dorsali è quasi ovunque segnata da un solco longitudinale chiamato rift

valley e da faglie trasformi. Lungo le faglie che delimitano la Rift Vally risale continuamente dal mantello materiale

fuso che con il raffreddamento forma nuovi ammassi di rocce effusive che vengono coinvolte nel meccanismo:

essendosi formate lungo la rift valley, una parte di esse risulterà saldata a un fianco della dorsale, un'altra parte

all'altro fianco. La nuova massa rocciosa spinge lateralmente il materiale roccioso già presente allontanandolo

verso i lati rispettivi. Nuove faglie taglieranno queste rocce e altro magma continuerà a fluire accrescendo ed

espandendo il fondo oceanico.

Se l'interpretazioni delle dorsali oceaniche come luogo di espansione della crosta oceanica è corretta, allora deve

esistere qualche forma di consunzione di litosfera altrimenti la superficie totale dovrebbe aumentare di continuo.

Il fenomeno di subduzione della crosta oceanica avviene in corrispondenza delle fosse oceaniche, depressioni del

fondo marino lunghe migliaia di km e relativamente strette. A una certa distanza dalle dorsali oceaniche infatti, la

litosfera ormai divenuta fredda e quindi più pesante comincia ad affondare e si inflette verso il basso ( si formano

così le fosse) e si immerge nel mantello. Nella sua discesa entro zone a temperatura via via più elevata, la litosfera

si riscalda e comincia a fondere finchè non viene riassimilata.

LA TETTONICA DELLE PLACCHE

La teoria della tettonica delle placche nasce negli anni Sessanta del XX secolo. Rappresenta un modello che

descrive il nostro pianeta come un insieme di sistemi tra loro interdipendenti legati da processi chimici, fisici e

biologici attivi da milioni di anni. Questa teoria prende in esame il comportamento della litosfera che poggia

sull'astenosfera, rispetto alla quale la litosfera può muoversi.

la litosfera è intersecata per tutto il suo spessore da fasce molto attive caratterizzate da sismicità e vulcanismo: le

dorsali di espansione, le fosse di subduzione, le faglie trasformi. Nel loro insieme esse formano un'immensa rete

che si dirama su tutta la litosfera suddividendola in una ventina di maglie dette placche.

le placche possono essere formate da sola litosfera oceanica, sola litosfera continentale o da porzioni di litosfera

di entrambi i tipi.

I bordi delle placche chiamati margini vengono distinti a seconda della loro funzione in 3 tipi:

1) margini costruttivi o divergenti: sono le dorsali oceaniche, lungo le quali si costruisce nuova litosfera oceanica

che via via si allontana dalla dorsale

2) margini distruttivi o convergenti: sono le fosse di subduzione lungo le quali la litosfera divenuta fredda e densa

viene distrutta

3) margini conservativi: sono alcune faglie trasformi, lungo le quali due placche scorrono l'una affianco all'altra in

direzioni opposte o con diverse velocità con fenomeno di forte attività sismica.

In questo quadro il ruolo della litosfera continentale appare poco attivo: i blocchi continentali vengono infatti

trasportati " alla deriva" lungo la superficie terrestre dal movimento delle placche di cui fanno parte, un

movimento che è guidato dall'accrescersi e dal consumarsi della litosfera oceanica. ritorna il concetto di deriva dei

continenti ma con una differenza sostanziale: per W. I continenti galleggiavano su un involucro continuo, il sima e

si muovevano in esso come iceberg alla deriva nel mare; Oggi sappiamo invece che i blocchi di crosta continentale

sono solidali con la litosfera di cui seguono i movimenti.

Questo comportamento "passivo" può avere diverse conseguenze dando origine a fenomeni di orogenesi.

• crosta oceanica in subduzione sotto il margine di un continente: se un continente finisce per trovarsi a ridosso di

una fossa oceanica, non entra in subduzione come farebbe la litosfera oceanica. la litosfera continentale infatti ,

meno densa, non può sprofondare nel mantello ed è costretta a galleggiare. in questo caso è la crosta oceanica

della placca antistante, che forma il pavimento della fossa, a infilarsi sotto il margine continentale che viene

deformato dal grosso attrito. Dalla crosta oceanica in subduzione vengono strappati i sedimenti oceanici

incoerenti insieme a lembi di basalto che finiscono per saldarsi ai margini del continente e per formare una nuova

striscia di crosta continentale. in un ambiente così mobilizzato la crosta continentale si accresce di spessore anche

per la risalita di grandi quantità di magma e si verifica il processo di orogenesi con il sollevamento di una nuova

catena montuosa ( ANde)

• collisione continentale: i due margini continentali entrano in contatto e vengono deformati finchè si saldano

facendo aumentare lo spessore della crosta. nasce così una catena montuosa che rimane come una cicatrice

vistosa all'interno di un unico grande continente ( catena himalayana). Nel processo di subduzione l'oceano che

separa i continenti viene ridotto fino a estinguersi.

• crosta oceanica sotto crosta oceanica: nel caso in cui le due placche coinvolte sono entrambe oceaniche, i magmi

che si formano per la fusione parziale di una delle due placche in subduzione risalgono fino a traboccare sul fondo

dell'oceano, al lato della fossa abissale. Si forma una catena di vulcani sottomarini che arrivano ad emergere.

( Isole marianne)

IL CICLO DI WILSON

Fosse e dorsali non sono forme stabili: prima o poi le fosse vengono distrutte in un processo di collisione mentre

le dorsali per il mutare dei moti possono diventare inattive. Ma gli stessi mutamenti nei moti del mantello

possono creare una nuova dorsale e un nuovo oceano tramite un processo in stadi che prende il nome di ciclo di

Wilson.

1) stadio embrionale: quando grandi volumi di materiale caldo in risalita nel mantello arrivano sotto un lembo di

litosfera continentale stabile, questa si inarca e si frattura dando origine ad un embrione di dorsale.

2) se il processo di espansione continua, i due margini continentali si allontanano e le lave in risalita formano una

prima striscia di nuova crosta oceanica, mentre le acque dei mari vicini invadono la depressione che si apre. E' lo

stadio giovanile

3) La fase successiva porta allo stadio di maturità. L'oceano si è ampliato, mentre lungo i margini dei due

continenti si accumulano i detriti che vanno a formare la scarpata oceanica

L'ATMOSFERA TERRESTRE E I FENOMENI METEOROLOGICI meteorologia: scienza che studia l'atm. e i fenomeni che vi si svolgono

COMPOSIZIONE, SUDDIVISIONE E LIMITE DELL'ATMOSFERA

L'atmosfera ( atmos+ sfaira> vapore+sfera) è un involucro aeriforme che avvolge completamente il nostro

pianeta e che partecipa a tutti i suoi movimenti , trattenuto dalla fora gravitazionale della Terra e da quella

centrifuga dovuta alla rotazione terrestre. E' per noi di fondamentale importanza perchè:

• protegge il pianeta dalle radiazioni solari

• ne regola il riscaldamento

• é costituita da ossigeno, elemento indispensabile per la vita animale e vegetale

• contribuisce a modellare il rilievo terrestre attraverso processi chimici di alterazione delle rocce

• permette il continuo scambio di acqua tra il mare e le terre

L'atmosfera non è omogenea. E' costituita da:

vapore acqueo : presente in modeste quantità nello strato più basso dell'atmosfera e principale responsabile dei

fenomeni atmosferici che vi si svolgono

78,8% di azoto: inerte per la respirazione umana ma assorbito in gran quantità dalla vegetazione

20,95% di ossigeno: che oltre che essere indispensabile per la vita umana ci protegge dalle radiazioni solari grazie

alla sua composizione atomica

argon e anidride carbonica: necessari alla fotosintesi clorofilliana

pulviscolo atmosferico: polveri sottili provenienti dalla superficie terrestre o dallo spazio interstellare

Sulla base degli studi più recenti possiamo affermare che l'atmosfera è composta da una serie di strati, chiamati

sfere inframmezzate tra loro da zone di transizione chiamate pause. Possiamo così distinguere:

troposfera: si estende dalla superficie terrestre fino a 10-12 km dove è limitata dalla tropopausa. E' la parte più

bassa e densa dell'atmosfera, quella dei fenomeni meteorologici e della vita. L'aria della troposfera viene

riscaldata essenzialmente dalla sup. terrestre e per questo la temperatura della troposfera diminuisce con

l'aumentare dell'altitudine, in media di circa 0,6° ogni 100 m ( gradiente termico verticale)

stratosfera: si estende dalla tropopausa a 50-60 km dove è limitata dalla stratopausa. La composizione dell'aria

rimane pressoché simile a quella della troposfera ma si assiste ad una progressiva rarefazione degli elementi

gassosi. Il pulviscolo atmosferico e il vapore acqueo diminuiscono rapidamente e non si hanno precipitazioni. La

temperatura rimane stabile fino a circa 20 km poi prende a salire con un gradiente di 1-3° per km per la presenza

dell'ozonosfera: un'ampia fascia di ozono che assorbe gran parte delle radiazioni ultraviolette. La presenza di

ozono è massima intorno ai 50-60 km dove si raggiungono valori termici tra 0 e +10°.

mesosfera: si estende dalla stratopausa fino agli 80 km ed è delimitata dalla mesopausa. E' caratterizzata da

un'accentuata rarefazione degli elementi gassosi e da un aumento di quelli più leggeri a discapito di quelli più

pesanti. La temperatura riprende a scendere fino a raggiungere -70/-90° intorno agli 80 km.

termosfera: si estende dalla mesopausa a 400-500 km ed è delimitata dalla termopausa. Questa regione

dell'atmosfera è caratterizzata da un aumento di temperatura con l'altezza. E' anche detta ionosfera per la

presenza di ioni ( particelle dotate di cariche elettriche) prodotte da raggi x e radiazioni ultraviolette. E' nella

ionosfera che si formano le aurore boreali: quei fasci di luce colorata visibili ai poli.

esosfera: E' la parte più esterna dell'atmosfera che si estende dalla termopausa fino ai 2000-2500 km anche se

questo limite è solo convenzionale. Le temperature di questa sfera tendono a salire con l'altezza fino a

raggiungere i 2000°. Qui si raggiungono velocità cinetiche così elevate da consentire ad alcune particelle di

superare la velocità di fuga e uscire dal campo gravitazionale della Terra.

Oltre al variare con l'altitudine di circa 0,6° ogni 100 m ( gradiente termico verticale), la temperatura

dell'atmosfera dipende anche da altri fattori:

1) l'angolo che i raggi solari formano col piano dell'orizzonte: maggiore è quest'angolo più breve è il tragitto dei

raggi entro l'atmosfera e maggiore risulta la quantità di energia che giunge sull'unità di superficie

2) il diverso comportamento termico di terre e acque

3) la presenza di vegetazione che assorbendo notevoli quantità di calore attenua la quantità di energia che

giunge al suolo.

Per avere una visione completa del variare della temperatura sulla sup. terrestre, si usa segnare su una carta il

valore della temperatura di ogni stazione di misura e congiungere con linee continue tutti i puntini in cui la

temperatura è la stessa: le linee ottenute vengono chiamate isoterme

LA RADIAZIONE SOLARE E IL BILANCIO TERMICO DEL SISTEMA TERRA

Quasi tutta l'energia che la popolazione umana ha a disposizione deriva dal sole che ne produce una quantità pari

a 5,2 x 1024 kilocalorie al minuto; Di questa radiazione solare inviata nello spazio la Terra ne riceve solo una

piccolissima quantità pari a 2 calorie ogni cm2 detta costante solare. Nell'attraversare l'atmosfera questa si

riduce ulteriormente poiché il 31% viene riflessa, il 18% viene assorbita. Solo il 51% della costante ( radiazione

globale) arriva al sistema terracqueo il quale a sua volta riflette un ulteriore 4% riducendo così la radiazione

effettiva al 47%.

Nel totale il rapporto tra l'energia totale riflessa immediatamente nello spazio e quella in arrivo, ossia il potere

albedo o riflettente del sistema Terra-atmosfera è pari al 35%.

L'energia solare ci giunge sotto forma di onde elettromagnetiche. Tale energia viene assorbita dalla terra che la

converte in calore, emettendo in questo modo anch'essa energia. In sostanza siamo di fronte a un sistema terra-

Atmosfera che perde e guadagna energia: questo divario tra radiazione solare che entra e radiazione terrestre

che esce è detto bilancio termico o radioattivo.

Come detto le radiazioni solari vengono assorbite dalla terra che le riflette sotto forma di calore riscaldando

l'atmosfera. Essa si comporta come i vetri di una serra. Lascia passare senza perdite sensibili i raggi solari e cattura

le radiazioni termiche terrestri e così può mantenersi calda. Tale comportamento, dovuto principalmente alla

presenza del vapore acqueo e dell'anidride carbonica è noto sin dalla fine del XIX secolo come effetto serra.

(surriscaldamento globale del pianeta)

LA PRESSIONE ATMOSFERICA E I VENTI

La pressione atmosferica è il rapporto tra il peso dell'aria e la superficie su cui essa agisce. A livello del mare, ad

una latitudine di 45° e alla temperatura i 0° fa equilibrio ad una colonnina di mercurio alta 760 mm e con sezione

uniforme di 1cm2 . L'unità di misura utilizzata in meteorologia è il millibar ma nel sistema internazionale si misura

in Pascal.

la pressione atmosferica varia in base a diversi fattori:

1) l'altitudine: La colonna d'aria che grava su un luogo d'alta montagna ha un'altezza e quindi un peso inferiore

ad una località posta ad altezza minore. Elevandosi quindi sopra il livello del mare l'altitudine, la pressione

diminuisce.

2) la temperatura. Col riscaldamento l'aria si dilata e diventa meno densa. Il suo peso diminuisce e tende a

spostarsi verso l'alto. Al contrario col raffreddamento l'aria diventa più densa e pesante e tende a portarsi verso il

basso. Di conseguenza due masse d'aria di eguale volume e composizione ma temperatura diversa avranno

pressione diversa: minore quella calda, maggiore quella fredda

3) la quantità di vapore acqueo: un aumento di vapore acqueo fa diminuire la pressione.

Lo studio della pressione atmosferica sulla superficie terrestre si esegue segnando sulle carte geografiche le

isobare, linee che uniscono i punti di uguale pressione. Esse delimitano:

zone di alta pressione dette aree anticicloniche o anticicloni. Sono quelle nelle quali l'aria più densa e quindi più

pesante tende a spostarsi verso il basso e a divergere con moto vorticoso verso le circostanti zone di bassa

pressione

zone di bassa pressione dette aree cicloniche o cicloni. sono quelle nelle quali l'aria più calda e più leggera si

sposta verso l'alto e converge vorticosamente al centro.

Le differenze nella distribuzione orizzontale della pressione danno origine ai venti: flussi d'aria che si verificano

per ristabilire l'equilibrio barico (in base alla legge dell'equilibrio barico secondo la quale qualsiasi gas giunge

spontaneamente senza bisogno di forze esterne ad avere una pressione uguale a quella del mezzo che lo circonda)

con spostamenti dalle zone di alta pressione a zone di bassa pressione. I venti

sono tanto più veloci quanto maggiore è il gradiente barico orizzontale ossia il rapporto tra la differenza di

pressione esistente tra 2 punti e la loro distanza. A causa di un'inversione del gradiente barico, alcuni venti

possono spirare alternativamente in direzioni opposte. E' il caso delle brezze di mare e di terra che spirano dal

mare verso la terra durante il giorno e dalla terra verso il mare nelle ore notturne e dei monsoni che soffiano dal

mare verso il continente durante la stagione estiva apportando copiosissime piogge e dalla terra verso il mare

nella stagione invernale.

Nell'esaminare l'andamento generale dei venti su tutta la superficie terrestre, occorre fare una distinzione tra

quanto avviene nella bassa troposfera dove la circolazione delle masse d'aria è influenzata da oceani, mari, rilievi

e quanto si verifica nell'altra troposfera dove le influenze del genere sono totalmente assenti. I lineamenti

essenziali della circolazione nella bassa troposfera si possono individuare in 3 sistemi di venti che prendono

origine daa differenti zone di pressione:

1) gli alisei che soffino da NE nell'emisfero boreale e da SE nell'emisfero australe. Spirano dalle alte pressioni

subtropicali e si dirigono verso le zone di bassa pressione equatoriale.

2) venti occidentali che soffiano da O in entrambi gli emisferi e soffiano da zone di alta pressione subtropicale

verso le zone di bassa pressione subpolare

3) i venti polari, che soffiano dalle alte pressioni polari e si dirigono verso le basse pressioni subpolari.

Per quanto riguarda la circolazione ad alta quota, moderne ricerche hanno invece accertato che sopra i 3000-5000

metri nella quasi totalità degli emisferi soffiano con velocità crescenti a medie e alte latitudini correnti occidentali

( correnti a getto). Le due larghe fasce di queste correnti sono separate da venti orientali che rappresentano il

riflesso ad alta quota degli alisei.

L'UMIDITA' DELL'ARIA E LE PRECIPITAZIONI

L'umidità assoluta è la quantità di vapore acqueo contenuta in un'unità di volume di acqua in un dato momento e

in un determinato punto dell'atmosfera.

Essa varia con:

• la temperatura e quindi con la latitudine, diminuendo dalle regioni equatoriali a quelle polari

• il procedere verso l'interno dei continenti

• l'altitudine, decrescendo all'aumentare di quest'ultima.

L'umidità relativa è il rapporto tra la Quantità di vapore acqueo effettivamente presente in un dato volume di aria

e la massima quantità che lo stesso volume potrebbe contenere alla medesima temperatura.

Quando l'aria è satura di vapore acqueo, ogni eventuale eccesso di vapore deve essere eliminato. Ciò avviene

tramite la condensazione, ossia attraverso il passaggio dallo stato aeriforme a quello liquido o tramite la

sublimazione, cioè con diretto passaggio allo stato solido.

La manifestazione più immediata del processo di condensazione consiste nella formazione di goccioline liquide

che rimangono sospese nell'aria e formano nebbie e nubi o nuvole. Le nebbie si originano in prossimità del suolo

quando l'aria umida si trova a contatto con superfici fredde; le seconde si formano ad altezze più elevate da

qualche centinaio di metri al limite della troposfera. Quando le goccioline o le particelle di ghiaccio raggiungono

dimensioni tali da non poter più essere sostenute dall'aria allora hanno origine le precipitazioni.

La distribuzione delle precipitazioni sulla superficie terrestre viene rappresentata sulla carta geografica dalle

isoiete, linee che congiungono tutti i punti che ricevono la stessa quantità media di precipitazioni in un anno ed è

estremamente disuguale.

Nello studio delle precipitazioni occorre tenere conto della loro ripartizione mensile e stagionale e cioè del loro

regime pluviometrico variabile da luogo a luogo della terra.

E' possibile distinguere diversi regimi:

equatoriale: con precipitazioni distribuite durante l'anno

subequatoriale: con 2 stagioni umide alternate a 2 secche

tropicale: con un solo periodo piovoso soltiziale ed un periodo asciutto

monsonico: con l'alternanza di una stagione piovosa che corrisponde al semestre estivo e un asciutta invernale

mediterraneo: con estati asciutte e inverni piovosi

marittimo: con piogge in tutte le stagioni e concentrazioni invernali

continentale: con piogge in tutte le stagioni e concentrazioni estive

polare: Con scarse precipitazioni per lo più solide e concentrate in estate e autunno

IL TEMPO ATMOSFERICO

il tempo atmosferico è l'insieme delle condizioni fisiche che caratterizzano l'atmosfera in un dato momento e in

un determinato luogo. E' regolato da cicloni temporanei e anticicloni temporanei ( diversi da quelli permanenti

che determinano condizioni stabili) che producono le cosiddette perturbazioni.

Tra le più importanti:

1) cicloni tropicali: sono i più violenti fenomeni meteorologici che si verificano sulla terra, capaci di apportare in

breve tempo più danni di qualsiasi altra forza naturale, eccetto i terremoti. Hanno origine in prossimità

dell'equatore e si spostano da est a ovest. Si sviluppano solo sul mare e si estinguono rapidamente al loro

ingresso in terraferma. Le regioni più colpite sono l'oceano Pacifico occidentale con Cina e Giappone e l'Atlantico

settentrionale

2) cicloni extratropicali: interessano le medie latitudini e sono dovuti all'incontro a bassa quota di masse di aria

calda tropicale con masse di aria fredda polare. Ad essi è legato l'andamento generale del tempo nelle nostre

regioni.

la conoscenza del comportamento dei cicloni tropicali ed extratropicali > previsione del tempo

IL CLIMA E LA BIOSFERA

Gli elementi del tempo e del clima sono gli stessi: temperatura, pressione, venti, umidità e precipitazioni. Ma

mentre il tempo risulta dalla combinazione momentanea in un dato luogo e in un dato momento di tutti questi

fattori, il clima è costituito dal loro andamento medio nel corso dell'anno. Il clima può quindi essere definito

come l'insieme delle varietà quotidiane del tempo atmosferico.

La climatologia è la scienza che studia i climi, la loro distribuzione nello spazio e le loro caratteristiche. Lo

studio dei climi risulta essere fondamentale per lo studio di flora e fauna che grazie a determinate condizioni

ambientali si sviluppano o meno. In ogni luogo della terra le varie specie animali e vegetali non vivono in maniera

indipendente ma hanno tra loro relazioni di diversi tipi: esse formano cioè una comunità che prende il nome di

biocenosi. Gli organismi di tale comunità convivono e interagiscono in un determinato contesto fisico detto

biotopo. Il biotopo e la biocenosi ad esso associata formano un ecosistema in cui le due componenti si

influenzano e si modellano reciprocamente. Un insieme di ecosistemi possono dar

vita a grandi ambienti relativamente unitari detti biomi ( complesso delle comunità di animali e vegetali che

caratterizzano una determinata area geografica).

Il clima è infatti uno dei maggiori responsabili della formazione del suolo, la parte più sottile e superficiale della

crosta terrestre. La Pedologia è la scienza che ne studia la diffusione e la composizione. La

prima caratteristica che si nota in un suolo è il suo colore che fornisce informazioni circa la sua composizione e la

sua genesi: una colorazione che va dal bianco al bruno al nero indica una spiccata presenza di humus ( formato

dalla decomposizione del materiale organico presente nel suolo), cui è strettamente legata la vegetazione.

La formazione del suolo , ossia la pedogenesi dipende da vari fattori pedogenici:

• la natura della roccia madre: la composizione del suolo dipende in buona parte dalla natura della roccia madre; ma il clima

è responsabile della disgregazione e dell'alterazione delle rocce e quindi dell'esistenza di regolite, un manto di materiale

incoerente ed eterogeneo che deriva dall'azione fisica e chimica degli agenti atmosferici.

• il rilievo: lo sviluppo del suolo procede in maniera diversa sui versanti ripidi piuttosto che in pianura

• il tempo durante il quale si svolgono i processi pedogenetici

• gli esseri viventi che vivono sul o nel suolo

• clima

Gli elementi climatici più coinvolti nei processi pedogenetici sono:

• le precipitazioni: l'acqua discioglie una parte dei sali minerali contenuti nel suolo dando origine a composti

assimilabili da piante e animali. Un eccesso di piogge può però asportare tali minerali durante lo scorrimento,

impoverendo il suolo stesso. Le precipitazioni sono quel fattore che da vita agli orizzonti, alcuni livelli che

presentano colorazione e composizione chimica differente. La differenziazione tra orizzonti avviene ad opera

delle acque di precipitazione che penetrando nel terreno prendono in carico le sostanze solubili dalla parte più

superficiale portandole in basso ( eluviazione) e poi le depositano nella parte sottostante ( illuviazione)

temperatura: le alte temperature favoriscono l'attività chimica che si riduce col freddo e scompare quando

l'acqua del suolo è gelata.

vento: asporta la parte superficiale del suolo soprattutto delle zone dove è poca la copertura vegetale

PROBLEMI DI CLASSIFICAZIONE DEI CLIMI

Una delle classificazioni più complete sui climi è quella effettuata da Koppen.

Il primo schema proposto, individuava 11 tipi climatici principali ognuno dei quali veniva indicato col nome della

pianta o dell'animale più caratteristico di quelle particolari condizioni climatico-ambientali.

Lo stesso autore però pervenne successivamente ad una classificazione che, pur tenendo conto delle diverse

formazioni vegetali presenti in ogni tipo di clima, prendeva in considerazione i valori reali della temperatura e

delle precipitazioni e su questi distingueva vari tipi climatici.

I 5 grandi gruppi climatici di questa classificazione sono:

1)climi megatermici umidi

2)climi aridi

3)climi mesotermici

4)climi microtermici

5)climi nivali

Ciascuno di questi gruppi prende due o più tipi climatici, quali corrispondono altrettanti biomi.

1) CLIMI MEGATERMICI UMIDI: sono climi caratteristici della calda fascia compresa tra i due tropici, nella quale le

temperature medie non scendono mai sotto i 15° e con precipitazioni abbondanti intorno ai 2000-2500 mm

annui. In questo gruppo si distinguono tre tipi climatici diversi non per quantità totale di precipitazioni annue ma

per regime pluviometrico.

clima equatoriale o pluviale corrispondente al bioma della foresta equatoriale o pluviale. Questo clima presenta

temperature medie elevate sui 25-30° che si mantengono invariate per tutto l'anno, precipitazioni ben distribuite

in tutto il periodo dell'anni che si attestano in genere sui 2000 mm. La carta dei climi dimostra come esso non sia

distribuito uniformemente lungo l'Equatore, ma risulti notevolmente spostato a causa dell'influenza di diversi

fattori quali le correnti. E' il clima della costa orientale del Brasile, dell'Africa occidentale, del Messico

meridionale

clima della savana corrispondente al bioma omonimo. Le temperature sono sempre elevate con una media

annua superiore a 20°. Le precipitazioni sono abbondanti ma presentano una differenziazione stagionale, con due

periodi di massima intensità in corrispondenza del passaggio del sole allo zenit e periodi di siccità pari anche a 3

mesi

clima monsonico corrispondente alla giungla. Caratteristico dell'Asia meridionale, è considerato come una

differenziazione dei climi precedenti determinata dalla presenza e dall'azione dei monsoni. L ripartizione delle

precipitazioni nel corso dell'anno è particolare: un periodo di intense piogge corrispondente al semestre estivo

durante lo spirare del monsone dal mare verso la terra, e un semestre arido quando soffia il monsone di terra

( ottobre-maggio).

2)CLIMI ARIDI: sono caratterizzati da scarse precipitazioni e temperature che nel mese più freddo non scendono

sotto i 26° nei deserti caldi, ma raggiungono i – 30° nei deserti freddi. La scarsità delle precipitazioni è legata alla

presenza di anticicloni permanenti o alla posizione sottovento determinata dalla presenza di importanti rilievi

montuosi.

Anche in questo gruppo di climi si possono riconoscere due tipi climatici:

clima predesertico con temperature del mese più freddo comprese tra i 2 e i 22° e nel mese caldo tra i 22° e i 34°.

E' caratterizzato dalla scarsità delle precipitazioni e dalla lunghezza del periodo asciutto. La vegetazione è aperta,

in prevalenza ad arbusti e cespugli: gli alberi non si sviluppano facilmente in queste condizioni pluviometriche.

Clima desertico, caratterizzato da fori escursioni termiche giornaliere o annue e da precipitazioni molto scarse

che possono addirittura mancar per lunghissimi periodi. I deserti caldi sono contraddistinti da forti escursioni

giornaliere e da elevate temperature che favoriscono l'evaporazione. Nei deserti freddi, predominano le

escursioni termiche annue determinate dalla continentalità delle zone e dalla notevole distanza dal mare.

3)CLIMI MESOTERMICI: sono i climi temperati tipici delle medie latitudini, con precipitazioni moderate ed inverni

non troppo rigidi. Le temperature medie del mese più freddo variano dai 2 ai 15°. La quantità e il regime

pluviometrico sono variabili da zona a zona, ma quasi sempre tali da assicurare una copertura vegetale pressoché

continua. Proprio in funzione del regime pluviometrico troviamo 3 tipi climatici:

clima sinico, può essere considerato come una varietà del clima monsonico, di cui rappresenta la continuazione

fuori dai tropici. E' caratterizzato da un inverno secco, con piogge che sono tutte concentrate nei periodi estivi, in

corrispondenza dello spirare del monsone di mare ( Asia orientale: Giappone, Cina)

clima mediterraneo,caratterizzato da estati secche e calde per la presenza dell'anticiclone delle Azzorre e gli

inverni tiepidi e umidi con precipitazioni legate alle depressioni cicloniche. Il bioma corrispondente è quello della

macchia mediterranea.

Clima temperato fresco, con piogge frequenti in tutte le stagioni nelle aree costiere ( sottotipo oceanico) o

concentrate prevalentemente in una stagione nelle parti più interne dei continenti( sottotipo continentale). Gli

inverni sono miti e le estati sono fresche quindi non si registrano orti escursioni termiche. E' il clima caratteristico

dell'Europa occidentale e centro-orientale e degli stati uniti occidentali.

4) CLIMI MICROTERMICI: questi climi e i relativi biomi sono diffusi soprattutto nell'emisfero boreale. In queste

zone prevalgono periodi freddi più o meno prolungati con temperature che vanno da una media di 10° nel mese

più caldo a 2 ° nel mese più freddo. Le precipitazioni si verificano di preferenza in estate e non sono molto

abbondanti. Frequente è invece la caduta di neve. Queste condizioni pluviometriche sono legate essenzialmente

alla persistenza invernale dell'anticlone siberiano sul blocco euro-asiatico e dell'anticiclone canadese sul Nord

America. In questo gruppo si distinguono 2 tipi climatici:

clima freddo a estate calda con bioma corrispondente alla foresta decidua e alla steppa-prateria,

clima freddo a inverno prolungato con bioma corrispondente alla foresta di conifere

5) CLIMI NIVALI:sono localizzati oltre i circoli polari. La temperatura media del mese più caldo è sempre inferiore

a 10° e scende sotto lo zero nelle zone polari. Le precipitazioni sono scarse e l'umidità assoluta dell'aria è minima.

tre sono i tipi climatici di questo gruppo:

clima della taigao subpolare, si trova ai margini de circolo polare artico essenzialmente in Islanda, lungo la fascia

costiera della Groenlandia e nel Canada polare.

clima del gelo perenne o polare, interessa le zone coperte quasi per intero e perennemente dai ghiacci, come la

parte interna della Groenlandia e il continente antartico

clima di alta montagna, con caratteristiche termiche e pluviometriche analoghe al precedente, ma causate non

dalla latitudine ma dalle quote elevate. ( Hymalaya)

Il clima atmosferico è mutevole nello spazio e nel tempo. Le oscillazioni del clima in epoca postglaciale sono

oggetto di studio della Paleoclimatologia. Mediante essa è stato appurato che dalla preistoria ai tempi attuali si

sono alternati momenti più caldi e altri più freddi riuscendo a dividere la storia climatica più recente, quella

dell'olocene ( inizio del periodo postglaciale) in 4 fasi.

1) optimum climatico post glaciale ( 8300-2000 a.c.): segna il passaggio tra l'ultima epoca glaciale e l'epoca più

calda successiva all'8300. Tale passaggio non fu brusco ma molto graduale, contrassegnato da un costante

aumento delle temperature medie annue, un progressivo scioglimento dei ghiacciai e un innalzamento del livello

del mare.

2) oscillazioni climatiche che si susseguono fino alla fine dell'età romana nel 400 d.c.

3) Optimum climatico medievale: ( 800-1200 d.c) dopo un ulteriore raffreddamento del clima tra 400 e 800 d.c.,

si verificò un graduale e costante aumento della temperatura

4) piccola età glaciale che si estende tra 1590 e 1850

la seconda metà del XIX secolo segna invece l'inizio di una nuova fase climatica che si è protratta fino alla metà del

XX secolo segnata da un progressivo aumento delle temperature. E' questa la prima fase climatica rilevata

direttamente, mediante strumenti in grado di registrare i valori di temperatura, pressione, precipitazioni.

A partire dal 1950 il clima della Terra ha subito numerose oscillazioni contrastanti, anche se globalmente è stata

registrata la tendenza verso un certo riscaldamento. Accanto a questo più recente aumento della temperatura si

è assistito anche ad una progressiva accentuazione dell'inquinamento atmosferico. Le variazioni climatiche

possono essere ricondotte a cause naturali ma anche e soprattutto all'intervento dell'uomo. Le attività umane

possono indurre cambiamenti sul clima di 2 tipi:

modificazioni volontarie, che mirano a produrre fenomeni meteorologici come le piogge artificiali o ad impedire il

loro verificarsi come la lotta contro la grandine

modificazioni involontarie, prodotte da comportamenti quali il disboscamento indiscriminato, la deviazione dei

grandi corsi d'acqua. Tali interventi possono mutare in sfavorevoli le condizioni climatiche di certe zone turbando

l'equilibrio ecologico fra comunità di viventi e spazio geografico. Rientra in questo campo lo scottante problema

dell'inquinamento atmosferico: l'aumento della concentrazione di anidride carbonica, l'arricchimento di polveri

nell'aria, le esplosioni nucleari, influiscono sullo stato di temperatura della troposfera e possono quindi produrre

cambiamenti climatici su scala globale. Rientra tra questi il rischio di rapido riscaldamento atmosferico globale:

l'incremento dell'anidride carbonica nell'aria provocato in larga parte dalla combustione di carbone fossile e

idrocarburi, favorisce l'effetto serra.

Nonostante questi dati e le relative previsioni a breve termine sul riscaldamento globale, alla conferenza

mondiale su ambiente e sviluppo dell'ONU che si è tenuta a Rio nel 1992 nessun accordo definitivo è stato preso

per la riduzione delle emissioni di CO2 e per la limitazione dei disboscamenti. Un timido passo è stato compiuto

solo nel 1997 con il Protocollo di Kyoto. Esso, in vigore dal 2012 prevede che i paesi industrializzati riducano le

proprie emissione di gas serra in percentuali variabili a seconda di considerazioni storiche e politiche che si

applicano a ciascun paese. Per l'Italia l'obiettivo è la riduzione del 6,5% delle emissioni rispetto i livelli del 1990. A

dieci anni di distanza però, i risultati ottenuti dall'attuazione del protocollo sono piuttosto limitati.

L'AMBIENTE MARINO

L'insieme delle acque presenti sul nostro pianeta costituiscono l'idrosfera marina.

Questa massa unitaria è articolata in parti di diversa grandezza: gli oceani e i mari.

Gli oceani, sono bacini principali di maggiori dimensioni e hanno fondali movimentati da rilievi imponenti. I mari,

invece sono bacini secondari e spesso giacciono su un fondo di tipo continentale.

Il fondo del mare presenta caratteri variabili da luogo a luogo ma è tuttavia possibile definire alcuni caratteri

comuni riscontrabili sia nei 3 grandi oceani che nei mari ad essi dipendenti.

Le informazioni più importanti riguardanti le caratteristiche del fondo marino ci vengono fornite dalla curva

ipsografica della superficie terrestre, una linea ondulata inserita in un sistema di coordinate cartesiane che mette

in evidenza l'estensione delle terre emerse e quella dei fondali marini alle varie quote. Nell'asse delle ascisse sono

riportati i valori delle aree tanto in valori assoluti che in percentuale rispetto al totale della superficie terrestre; in

ordinata sono riportate le altezze dei rilievi e l profondità, partendo dalla vetta più elevata ( l'Everest) a sinistra e

arrivando alla massima depressione abissale finora conosciuta ( fossa delle Marianne). Da questa curva

deduciamo che:

• la profondità media del mare si attesta intorno ai 3800m

• le terre emerse hanno il loro più grande sviluppo ad altezze inferiori ai 1000 metri, mentre le zone elevate sono

complessivamente poco estese

• i fondi marini hanno in massima parte profondità comprese tra 2000 e 6000 m sotto il livello del mare

• partendo dalla riva e procedendo al largo, non si passa subito alle grandi profondità.

Attorno alle terre emerse vi è un a piattaforma continentale a debole pendenza ( 2%) e con modesta profondità

( 200 m). Dal margine della piattaforma

si estende una zona più ripida detta scarpata continentale, solcata da canyon, che giunge in media a 2000m di

profondità. La scarpata occupa circa il 9% del fondo marino.

Il bordo inferiore della scarpata è segnato da un rialzo continentale, che segna il passaggio al dominio oceanico

vero e proprio. Oltre la scarpata si estendono i fondi oceanici, sino a profondità di 6000m. Essi occupano un'area

pari a circa l'83% dell'intera superficie sottomarina. La parte rimanente , l'1% è occupata

dalle fosse che comprendono depressioni di oltre 6000m. Esse non si trovano nelle zone centrali degli oceani ma

vicino al margine dei rilievi, sia emersi che sottomarini.

Oltre che dalle dorsali oceaniche, i fondali oceanici sono movimentati da altre forme particolari:

1) canyon ( valle ripida), attribuibili all'azione di ammassi di sedimenti costieri ( argille, sabbie, ghiaie) che situati

su pendii troppo ripidi per rimanere in quiete sono discesi lungo la linea di massima pendenza e a causa della loro

grande forza di abrasione, hanno inciso ampi solchi sulla scarpata continentale.

2) edifici vulcanici, spesso con altezze di 4000-5000 metri, sia sommersi che emergenti con le loro cime ( Canarie,

Azzorre). Sugli orli dei vulcani estinti e posti a debole profondità, i coralli possono impiantare le loro colonie. Si

formano così gli atolli, in genere di forma circolare o a staffa di cavallo.

I sedimenti dei fondali marini hanno caratteristiche che variano procedendo dalla costa verso il mare aperto.

Nella piattaforma continentale troviamo:

nella zona litorale contigua alla costa, materiale grossolano immesso in mare soprattutto dai fiumi.

nella zona sublitorale, prevalgono i silt e le argille, materiali più leggeri che vengono portati in sospensione dal

moto ondoso verso questa parte più lontana della costa.

In corrispondenza della scarpata e del rialzo continentali, nella zona batiale, abbondano alternanze di sabbie, silt

e argille, con fanghi che mostrano spesso un caratteristico colore dal grigio-verde all'azzurro

Sui ripiani oceanici , estesi in tutti e 3 gli oceani troviamo:

Intorno ai 3000 metri fanghi a globigerine ( minuscoli gusci calcarei). Essi non si trovano a profondità più elevate

perchè i gusci calcarei di questi esserini che vivono presso la superficie, dopo la morte dell'individuo scendono

lentamente e quando giungono oltre i 3000 m iniziano a sciogliersi.

Intorno ai 4000 m si trovano fanghi silicei

Nelle vaste piane abissali, tra i 4000 e i 5000 metri, vi sono enormi estensioni di rocce basaltiche coperti da deboli

spessori di fanghi finissimi detti fanghi abissali. Essi si formano con estrema lentezza e sono formati da materiali

argillosi.

LE CARATTERISTICHE CHIMICHE DELLE ACQUE E LA VITA NEL MARE ( SALINITA')

Le numerose analisi eseguite in moltissime parti degli oceani e dei mari, ci dicono che essa contiene:

• alcuni sali in notevole quantità, che sono denominati costituenti principali

• altri sali in quantità modesta , che sono denominati costituenti minori

• un gran numero di elementi in tracce, cioè a bassissima concentrazione.

Tra le caratteristiche principali delle acque possiamo annoverare la salinità: la salinità complessiva delle acque

oceaniche, comprese quelle dei mari, si aggira sui 35 grammi per litro. Vi sono tuttavia mari caldi e quindi soggetti

a forte evaporazione, che hanno percentuali di salinità più elevate ( Mar Rosso), così come mari più freddi con

percentuali molto inferiori ( Golfo di Finlandia). La salinità quindi varia da zona a zona ma nonostante ciò i

rapporti tra i costituenti principali rimangono costanti. A differenza dei

costituenti principali, quelli secondari, presentano spesso proporzioni variabili nello spazio e nel tempo, soggetti

come sono all'influenza dei fenomeni biologici. Sono elementi come l'azoto, il fosforo e il silicio che pur non

avendo nessun peso determinante nella salinità delle acque, sono indispensabili per la vita e vengono perciò

definiti nutrienti. Un tempo si riteneva

che tutti i sali del mare provenissero dai fiumi, ma oggi si ritiene che una buona parte delle sostanze disciolte

nell'acqua derivi dalla condensazione degli elementi gassosi contenuti nell'atmosfera. Il loro contenuto è

maggiore nell'acqua fredda e poco salata, mentre un'acqua calda e salata contiene meno gas.

LE CARATTERISTICHE FISICHE DELLE ACQUE E LA VITA NEL MARE

Tra le caratteristiche fisiche delle acque marine, in stretto rapporto con quelle chimiche ( essenzialmente con la

salinità), si registrano:

la densità: l'acqua marina a salinità media congela ad una temperatura di -2° perchè essa è più densa dell'acqua

dolce. La densità aumenta:

- con l'aumentare della salinità e corrispondentemente si abbassa il punto di congelamento

- con la pressione, ossia con la profondità delle acque

la temperatura: la temperatura dell'acqua di mare in superficie, pur variando con le stagioni e con la latitudine, è

più costante rispetto a quella che si osserva sulle terre emerse. Da ciò deriva la funzione mitigatrice del mare sul

clima. In profondità invece la temperatura può

presentare valori sensibilmente diversi da zona a zona: sul fondo dell'Oceano atlantico si misurano 2-3° mentre

sul fondo del mediterraneo a parità di latitudine se ne registrano 13°.

Negli oceani, nei mari caldi o temperati, la temperatura di profondità non è mai peraltro molto alta perchè le

correnti fredde provenienti dalle aree polari, scorrono rasenti al fondo verso l'Equatore e rimescolano le acque;

ne risulta una temperatura media non di molto superiore allo 0°. La temperatura media di tutta la

massa oceanica del globo è stata stimata in 3,8°. Alle

basse temperature delle acque profonde si giunge attraverso gradienti che variano a seconda di numerosi fattori.

L'andamento dei valori della temperatura ossia il profilo termico verticale delle zone calde e temperate rivela che

fino a profondità comprese tra i 150 e i 200 m si hanno scarse variazioni poichè il rimescolamento operato dal

vento e dalle onde rende le acque termicamente abbastanza omogenee. A profondità maggiori esiste uno strato

caratterizzato da un forte gradiente verticale della temperatura detto termoclino, che ha uno spessore compreso

tra gli 800 e 1000m. All'aumentare della latitudine la profondità del termoclino aumenta fino a mancare del tutto

alle alte latitudini perchè le acque superficiali scarsamente riscaldate hanno già una temperatura bassa che si

mantiene costante e inalterata anche in profondità.

L'ECOSISTEMA MARINO

Le proprietà chimiche e fisiche elencate precedentemente hanno importanza fondamentale per la vita nel mare.

L'enorme quantità degli esseri viventi nelle acque marine costituisce una comunità di organismi interdipendenti e

in stretti rapporti con il loro intorno fisico: l'insieme di queste 2 componenti forma un immenso ecosistema:

l'ecosistema marino.

Esso comprende:

il Benthos, insieme di organismi che vivono a contatto con il fondale marino

il necton, formato dagli organismi dotati di movimento proprio

il plancton, formato da organismi miscroscopici che vivono in balia delle acque e che da esse si lasciano

trasportare

L'ecosistema marino è minacciato sempre più dall'inquinamento delle acque, non meno grave di quello dell'aria.

Esso è definito come " L'immissione da parte dell'uomo nel mezzo marino, direttamente o indirettamente di

sostanze o energie che provocano effetti deleteri, quali danni alle risorse biologiche, pericolo per la salute

dell'uomo, ostacoli alle attività marine ( come la pesca), riduzione della qualità dell'acqua dal punto di vista della

sua utilizzazione, riduzione della possibilità di offerte nel settore del tempo libero".

L'uomo ha da sempre considerato il mare come uno " scarico naturale" ma per millenni ciò non ha comportato

danni gravi: fino ad un centinaio di anni fa i fiumi trasportavano i residui strappati dai bacini e assieme

immettevano in mare le sostanze contenute nelle acque residuali urbane. Tali sostanze non erano però troppo

abbondanti: giunti al mare, i derivati della demolizione venivano rapidamente riutilizzati come nutrienti ed i

batteri non riuscivano a sopravvivere a causa della salinità e della temperatura. Le industrie erano ancora poco

sviluppate e i loro prodotti relativamente poco dannosi. La situazione è profondamente mutata nel XX secolo: la

popolazione mondiale è triplicata e si è andata concentrando nelle aree urbane più vicine alla costa, quindi gli

scarichi organici di produzione umana si sono accresciuti. Le industrie inoltre si sono estese e hanno ampliato la

gamma dei loro prodotti, sostanze chimiche artificiali incorruttibili come ad esempio il mercurio.

( inquinamento organico, chimico, acustico, termico)

I MOVIMENTI DEL MARE

I principali movimenti del mare sono:

le onde, che presentano comportamenti irregolari

le maree, che consistono in oscillazioni periodiche dell'intera massa marina

le correnti, che fanno capo alla grande circolazione oceanica globale e sono costanti.

Il moto ondoso è dovuto principalmente allo spirare del vento. Due sono infatti i principali tipi di onda:

onda forzata: generate dal vento che colpisce le particelle superficiali dell'acqua e le mette in movimento

onda libera: Il movimento delle onde forzate non si smorza rapidamente nell'istante in cui il vento smette di

spirare ma si va attenuando lentamente

In un'onda è possibile distinguere vari elementi:

cresta e ventre, ossia la parte più superficiale e la parte più depressa dell'onda

altezza, ossia la linea verticale che congiunge la cresta al ventre

lunghezza, la distanza orizzontale tra due creste o due ventri

Molto importanti sono anche i seguenti parametri:

velocità di propagazione, cioè lo spazio percorso dalla cresta in una data unità di tempo

periodo, ossia l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi di una cresta nello stesso punto

Il comportamento e le caratteristiche del moto ondoso variano a seconda del vento e a seconda che tale

movimento si verifichi in mare aperto o in zone costiere.

Nelle zone di mare aperto, dove non si risente della presenza del fondale, si hanno onde di oscillazione. In

queste onde le particelle d'acqua compiono soli movimenti circolari e quindi non si hanno spostamenti orizzontali,

cioè non vi è trasporto d'acqua.

Avvicinandosi alla costa, le particelle d'acqua risentono la presenza del fondale e le orbite circolari di superficie a

mano a mano che si passa agli strati inferiori si trasformano in orbite ellittiche che vanno ad appiattirsi sempre più

fino ad arrivare a scorrere parallelamente al fondale. In tal modo, le particelle in movimento esercitano sul fondo

una frizione che provoca una perdita di energia dell'onda e questa diventa meno veloce: la sua parte inferiore

risulta più lenta e ritardata rispetto a quella superiore. Sono queste le onde di traslazione, che consistono in un

vero e proprio movimento orizzontale e quindi in un effettivo trasporto d'acqua. In prossimità della costa l'onda si

rovescerà in avanti precipitando sotto forma di frangente di spiaggia. Il flutto di ritorno che quasi sempre si

muove sotto l'onda in arrivo prende il nome di risacca.

Quando le onde marine battono contro un ostacolo si riflettono. Il fenomeno della riflessione è particolarmente

importante in acque alte. L'onda riflessa infatti può conservare buona parte dell'energia che aveva in arrivo e si

compone con l'onda incidente per dar luogo ad un'onda stazionaria che consiste in un'oscillazione verticale del

livello marino a breve distanza dall'ostacolo ( navi ancorate al molo).

In acque basse è invece possibile osservare il fenomeno di rifrazione, legato all'andamento del fondale che fa

risentire i suoi effetti sulle onde. Questa influenza produce un più marcato spostamento orizzontale dell'acqua e

fa incurvare le onde finendo per renderle quasi parallele alla costa.

LE MAREE

A differenza del moto ondoso che si manifesta in maniera irregolare ed imprevedibile, il fenomeno delle maree

presenta i caratteri di un movimento periodico ed è pertanto prevedibile.

Le maree consistono in oscillazioni ritmiche, con innalzamenti (flussi) e abbassamenti ( riflussi) del livello

marino, provocati dall'azione gravitazionale della Luna e del Sole sulle masse d'acqua che ricoprono la terra.

Pur avendo il sole una massa maggiore di quella della Luna, questa si trova molto più vicina alla Terra. L'attrazione

esercitata dalla Luna è molto superiore ( poco più del doppio) a quella esercitata dal Sole, per cui la periodicità

delle maree è essenzialmente legata ai movimenti lunari. Ma non è questa la sola causa del fenomeno. Infatti se

così fosse, si dovrebbe avere ogni giorno in ogni punto un solo flusso e un solo reflusso, poichè la luna culmina

una sola volta su ogni meridiano. Invece quando in un punto si ha l'alta marea, essa si presenta anche al suo

antipodo. Ciò è dovuto al fatto che, oltre all'attrazione lunare, nel fenomeno interviene anche la forza centrifuga

dovuta al moto di rivoluzione del sistema Terra-Luna.

Il "ritmo delle maree" deriva quindi dalle variazioni delle posizioni della Terra, della Luna e del Sole:

• Quando terra, sole e luna sono allineati ( Luna piena o luna nuova) le due forze attrattive si sommano e

l'ampiezza di marea raggiunge i valori massimi ( maree vive)

• quando le congiungenti Sole-terra e terra-Luna formano un angolo retto ( Luna al primo o all'ultimo quarto), gli

effetti attrattivi dei due corpi sulle acque si annullano e le oscillazioni di marea sono minori ( maree morte)

In genere si possono osservare due flussi e due reflussi ogni 24 ore e 50 minuti ( giorno lunare).

La fase corrispondente al massimo sollevamento è detta alta marea, mentre la fase corrispondente al massimo

abbassamento è detta bassa marea; La differenza tra queste due è l'ampiezza della marea. Le ampiezze delle

maree mutano durante il mese al variare delle posizioni reciproche di Terra, Sole e Luna. A seconda della zona

della terra in cui ci si trova, in un giorno lunare possono verificarsi:

• due flussi e due riflussi di uguale ampiezza ( maree semidiurne)

• due flussi e due riflussi di ampiezza diversa ( maree miste)

• un solo flusso e un solo riflusso ( maree diurne)

LE CORRENTI

Le correnti consistono in spostamenti orizzontali di masse d'acqua e possono essere paragonate a immensi fiumi

che scorrono nel mare secondo una direzione quasi costantee con una velocità propria, distinguendosi dalle

acque circostanti per temperatura, salinità e a volte anche colore. Sono dovute

principalmente alla differenza di densità e temperatura delle acque marine ( tendenza delle acque a stabilire il

loro equilibrio idrostatico)e allo spirare dei venti.

A seconda che la loro temperatura sia maggiore o minore di quella delle acque circostanti, le correnti superficiali

sono distinte in

correnti calde, che si spostano dalle zone equatoriali ai poli

correnti fredde, che chiudono il ciclo muovendosi dalle alte latitudini verso l'Equatore.

Le correnti marine superficiali influenzano il clima delle aree costiere. Le correnti calde favoriscono l'evaporazione

e sono apportatrici di umidità; quelle fredde determinano condizioni di aridità.

La circolazione è simmetrica nei due emisferi: dall'equatore si muovono due correnti calde, equatoriale nord e

sud, le quali incontrando le coste dei continenti si flettono verso le latitudini superiori lambendole e cedendo loro

man mano grandi quantità di calore che ne influenza benevolmente il clima. Le loro acque progressivamente si

mescolano alle masse fredde e per compensazione ritornano verso l'equatore (correnti di ritorno), lambendo

altre coste continentali ed influenzandone il clima con abbassamento della temperatura media.

Lo spostamento delle correnti superficiali è influenzato dalla morfologia dei bacini (Mentre nell'Oceano Pacifico,

che ha una forma regolare, la circolazione si sviluppa secondo due circuiti ben distinti, nell'Oceano Atlantico, per

la sua forma più allungata abbiamo una circolazione irregolare, in particolare nell'emisfero settentrionale, con

lunghi rami che spingono verso le zone polari) ed è soggetto alla forza di Coriolis ( rotazione terrestre): perciò

esse tendono a formare dei circuiti chiusi e distinti non solo nei singoli oceani ma anche nei due emisferi:

nell'emisfero boreale la circolazione si svolge in senso orario, nell'emisfero australe si attua in senso antiorario.

Le correnti profonde sono costituite da acque fredde che scorrono rasenti al fondo delle alte latitudini verso

l'Equatore.

GHIACCIAI E LE ACQUE CONTINENTALI ( criosfera> insieme delle acque allo stato solido) Se l'idrosfera marina comprende oceani e mari, l'idrosfera continentale comprende i ghiacciai, le nevi, l'acqua sotterranea, i laghi e i corsi d'acqua. Essa rappresenta solo il 4% delle risorse idriche globali del nostro pianeta ma seppur in porzione relativamente piccola, la sua importanza è vitale: si tratta di acque dolci, essenziali per la sopravvivenza di tutti gli organismi che popolano le terre emerse. L'acqua presente sulla superficie terrestre si sposta ciclicamente tra i principali serbatoi naturali: l'oceano globale ( oceani e mari), l'atmosfera e le terre emerse. L'insieme dei processi che consentono all'acqua di lasciare l'oceano, immettersi nell'atmosfera, pervenire alle terre emerse per poi ritornare negli oceani, prende il nome di ciclo dell'acqua o ciclo idrogeologico. Questa continua circolazione si realizza attraverso continue variazioni dello stato fisico dell'acqua ed è costantemente alimentata dall'energia del sole. Il riscaldamento solare dell'acqua di oceani e mari provoca l'evaporazione di una porzione dell'acqua superficiale che trasformatasi in vapore entra nell'atmosfera e viene trasportata dai venti. Se una massa d'aria già satura riceve alto vapore acqueo ha luogo la condensazione mediante la quale viene eliminato il vapore in eccesso. Possono così verificarsi le precipitazioni con le quali l'acqua raggiunge in parte i continenti e in parte ritorna agli oceani e ai mari. Dell'acqua di precipitazione: • • una porzione penetra nel suolo per infiltrazione e in buona parte va ad alimentare le falde idriche. Quest'acqua resta per un periodo più o meno lungo nel sottosuolo dove dà origine a un deflusso profondo finché riaffiora nelle sorgenti, nei letti fluviali, nei bassi fondali marini.

• • una porzione alimenta il deflusso superficiale che attraverso i fiumi convoglia le acque verso gli oceani e i mari

• • una porzione torna all'atmosfera per evaporazione

• • una porzione è assorbita dalle piante e da queste restituita all'atmosfera per traspirazione A questi 2 ultimi processi si da il nome di evapotraspirazione. La stima delle acque in "entrata" e di quelle in "uscita" forma il cosiddetto bilancio idrologico. Può essere calcolato dall'equazione: P= D+ET+I dove: • • P rappresenta l'entità delle precipitazioni

• • D il deflusso superficiale

• • ET l'evapotraspirazione

• • I l'infiltrazione. Questa semplice equazione fornisce indicazioni significative se si riferisce a un periodo di parecchi anni: essa esprime cioè una stima che media situazioni variabili di anno in anno. Il bilancio idrogeologico varia in funzione delle condizioni climatiche e quindi assume valori differenti nelle diverse zone del nostro pianeta. E' comunque uno strumento importante poiché ci consente di valutare la quantità di acqua dolce disponibile per la vita vegetale e animale al fine di razionalizzarne l'utilizzo.

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