Diapositiva 1

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SCIENZE INTEGRATE LEZIONE N.7
LIDROSFERA La sfera dellACQUA
slide 36
I Istituto Tecnico Industriale
Prof. Fabrizio CARMIGNANI fabcar_at_hotmail.it www.fa
briziocarmignani.com IISS Mattei Rosignano S.
(LI)
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• IDROSFERA

• L'IDROSFERA, in geografia fisica, rappresenta
  tutte le acque, dolci e salate, presenti nel
  sottosuolo
  o sulla superficie del nostro pianeta
• Una parte dellIdrosfera è la CRIOSFERA che
  rappresenta lacqua allo stato solido (ghiacciai
  polari e delle montagne)
• L'acqua dellidrosfera può trovarsi in vari
  ambienti del nostro pianeta e cioè nelle altre 3
  sfere
• LITOSFERA sulla superficie della Terra, nel
  sottosuolo e all'interno di rocce
• BIOSFERA come componente essenziale del corpo
  degli organismi viventi
• ATMOSFERA come nubi e vapore acqueo

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Distribuzione dellACQUA sulla LITOSFERA
L'IDROSFERA è composta da 1.455 miliardi di km3
di acqua, ripartita in acque
oceaniche, ghiacciai, falde sotterranee, laghi,
fiumi, e vapore acqueo
LACQUA copre circa i ¾ della superficie
terrestre in forma di oceani, mari, fiumi, laghi
e calotte polari
La gran parte dellIDROSFERA, circa il 94, è
raccolta negli OCEANI, che ne permettono il
continuo riciclo
Acqua disponibile per l'uomo cioè acqua dolce,
che si trova nei laghi, nei fiumi e nelle acque
sotterranee (falde acquifere)
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(No Transcript)
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DISPONIBILITA di ACQUA POTABILE (anno 2000)
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Suddivisione IDROSFERA (quantità in km3)

• Se totale acqua disponibile sulla terra
  cisterna da 100 litri
• acqua dolce totale
• fiasco da 3 litri
• acqua dolce disponibile bottiglia 0,6 litri
• acqua dolce utilizzabile dall'uomo
• mezzo cucchiaio 3 ml

1.455.000.000 km3 ???
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SCHEMA del CICLO dellACQUA
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• L'acqua in natura non è mai pura
• bensì contiene al suo interno moltissime
  particelle
• (grazie alla sua capacità di solvente)
• la maggior parte delle quali microscopiche
• Le sostanze contenute nellacqua si possono
  suddividere in base alla loro dimensione
• MATERIALI SOSPESI gt 0,1 µm
• argilla, silice, calcare, idrossido ferrico,
  alghe, grassi, microrganismi, detriti vegetali
• MATERIALI DISPERSI (colloidali) 0,1 0,001 µm
  
• silice colloidale, acidi umici
• SOSTANZE DISCIOLTE lt 10 Å
• gas (O2, N2, CO2, NH3, H2S, SO2, ossidi di azoto)
  
• anioni (HCO3- )
• Cationi (Ca2, Mg2)

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Classificazione delle ACQUE NATURALI

• A seconda della loro provenienza si classificano
  in
• ACQUE METEORICHE
• PIOGGIA
• NEVE
• GRANDINE
• RUGIADA
• BRINA
• ACQUE SOTTERRANEE
• FALDE PROFONDE
• FALDE FREATICHE
• ACQUE SUPERFICIALI
• MARI
• FIUMI
• LAGHI
• SORGENTI

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1. ACQUE METEORICHE
Le acque meteoriche contengono gas normalmente
presenti nell'atmosfera (principalmente N2 , O2 e
CO2), quelli localmente presenti per via di
attività industriali o
di centri abitati
(SO2 , SO3 , ossidi di azoto, CO) e quelli
che provengono dalla decomposizione di sostanze
organiche naturali H2S (acido solfidrico)

NH3 (ammoniaca) L'acqua meteorica può reagire
con tali sostanze. Un esempio è dato dal
fenomeno della PIOGGIA
ACIDA SO3 (anidride solforica) H2O ? H2SO4
(acido solforico)
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2. ACQUE SOTTERRANEE
Le acque sotterranee, alimentate
dall'infiltrazione delle acque meteoriche, da cui
il terreno filtra le sostanze in sospensione,
sono acque minerali A volte le acque sotterranee
fuoriescono spontaneamente diventando acque
sorgive (notevolmente pregiate per l'uso potabile
grazie alla mancanza di organismi patogeni, ma
spesso la qualità viene minacciata da erbicidi e
pesticidi, che sono estremamente dannosi per la
salute). Le acque sotterranee, ossidando le
sostanze organiche presenti nel suolo, si
arricchiscono di anidride carbonica, facilitando
la dissoluzione di rocce calcaree secondo la
reazione CaCO3 insolubile CO2 H2O ?
Ca(HCO3)2 solubile
CARBONATO di CALCIO
BICARBONATO di CALCIO
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• Se la concentrazione della CO2 è elevata, la
  quantità di roccia dissolta è notevole e si
  possono formare delle grotte Tale fenomeno in
  Italia è chiamato CARSISMO
  (dalla regione del Carso, dove questo fenomeno
  è frequente)
• La reazione chimica anzidetta può avvenire in
  entrambe le direzioni (da sinistra
  verso destra o da destra verso sinistra)
• dalla reazione inversa alla precedente si ha
  quindi la formazione
  di
• STALATTITI
• 2. STALAGMITI

CARSISMO
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3. ACQUE SUPERFICIALI

• Le acque superficiali hanno composizione
  estremamente variabile a seconda delle condizioni
  climatiche ed ambientali.
• Si possono classificare in
• ACQUE DOLCI (SALINITA CIRCA 1)
• FIUMI
• LAGHI
• CANALI
• SORGENTI
• ACQUE SALATE (SALINITA CIRCA 3,5)
• MARI
• OCEANI

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il MARE

• I componenti del MARE sono tutti gli elementi
  naturali (in molto diverse
  rispetto alle rocce della litosfera)
• SALI INORGANICI in forma ionica
  Na (più
  abbondante) Cl-,Mg, Ca K, Br- SO4- -, BO3- -
  HCO3-
• GAS
• O2 7/8 cm3/litro nei mari freddi e circa 4
  cm3/litro in quelli caldi
• CO2
• SOSTANZE ORGANICHE

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la COMPOSIZIONE CHIMICA

• La composizione chimica è complessa e variabile
  per
• apporto delle acque continentali
• scambi e interazione tra superficie mari e
  atmosfera
• processi chimico -fisici tra ioni (sostanze) in
  soluzione e minerali dei sedimenti marini e in
  sospensione
• processi biochimici ( fotosintesi e metabolismo
  degli organismi marini)
• apporto di scarichi di acqua e materiali attività
  umane.

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la SALINITA

• La salinità rappresenta il residuo secco, cioè
  quello che rimane dopo l'evaporazione dell'acqua
  marina
• Il valore medio della SALINITA è circa
  35 g/litro (equivalente a 3,5 o 35 )
• Nei mari polari (regioni fredde) 32-33 g/litro
• Nei mari caldi 36-37 g/litro 
• Nei bacini (mari) interni variazioni più ampie
  per scarsa comunicazione con oceani
• I principali SALI presenti sono cloruro di sodio
  (NaCl), cloruro di magnesio (MgCl2), solfati,
  carbonati, bromuri e borati

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La distribuzione della salinità
Mar MEDITERRANEO
ZONE EQUATORIALI
ZONE TROPICALI
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SALINITÀ media estiva degli oceani (fonte NASA)
valori espressi in
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Esempio caratteristico GOLFO di BOTNIA
Il golfo di BOTNIA ,nel Mar Baltico ,ha una
salinità molto bassa che in superficie è di circa
7,5 (7,5 g di sale/litro )
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(No Transcript)
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Il Golfo di Botnia è il settore settentrionale
del mar Baltico, compreso tra la costa orientale
della Svezia e la costa occidentale della
Finlandia Si estende per 725 km e ha una
larghezza compresa fra gli 80 e i 240 km, la
profondità media è di 60 m e la massima è 295
m. Riceve le acque di molti fiumi, che riducono
notevolmente la salinità tanto che nel suo
estremo settentrionale vi si trovano pesci
d'acqua dolce. L'ecosistema di acqua salmastra è
simile a quello degli estuari dei fiumi. A causa
della ridotta salinità il golfo ghiaccia più
rapidamente, ed è il primo tratto del Mar Baltico
a ghiacciare nei mesi invernali. Le isole Åland,
che costituiscono una regione autonoma della
Finlandia, sono considerate il confine naturale
tra il Baltico vero e proprio e il golfo di Botnia
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il pH
Lacidità delle sostanze liquide è misurata con
la scala del pH che va da 0 (massima acidità) a
14 (minima acidità e massima basicità) pH 7
neutralità

• Per esempio il pH del mar Mediterraneo
  (e di tutti i mari interni delle medie
  latitudini) e quello delle acque superficiali, è
  compreso tra 7,95 e 8,13 (leggermente basico)
  per la presenza di carbonati

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• LA SCALA del pH

0
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la LUCE

• La luce penetra nellacqua del mare con intensità
  inversamente proporzionale alla profondità
• Dipende anche dalla quantità di materiale sospeso
  e dallangolo di incidenza del raggio luminoso
• Esempio
• a 10 m di profondità arriva circa 1/10 della
  luce che arriva sulla superficie del mare
• Lacqua marina funziona da filtro selettivo nei
  confronti delle varie radiazioni luminose ed in
  profondità penetra soprattutto luce azzurra e
  violetta
• a 50 m di profondità ? solo luce artificiale fa
  distinguere i colori
• La fotosintesi può avvenire solo in zone
  superficiali, al max circa 200 m di profondità,
  dove si trovano solo alghe rosse

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La DENSITÀ (m/V)

• Rappresenta la massa (quantità di materia) in un
  determinato volume.
• La DENSITA dellacqua marina è circa 1,008 -
  1,030 g/cm3 
• Dipende dalla salinità, temperatura e pressione
  (la quale a sua volta dipende dalla profondità 1
  atm ogni 10 m di profondità )
• In genere la SALINITA è  

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PROFONDITÀ
TEMPERATURA
SALINITÀ
DENSITÀ
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La TEMPERATURA dellacqua
B) TEMPERATURA profondità
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L'IDRODINAMISMO
Un altro fattore che unitamente alla temperatura è determinante per la vita in mare, è il rimescolamento continuo delle acque Questo fenomeno è equivalente, come funzione e importanza, al nostro apparato circolatorio ed è chiamato idrodinamismo I movimenti delle acque permettono il rimescolamento dell'ossigeno, delle sostanze nutritive, facilitano la riproduzione, la distribuzione delle larve, la colonizzazione del fondo, la comunicazione intra ed inter-specie viventi..
Si possono constatare 3 tipi di movimenti del mare   ONDE   MAREE CORRENTI
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1. le ONDE

• Sono movimenti delle molecole dacqua dovuti al
  vento che preme sulla superficie marina
  determinando dei CAVI e delle CRESTE donda
• Le molecole compiono moti circolari e trasmettono
  energia a quelle sottostanti ? oscillazioni?
  trasporto di energia ma non di materia
• Il movimento si trasmette fino a una profondità
  di 1/2 ? (lunghezza donda)
• Presso la costa, il moto si appiattisce e
  interferisce con il fondale
• Si determina un ritardo tra la superficie e il
  fondale ?frangente

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Le ONDE modellano la costa
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In prossimità della costa, a causa dei bassi
fondali, la lunghezza donda si modifica e le
onde cedono la loro energia alla costa
(rifrazione donda) La massima quantità di
energia ceduta alla costa si verifica in
corrispondenza delle sporgenze
A seconda del tipo di costa possiamo avere
diverse conseguenze
COSTA SABBIOSA erosione della spiaggia
Tipi di COSTA
COSTA ROCCIOSA la compressione dellaria da
parte dellacqua negli interstizi delle rocce
agisce come un esplosivo determinando lo
sbriciolamento della roccia stessa
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2. le MAREE

• Sono dei sollevamento di masse dacqua attirate
  da corpi celesti (Luna e Sole, ma
  soprattutto LUNA, la quale anche se molto più
  piccola è vicinissima alla Terra)
• Si verificano 2 volte al giorno su ogni punto
  allineato con la Luna e ai suoi antipodi (più
  lontani dal centro di gravità del sistema
  Terra-Luna)
• se Luna e Sole sono allineati MAREA SIGIZIALE
• se Sole e Luna distanti 90 MAREA di QUADRATURA
• Ampiezza media nel Mar Mediterraneo circa 50 cm
  circa
• Ampiezza media nelloceano Atlantico oltre 1
  metro

LOCALITÀ Baia di Fundy (Nuova Scozia Canada) Foce del Rio Gallegos (Argentina) Baia di Frobisher (Canada) Foce del Fiume Severn (Gran Bretagna) Baia del Mont-Saint-Michel (Francia) Foce del Fiume Fitzroy (Australia) Saint-Malo (Francia) Bhaunagar (India) Foce del Rio Colorado (Messico) AMPIEZZA 20.0 m 18.0 m17,4 m16,3 m14,7 m14,0 m 13,3 m12,4 m 12,3 m
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3. le CORRENTI
TIPI di CORRENTI in base al loro processo
formativo
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TIPI di CORRENTI

• Vi sono vari tipi di correnti marine,
  classificate in base a diversi aspetti
• processo formativo (vedi slide precedente)
• correnti di gradiente
• correnti di deriva
• correnti termoaline
• distanza dal fondale
• correnti di superficie
• correnti di profondità media
• correnti di profondità abissali
• temperatura media interna
• calde correnti superficiali che vanno
  dall'equatore ai poli
• fredde correnti superficiali che vanno dai poli
  all'equatore
• tipo di flusso
• orizzontali correnti che si spostano
  parallelamente alla superficie
• verticali correnti che si spostano
  perpendicolarmente alla superficie.

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Principali CORRENTI degli OCEANI
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FINE della LEZIONE N. 7
LIDROSFERA

• Grazie per lattenzione!
• 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_at_hotmail.it www.fa
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