L’ACQUA SULLA TERRA
L’ACQUA SULLA TERRA: l’idrosfera
L'idrosfera, in geografia fisica, rappresenta tutte le
acque presenti nel sottosuolo o nella superficie di
un pianeta.
Essa può trovarsi:
Nella litosfera, sulla superficie della Terra e
all'interno di rocce;
Nella biosfera, componendo parte di creature della
flora e della fauna;
Nell'atmosfera, come nubi e vapore acqueo;
E naturalmente in laghi, fiumi, mari, oceani e
ghiacciai.
L’ idrosfera terrestre
L'idrosfera del pianeta Terra si basa sul ciclo dell’
acqua, che passano continuamente dallo stato
liquido, a quello gassoso e, in alcuni casi, allo stato
solido. La gran parte di queste acque è raccolta
negli oceani, che ne permettono il continuo riciclo.
Sul nostro pianeta si trovano 1,4 miliardi di
chilometri cubi di acqua. Il 97% si trova nel mare, il
3% nei ghiacciai e nelle calotte polari lo 0,2 %.
L’acqua disponibile per l'uomo cioè acqua dolce,
che si trova nei laghi, nei fiumi e nelle acque
sotterranee (falde acquifere).
Il Ciclo dell'Acqua
La prima parte detta anche fase atmosferica
cioè(evaporazione → formazione delle nubi → venti) è
alimentata dall’energia solare: circa ¼ di tutta l’energia
proveniente dal Sole è utilizzata per l’evaporazione e
viene accumulata nelle nuvole come energia potenziale.
Nella seconda parte detta anche fase terrestre:
(precipitazioni → deflusso dell’acqua) interviene la forza
di gravità che provoca la ricaduta dell’acqua sul suolo e il
movimento delle acque in superficie e in profondità: in
questo modo l’energia accumulata nell’acqua delle nuvole
si trasforma in energia cinetica. L'acqua che cade sul
suolo ritorna al mare con le falde acquifere e con i corsi
d'acqua.
Non c'è un inizio o una fine nel ciclo idrologico: le molecole d'acqua si
muovono in continuazione tra differenti compartimenti, o riserve,
dell'idrosfera terrestre mediante processi fisici. L'acqua evapora dagli oceani,
forma le nuvole dalle quali l'acqua torna alla terra. Non è detto, tuttavia, che
l'acqua segua il ciclo nell'ordine: prima di raggiungere gli oceani l'acqua può
evaporare, condensare, precipitare e scorrere molte volte.
L'infiltrazione è la transizione dall'acqua dalla superficie alle acque
sotterranee. L'aliquota di infiltrazione dipende dalla permeabilità del suolo o
della roccia e da altri fattori. Le acque sotterranee tendono a muoversi molto
lentamente, così l'acqua può ritornare alla superficie dopo l'accumulo in un
acquifero in un lasso di tempo che può arrivare al migliaio di anni in alcuni
casi. L'acqua ritorna alla superficie ad altezza inferiore a quella del punto di
infiltrazione, sotto l'azione della forza di gravità e delle pressioni da essa
indotta.
Lo scorrimento include tutti i modi in cui l'acqua superficiale si muove in
pendenza verso il mare. L'acqua che scorre nei torrenti e nei fiumi può
stazionare nei laghi per un certo tempo. Non tutta l'acqua ritorna al mare per
scorrimento; gran parte evapora prima di raggiungere il mare o un acquifero.
Il flusso sotterraneo include il movimento dell'acqua all'interno della terra sia
nelle zone insature che negli acquiferi. Dopo l'infiltrazione l'acqua superficiale
può ritornare alla superficie o scaricarsi in mare.
Cambiamenti di stato
Facendo variare la temperatura o la pressione,
la materia può passare da uno stato di
aggregazione ad un altro, con un processo
durante il quale le molecole modificano la loro
distanza.
Ciclo dell’acqua: evaporazione
L’evaporazione avviene a qualsiasi temperatura ma
diventa più probabile se la temperatura aumenta.
Le molecole evaporate da un liquido e vicine alla
superficie limite del liquido, possono essere catturate.
Se il contenitore del liquido è chiuso, si raggiunge una
situazione di equilibrio: il numero di molecole che
tornano nel liquido è pari al numero di quelle che lo
lasciano nello stesso intervallo di tempo.
Ma se il contenitore del liquido non è chiuso, il liquido
può evaporare completamente prima che sia raggiunto
l’equilibrio con il vapore.
Ciclo dell’acqua: liquefazione
Il passaggio di stato da aerifome a liquido viene detto
liquefazione quando si tratta di un gas e condensazione
quando si tratta di un vapore. Liquefazione e
condensazione possono avvenire per abbassamento della
temperatura della sostanza aeriforme.
Durante tutto il processo, ovvero fino a che tutto
l'aeriforme non si è trasformato in liquido, la temperatura
rimane costante. Il calore ceduto all'ambiente durante la
liquefazione o la condensazione (da una massa unitaria di
sostanza) è detto calore latente di liquefazione o di
condensazione, ed è pari al calore latente di
vaporizzazione (immagazzinato nella sostanza nel
processo di vaporizzazione).
Ciclo dell’acqua: il bilancio idrico
globale
La massa totale d'acqua del ciclo rimane essenzialmente
costante, così come l'ammontare d'acqua in ciascuna
riserva, quindi, in media, la quantità d'acqua che lascia
una riserva è pari a quella che ritorna ad essa. La
differenza tra precipitazione ed evaporazione sul pianeta,
pari a 36.103 km³/anno, dà luogo al deflusso superficiale
delle acque, il che riequilibra il bilancio di massa.Poiché
evaporazione e precipitazione costituiscono un flusso di
505·103km³/anno e il volume d'acqua totale è di 15,5103
km³, ne consegue che il contenuto d'acqua nell'atmosfera
viene rinnovato circa 30 volte l'anno; in altri termini, il
tempo medio di residenza dell'acqua nell'atmosfera è di
circa 12 giorni.
Cambiamenti nel ciclo dell’acqua
rispetto al secolo scorso
Durante il secolo scorso il ciclo dell'acqua è
diventato più intenso ,con l'incremento dei tassi di
evaporazione e precipitazione. Ciò è quanto gli
scienziati si aspettano a causa del riscaldamento
globale, dato che le temperature più alte
aumentano il tasso dell'evaporazione.La ritirata dei
ghiacciai è anch'essa un esempio del cambiamento
in atto, dato che l'apporto d'acqua ai ghiacciai non è
sufficiente a compensare la perdita per
scioglimento e sublimazione. A partire dal 1850,
anno in cui terminò la piccola era glaciale iniziata
nel XIV secolo, il ritiro dei ghiacci è stato notevole.
COMPORTAMENTO ANOMALO
DELL’ACQUA SOTTO 4 oC
L’acqua diminuisce di volume se riscaldata fra
0oC e 4 oC, mentre si comporta normalmente
sopra 4oC.
Densità dell’acqua è massima a 4 oC.
L’acqua di laghi e fiumi solidifica prima in
superficie e il ghiaccio (meno denso dell’acqua)
resta in superficie: l’acqua in profondità resta a
4oC.
Le Acque Marine
La salinità è il peso in grammi dei sali disciolti in 1 L
di acqua; essa si esprime in g/l o in parti per mille
(‰) ed è in media di 35 g/l. La presenza di sali
disciolti fa si che l’acqua abbia un punto di
solidificazione inferiore a quello dell’acqua pura,
che è 0 °C: l’acqua di mare solidifica a circa –1,9 °C e
questo è importante per la vita nel mare. La
temperatura delle acque superficiali dipende dalla
latitudine e dalla stagione: all’Equatore si mantiene
costante tutto l’anno intorno ai 27 °C.
LA MOLECOLA DELL’ACQUA
L'acqua è un composto chimico di formula
molecolare H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono
legati all'atomo di ossigeno con legame covalente.
Essendo l'acqua un ottimo solvente, le acque
naturali contengono disciolte moltissime altre
sostanze, ed è per questo motivo che con il termine
"acqua" si intende comunemente sia il composto
chimico puro di formula H2O, sia la miscela (liquida)
formata dallo stesso, con altre sostanze disciolte al
suo interno. L'acqua in natura è tra i principali
costituenti degli ecosistemi ed è alla base di tutte le
forme di vita conosciute, uomo compreso; ad essa è
dovuta anche la stessa origine della vita sul nostro
pianeta ed è inoltre indispensabile anche nell'uso
civile, agricolo e industriale; l'uomo ne ha inoltre
riconosciuto sin da tempi antichissimi la sua
importanza, identificandola come uno dei principali
elementi costitutivi dell'universo, attribuendole un
profondo valore simbolico, riscontrabile nelle
principali religioni.L’acqua inoltre è l’unico elemento
terrestre che è presente in tutti e tre gli stadi: solido,
liquido e gassoso.
LA MOLECOLA DELL’ACQUA
L'acqua è un composto chimico di formula
molecolare H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono
legati all'atomo di ossigeno con legame covalente.
Essendo l'acqua un ottimo solvente, le acque
naturali contengono disciolte moltissime altre
sostanze, ed è per questo motivo che con il termine
"acqua" si intende comunemente sia il composto
chimico puro di formula H2O, sia la miscela (liquida)
formata dallo stesso, con altre sostanze disciolte al
suo interno. L'acqua in natura è tra i principali
costituenti degli ecosistemi ed è alla base di tutte le
forme di vita conosciute, uomo compreso; ad essa è
dovuta anche la stessa origine della vita sul nostro
pianeta ed è inoltre indispensabile anche nell'uso
civile, agricolo e industriale; l'uomo ne ha inoltre
riconosciuto sin da tempi antichissimi la sua
importanza, identificandola come uno dei principali
elementi costitutivi dell'universo, attribuendole un
profondo valore simbolico, riscontrabile nelle
principali religioni. L’acqua inoltre è l’unico elemento
terrestre che è presente in tutti e tre gli stadi: solido,
liquido e gassoso.