Appunti di geografia generale sulla pressione atmosferica

Materie:Appunti
Categoria:Geografia

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Testo

L’AMBIENTE DELL’UOMO
LA PRESSIONE ATMOSFERICA.
La PRESSIONE ATMOSFERICA è il peso dell’aria esercitato sulla superficie della terra.
Questo peso è stato calcolato tenendo presente:
- il livello del mare
- a 45° di latitudine
- avendo una colonnina di mercurio alta 760 mm
- su una sezione pari a 1 cm².
È stata calcolata pari a 1033 g. = 1013 millibar, che è la misura adottata convenzionalmente.
1 millibar = 1 ettoPascal, che è un altro sistema di misurazione per indicare la pressione atmosferica, ma che ancora non è adottata a livello convenzionale, ma frequentemente in uso.
Lo strumento che misura la pressione atmosferica è il BAROMETRO, prima al mercurio ora aneroide (basato sulle variazioni di una capsula di metallo vuota all’interno, che a seconda delle variazioni di pressione si dilata o si comprime), che risale a un’invenzione del Torricelli del 1643.
La pressione atmosferica varia in base:
➢ all’ALTITUDINE: più ci si alza dal livello del mare, più la pressione atmosferica diminuisce, xkè diminuisce il peso dell’aria esercitato sulla superficie terrestre;ma anche perché l’aria diventa sempre più rarefatta.
➢ alla TEMPERATURA, in quanto a seconda delle variazioni di temperatura l’aria si riscalda o si raffredda. Se l’aria si riscalda essa si espande, divenendo meno densa e quindi esercitando una pressione atmosferica minore, tende a innalzarsi; se invece si raffredda, l’aria si comprime, divenendo più densa, tende a portarsi agli strati più bassi, aumentando la pressione atmosferica esercitata sulla superficie;
➢ alla QUANTITA’ di VAPORE ACQUEO: maggiore è la quantità di vapore acqueo, minore è la pressione atmosferica esercitata, perché il vapore acqueo ha un peso specifico inferiore alla massa d’aria più secca, in un rapporto 3:5, con 3 che si riferisce al vapore acqueo e 5 che si riferisce all’aria secca.
A causa di questi fattori si determinano delle zone di ALTA e BASSA PRESSIONE.
Nelle FASCE EQUATORIALI, le temperature sono più elevate, con un’aria più calda e quindi più leggera, determinando zone di bassa pressione;
Nelle FASCE POLARI, le temperature sono più basse, con un’aria che ha una densità maggiore in quanto più secca. Questo determina zone di alta pressione.
Queste differenze di pressione atmosferica e di temperature determinano un cambiamento di clima temporaneo, dovuto allo spostamento dell’aria dalla zona di alta pressione (aria più fredda) alle zone di bassa pressione (aria più calda). Questo determina la presenza di:
• AREE CICLONICHE , determinato dallo spostamento di masse d’aria calda dalla periferia verso il centro. Sono aree in cui l’aria è più calda.
• AREE ANTICICLONICHE, determinate dallo spostamento di masse d’aria fredda dal centro verso la periferia. Sono aree in cui l’aria è più fredda.
Lo spostamento di masse d’aria da zone anticicloniche a zone cicloniche determina la formazione di VENTI.
I VENTI.
Quando in due masse d’aria poste alla stessa quota si producono differenze di pressione, si genera uno spostamento orizzontale di aria dalla zona di alta pressione alla zona di bassa pressione, che viene denominataVENTO.
Nel momento in cui parliamo di venti, dobbiamo tener conto:
- della DIREZIONE, intesa come direzione di provenienza del vento, che si misura attraverso le banderuole
- della VELOCITA’, misurata in metri\secondo, oppure in km\ore. La velocità può essere misurata in nodi, che hanno come riferimento il miglio marino = 1085 m. la velocità è calcolata attraverso l’ANEMOMETRO, cioè un mulinello la cui velocità di rotazione è pari a quella del vento.
nel parlare di velocità, ci riferiamo alla SCALA BEAUFORT, che ha un valore minimo pari a 0 in cui vi è assenza di vento (detto vento di calma), e uno massimo di 12, pari a un uragano.
Si possono avere
- venti locali (le brezze);
- venti periodici (i monsoni)
- venti costanti (gli alisei).
I VENTI LOCALI
Lo spostamento di queste masse d’aria determina, su piccole superfici, la presenza di VENTI LOCALI, quali sono:
- la BREZZA DI MARE e la BREZZA DI TERRA, che si verificano nelle zone limitrofe al mare,
- la BREZZA DI MONTE e la BREZZA DI VALLE, che si verificano nelle zone collinari e montuose.
• BREZZA DI MARE E DI TERRA.
Il mare è un termoregolatore, cioè si riscalda e si raffredda lentamente, a differenza della terra che invece si riscalda e si raffredda rapidamente, a seconda delle radiazioni solari. Ricordiamo che sulla terra si raggiunge la temperatura maggiore quando il sole è allo zenit ( cioè quando non si proietta ombra, in quanto le radiazioni sono perpendicolari alla superficie terrestre) e per le due ore successive.
• BREZZA DI MARE.
Durante il giorno, la terra si riscalda più velocemente, creando un’area ciclonica.
Il mare, a una certa distanza dalla costa, si riscalda invece più lentamente, formando un’area anticiclonica.
Lo spostamento di masse d’aria dall’area anticiclonica del mare ( più fredda) a quello ciclonica della terra (più calda), provoca la Brezza di mare, che si verifica prevalentemente a partire dalle 11.00 a.m., orario in cui la differenza di temperatura tra mare e terra è notevole.
• BREZZA DI TERRA.
Durante la notte, la terra si raffredda rapidamente, creando un’area anticiclonica. Il mare invece si raffredda molto più lentamente, determinando un’area ciclonica.
Lo spostamento di masse d’aria dall’area anticiclonica della terra a quella ciclonica del mare, crea la Brezza di terra.
• BREZZA DI MONTE E DI VALLE.
Durante il giorno l’irraggiamento solare è maggiore sulla vetta del monte rispetto a quello della valle. Questo determina un’area ciclonica sul monte, in cui la temperatura è più elevata, mentre un’area anticiclonica sulla valle, in quanto la temperatura è più bassa.
Lo spostamento di masse d’aria dall’area anticiclonica della valle a quella ciclonica del monte, crea la Brezza di valle.
Durante la notte la il fenomeno si inverte. La vetta del monte si raffredda rapidamente, determinando un’ area anticiclonica, mentre la temperatura in valle è maggiore, determinando una area ciclonica.
Lo spostamento delle masse d’aria va dalla zona anticiclonica del monte a quella ciclonica della valle, determinando la Brezza di monte.
I VENTI PERIODICI.
Un esempio di venti periodici sono i monsoni.
Questi venti in estate spirano da SUD-OVEST verso le aree interne. In questo caso sono venti molto umidi e caldi, portatori di piogge. Risultano quindi molto importanti per l’economia delle zone interessate, quali per esempio l’Asia centromeridionale, che grazie alle abbondanti piogge apportate da questi venti vede garantita un’ottima produzione di riso.
Nel periodo invernale invece questi venti spirano da NORD EST verso il mare. Questi sono venti freddi e secchi.
I VENTI COSTANTI.
Venti costanti sono gli Alisei, che si spostano dall’equatore verso i tropici.
Se invece si spostano dai tropici verso l’equatore sono detti controalisei.
Nel loro spostamento questi venti seguono la LEGGE DI FERREL, basata sulla FORZA DI CORIOLIS.
Tale legge sostiene che un corpo in movimento lasciato libero di cadere, a causa del movimento di rotazione della Terra, si sposterà:
- Da destra verso sinistra nell’emisfero australe;
- Da sinistra verso destra nell’emisfero boreale.
Anche i venti, come qualsiasi corpo sulla terra sottostà alle leggi di Ferrel.
Accadrà allora che gli alisei che a Nord dell’equatore ( emisfero boreale), si muoveranno da destra verso sinistra ( da ovest verso est), mentre quelli che si muovono a sud dell’equatore (emisfero australe), si sposteranno da sinistra verso destra ( quindi da ovest verso est).

LA CIRCOLAZIONE DEI VENTI.
Abbiamo visto che i venti sono grandi masse d’aria che si spostano seguendo la legge di Ferrel, in base alla forza di Coriolis e che sono dovuti alla differenza di temperatura tra aree cicloniche e aree anticicloniche.
Nella BASSA TROPOSFERA, sino a un’altezza massima di 5000 metri, il movimento delle masse d’aria si caratterizza di 3 sistemi principali di venti a nord e sud dell’equatore, che si muovono in rapporto alla distribuzione dei centri di alta e bassa pressione. Le masse d’aria, ricordiamo che si muovono dalle zone di alta alle zone di bassa pressione:
I. Lungo le FASCE EQUATORIALI, spirano gli Alisei, che sono orientati verso la cosiddetta zona di convergenza intertropicale. L’orientamento degli alisei varia in base alla forza di Coriolis.
Questa zona in cui convergono gli alisei dell’emisfero boreale e quelli dell’emisfero australe, sono zone caratterizzate da assenza di vento, dette calme equatoriali, che in passato erano considerate disastrose per i navigatori. Questo è dovuto al fatto che il movimento delle masse d’aria è uguale al movimento di rotazione della terra.
II. Lungo le latitudini comprese tra i 30° e i 60° ( ZONE SUBTROPICALI), sia a nord che a sud dell’equatore si formano zone di alta pessione. Le masse d’aria si sposteranno quindi verso le zone di bassa pressione SUBPOLARE, formando i venti occidentali, spirando:
- da Sud Ovest nell’emisfero boreale
- da Nord-ovest nell’emisfero australe.
Questo movimento da ovest verso est è dovuto al fatto che la velocità delle masse d’aria è maggiore rispetto al movimento di rotazione della terra.
III. Nelle FASCE POLARI i venti spirano dal polo (zona di alta pressione) verso le zone subpolari (zone di bassa pressione), seguendo le leggi di Ferrel e dando origine ai venti polari o orientali .
Secondo la teoria classica proposta da Halley e ripresa da Hadley, questo movimento di masse d’aria sarebbe esclusivamente dovuto alle differenze di temperature dovute all’irraggiamento del sole.
L’intensa radiazione solare nelle fasce equatoriali provocherebbe un riscaldamento dell’aria , che divenuta più leggera tenderebbe a salire.
Giunta a quote più elevate, l’aria si raffredda, dirigendosi verso i tropici. Da qui una massa d’aria discendente si dirigerebbe nuovamente verso la zona di bassa pressione dell’equatore, dando origine agli alisei, mentre un’altra massa d’aria si dirige verso le zona di bassa pressione subpolare, dando origine ai venti occidentali. Si crea cosi una sorta di circuito chiuso, detta CELLULA di Hadley.
In realtà la circolazione nella bassa troposfera è più complicata e non dipende esclusivamente dalla temperatura, ma anche dalla presenza, assenza di masse d’acqua, dalla topografia del territorio, dalla forza di attrito esercitata dalle masse continentali…
Questi venti principali sono poi variati in direzione e velocità dalla presenza di masse d’acqua, dalla topografia del territorio.
Nell’ ALTA TROPOSFERA, ossia a un’altezza superiore a 5000 m., ci sono frequenti combinazioni di masse d’aria che danno origine a fenomeni particolari, quali le correnti a getto.
Le CORRENTI A GETTO sono causate dallo spostamento di masse d’aria, dovute alla diversa temperatura tra aree cicloniche e anticicloniche, con velocità superiore a 500 km\h, frequenti a una latitudine compresa tra i 25° e i 40°.
Questa corrente è stata rilevata durante la seconda guerra mondiale, quando i piloti americani raggiungevano quote molto elevate ( sino a 12000 m), con lo scopo di rendersi invisibili ai radar dei nemici e quindi per non essere colpiti.
Spostandosi a queste altezze, dal Pacifico verso il Giappone, incontrarono questi venti molto forti ( fino a 500 km\h) che si opponevano alla loro direzione e creavano non pochi problemi. Data la forte velocità furono appunto denominate CORRENTI A GETTO.
Questo’alta velocità è causata innanzitutto dall’assenza di attrito esercitata dalle masse continentali, che nella bassa troposfera limitano la velocità dei venti.
Nell’alta troposfera, si creano una struttura tricellulare:
➢ La CELLULA DI HADLEY, che si colloca sulle latitudini intertropicali, in cui l’alto irraggiamento fa salire l’aria delle zone equatoriali, aumentando sempre più la velocità (correnti a getto) che raggiungendo quote elevate si raffredda discende, formando gli Alisei, che dirigendosi verso l’equatore chiudono il ciclo.
➢ La CELLULA DI FERREL, che caratterizza le medie latitudini, in cui i venti occidentali causati dallo spostamento di masse d’aria dalle zone di alta pressione subtropicale a quelli di bassa pressione sub polare. Verso il polo la cellula si chiude con le basse pressioni subpolari.
➢ La CELLULA DELLE ALTE LATITUDINI, fra il 70° e il polo, con venti orientali al suolo e occidentali in quota.
UMIDITA’ E PRECIPITAZIONI.
L’UMIDITA’ è la quantità di vapore acqueo contenuto in un’unità di volume dell’aria, pari a 1m³.
L’umidità è dovuta a una forte evaporazione delle masse d’acqua ( sia grandi come mari e oceani, che piccole come fiumi e laghi).
Il vapore acqueo è molto importante, in quanto, con il pulviscolo atmosferico, ci protegge dalle radiazioni ultraviolette.
Parlando di umidità occorre ricordare la differenza esistente tra:
➢ UMIDITÀ ASSOLUTA, che è la quantità di vapore acqueo contenuto nell’unità di volume dell’aria, cioè 1m³. è espressa in g\ m³. maggiore è la temperatura, maggiore sarà la quantità di vapore acqueo che potrà contenere l’unità di misura
➢ UMIDITÀ RELATIVA. Per spiegare il concetto di umidità relativa occorre prima comprendere cosa si intende per punto di saturazione.
Il punto di saturazione è la quantità massima di vapore acqueo che può contenere l’aria.
L’umidità relativa esprime la quantità di vapore acqueo necessaria per raggiungere il punto di saturazione
Se per esempio l’umidità assoluta di una stanza l’umidità assoluta è del 70%, vorrà dire che l’umidità relativa sarà del 30%.
Nel momento in cui la quantità di vapore supera il punto di saturazione, il vapore acqueo in eccesso:
- si CONDENSA a temperature non molto rigide, passando dallo stato gassoso a quello liquido, dando origine alle precipitazioni; (condensazione)
- si SUBLIMA, a temperature rigide, passando dallo stato gassoso a quello solido, formando cosi la neve, la grandine o il ghiaccio (sublimazione).
CICLO DELL’ACQUA.
Le grandi masse d’acqua sulla terra ( mari e fiumi) e la vegetazione, attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana, provocano una forte evaporazione dell’acqua.
Maggiore è la zona di evaporazione, maggiore è la quantità di vapore acqueo che tende a evaporare e quindi a salire sulla superficie.
Nel momento in cui questo vapore aggiunge una certa altezza e entra in contatto con alcune sostanze ( detti nuclei di condensazione), il vapore si condensa e cade sottoforma di precipitazione liquida o solida. Questa in parte ricade sulle masse d’acqua, in parte raggiunge il sottosuolo attraverso le infiltrazioni, in parte cadrà sulla superficie.
A contatto con temperature elevate l’acqua si trasformerà nuovamente in vapore, riprendendo il ciclo,
COME SI CREANO NEBBIE E NUBI.
La NEBBIA si crea quando, negli strati più bassi della troposfera ( sino a 100 m), il vapore acqueo incontra l’aria più fredda.
Distinguiamo:
➢ la NEBBIA DI IRRAGGIAENTO, che si forma quando nello strato di aria più vicino al suolo e ricco i umidità, la temperatura scende fino al limite di saturazione.
➢ La NEBBIA DI AVVEZIONE, che si forma a contatto di una massa d’aria caldo umida e una superficie terrestre fredda.
Se questo incontro avviene negli strati più alti, si formano le NUBI: il processo è identico, cambia solo l’altezza a cui questo processo avviene. Le nubi sono aggregati di minuscole gocce d’acqua tenuti in sospensione nell’atmosfera dai movimenti dell’ariaSi definisce punto di rugiada la temperatura alla quale l’aria diventa satura e al di sotto della quale avviene la condensazione
La nube può anche essere dovuta ad accumulo di altre sostanze, come pulviscolo atmosferico o sostanze prodotte dall’azione dell’uomo.
Altri fenomeni dovuti al vapore acqueo sono:
- la RUGIADA, che si crea durante i periodi estivi, in cui particelle di vapore acqueo si troverebbero a contatto con gli strati di terra più fredda;
- la BRINA, che si crea in inverno o nelle stagioni autunnali e primaverile, quando il vapore entra a contatto con temperature al suolo inferiori a 0°.
La quantità di vapore acqueo è molto importante, perché è necessario per provocare le PRECIPITAZIONI. Nel parlare di precipitazioni occorre tener conto:
- della quantità di pioggia caduta, espressa in millimetri, corrisponde all’altezza che l’acqua raggiungerebbe su una superficie impermeabile, senza che si verifichi infiltrazione o evaporazione. Lo strumento utilizzato per raccogliere questo dato è il pluviometro.
- Della frequenza delle piogge, cioè il numero di giorni piovosi in un anno;
- Dall’intensità, che si ottiene dal rapporto tra quantità di acqua caduta e la durata della precipitazione. Un’intensità molto elevata è molto dannosa, perché ha un forte potere erosivo e provoca inondazioni, mentre se opportunamente distribuita arricchisce l’agricoltura.
Le precipitazioni variano a seconda delle diverse aree geografiche e della temperatura.
• Lungo la FASCIA EQUATORIALE, dove la temperatura è elevata, c’è una forte umidità, causata dalla forte evaporazione delle masse d’acqua e della presenza delle piante. Questa forte concentrazione di vapore acqueo favorisce la sua condensazione e quindi le precipitazioni.
• Dall’equatore verso i poli, l’umidità tende a diminuire, a causa della presenza di suoli sabbiosi e assenza di masse d’acqua: si verificano per esempio nelle aree tropicali- desertiche lunghi periodi di siccità, dovuti a un’umidità molto bassa. Troviamo cosi deserti caldi , formati dalla presenza di alta pressione, come per esempio il deserto del Sahara. Esistono però anche deserti freddi, come il deserto del Gobi, la cui aridità è causata dalla notevole distanza del mare.
• Nelle ZONE TEMPERATE, tra 30° e 60° a nord e a sud dell’equatore, l’umidità varia a seconda di alcuni fattori. Prevalentemente è dovuto alla vicinanza o meno dal mare. In Gran Bretagna per esempio c’è una forte precipitazione, perché è circondata dal mare.
• Nelle zone del CIRCOLO POLARE ARTICO e ANTARTICO, l’umidità diminuisce per la presenza dell’area anticiclonica, caratterizzata da un’assenza di precipitazioni. Le temperature rigide, infatti, favoriscono il processo di sublimazione, facendo trasformare la massa aeriforme in neve o ghiaccio.
Accanto a questi fenomeni atmosferici vi sono anche altri fenomeni più gravi, che arrecano danni enormi all’uomo, devastando ciò che incontra. Tra questi vediamo:
➢ I CICLONI TROPICALI, che si manifestano alle basse latitudini a Nord dell’equatore (tropico del Cancro) e a sud dell’equatore (tropico del Capricorno). In queste aree:
- convergono gli ALISEI;
- c’è un forte riscaldamento.
Questo provoca un forte movimento ascensionale del vapore acqueo, che a una certa distanza dalla costa provoca un movimento di massa d’acqua, caratterizzato da una forma a spirale, che si allarga sino a circa 600km, dura per settimane e tende ad aumentare la sua velocità, provocando danni lungo le coste.
Questo fenomeno avviene tra la fine dell’estate e l’inizio dell’autunno, colpendo principalmente l’america centrale e l’Asia Orientale.
La velocità che un ciclone tropicale può raggiungere è tra i 100 e i 200km\h. questo fenomeno termina quando raggiunge la terraferma.
➢ gli URAGANI, che sono trombe d’aria che assumono la particolare forma di un vortice. Essi tendono a innalzarsi raggiungendo un’altezza di 50-80 km. A differenza dei cicloni tropicali, questi si possono anche originare sulla terraferma, distinguendo gli uragani di terra da quelli marini.
Anche se ha una durata più breve rispetto ai cicloni tropicali, questi sono più gravi e più distruttivi perché hanno un’intensità maggiore.
INQUINAMENTO ATMOSFERICO.
Tra la troposfera e la stratosfera avvengono tutti i fenomeni legati all’inquinamento.
Nell’atmosfera ci sono gas, vapori e pulviscolo atmosferico. Questi combinandosi con altre sostanze, sono nocivi, sia per l’uomo che per l’ambiente. Queste sostanze sono sia naturali che artificiali:
• tra gli elementi naturali ci sono:
- le sostanze tossiche emesse dalle eruzioni vulcaniche,
- le polveri, la cui diffusione è facilitata dai venti
• tra gli elementi antropici, cioè prodotti dall’azione dell’uomo e da lui utilizzati, ci sono:
- l’alto INSEDIAMENTO URBANO, in quanto i grandi agglomerati urbani sono causa sia di inquinamento atmosferico, sia di cambiamenti a livello di microclima;
- attività INDUTRIALI, in cui si distinguono principalmente le industrie pesanti, cioè legate alla trasformazione di carbone, ferro, petrolio;
- attività AGRICOLE, che utilizzano spesso pesticidi e fertilizzanti chimici, fortemente tossici, per soddisfare le richieste di mercato sui suoi prodotti.
- CENTRALI NUCLEARI, utilizzate per creare energia, usano delle sostanze particolarmente a rischio, come l’uranio. Un malfunzionamento in queste centrali provoca danni molto gravi (ricordiamo Cernobyl ).
Queste sostanze provocano cambiamenti sia climatici che atmosferici. I danni provocati da esse non sono localizzati esclusivamente nei luoghi in cui queste sostanze sono utilizzate,ma anche in zone molto distanti, in quanto i venti contribuiscono a spostarle.
FONTI DI INQUINAMENTO ATMOSFERICO.
• ANIDRIDE SOLFOROSA.
L’anidride solforosa è emessa nell’atmosfera da alcune attività industriali. Questa sostanza a contatto con l’aria si trasforma in anidride solforica. Se l’ambiente è particolarmente umido, questa anidride solforica, combinandosi col vapore acqueo, forma l’acido solforico. Questo condensandosi cade sottoforma di piogge, dando origine alle piogge acide.
Questa è molto dannosa per i sistema respiratorio umano, ma anche danni alle colture e agli animali.
Questa sostanza non danneggia solo l’uomo e l’ambiente, ma anche le sostanze inerti, come le rocce. In paesi che basano parte della loro economia sul turismo, questo è molto dannoso, perché porta a un danneggiamento del patrimonio artistico rappresentato dai monumenti.
Questa anidride solforosa infatti forma una patina scura sul monumento che a lungo andare danneggia la roccia di cui tale monumento è formato.
• SMOG.
Questo termine deriva da due termini inglesi: smoke ( cioè fumo, inteso come prodotto derivante dalle attività industriali) e frog (cioè nebbia). In pratica il fumo derivante da attività industriali, combinandosi col vapore acqueo, dà origine a una nebbia tossica, lo smog appunto.
Questa sostanza è molto dannosa per l’uomo, tanto da provocarne la morte. A Londra a causa dello smog, sono morte 4000 persone, mentre altre hanno avuto gravi problemi a carattere respiratorio e circolatorio, soprattutto quando la cappa si forma negli strati più bassi.
• MONOSSIDO DI CARBONIO.
Questa sostanza, legandosi agli ossidi di azoto e a idrocarburi vari, favorirebbe l’inquinamento atmosferico delle grandi città. A questo si aggiunge l’inquinamento causato dai veicoli a motore ( contro i quali ci sono vari provvedimenti, come per esempio le targhe alterne).
• ANIDRIDE CARBONICA.
Questo gas assorbe le radiazioni solari, quindi in modeste quantità è molto importante per l’atmosfera e per tutti i processi che si instaurano sulla terra.
La quantità presente nell’atmosfera può aumentare attraverso la combustione di combustibili e di idrocarburi. Infatti l’anidride carbonica si combina con molte sostanze come ossidi di azoto, idrocarburi e sostanze industriali che si disperdono poi nell’aria
Questo aumento provoca una maggiore quantità di calore assorbito, dando origine al fenomeno dell’EFFETTO SERRA, cioè un aumento di temperatura negli strati più bassi dell’atmosfera.
• STRATO DI OZONO.
L’ozono è un gas presente nell’atmosfera a un’altezza superiore ai 12000 m. l’ozono insieme al vapore acqueo, assorbe le radiazioni ultraviolette del sole.
L’assottigliamento di questo strato di ozono presente nella stratosfera, si ha una minore protezione della superficie terrestre dai raggi ultravioletti, il che provoca un innalzamento della temperatura.
Per quanto detto non è corretto parlare di buco dell’ozono, ma piuttosto di assottigliamento dello strato di ozono.
Le molecole di ozono sono scomposte da altre molecole come i clorofluorocarburi, cioè sostanze derivanti da bombolette spray, frigoriferi ecc. queste sostanze, si portano agli strati più alti, sciogliendo le molecole di ozono.
Questo provoca diverse malattie sia cancerogene che respiratorie. Ci sono stati tentativi che hanno visto la sostituzione di queste sostanze con l’idrogeno, che però crea altri problemi per l’effetto serra.
Non esiste quindi una soluzione definitiva. Per questo col protocollo di Kyoto si è stabilito a livello internazionale di ridurre notevolmente l’uso di queste sostanze.
• CENTRALI NUCLEARI.
L’uomo ha voluto creare fonti alternative di energia, a causa della crisi di particolari settori. Ricordiamo che la Rivoluzione industriale è passata attraverso 3 fasi:
- uso del carbon fossile
- uso del petrolio
- uso dell’informatica, in seguito alla crisi petrolifera.
Come fonti alternative di energia sono stati utilizzati elementi radioattivi, che a lungo andare
Hanno provocato gravi danni alla popolazione. Ricordando il disastro a seguito dell’esplosione della centrale nucleare a Cernobil in Russia, si sono avute non solo molte morti in quella zona, ma i danni e gli effetti negativi si sono registrati anche a lunghe distanze, come per esempio alterazioni genetiche dei feti, dovute all’esposizione di donne incinte alle radiazioni nucleari.

LA LITOSFERA.
Lo studio della terra si distingue nello studio:
- della litosfera, con cui si intende la parte superficiale della terra, cioè la crosta terrestre ;
- dell’idrosfera, che riguarda la presenza delle masse d’acqua su tutta la superficie terrestre;
- della biosfera, cioè legata alla presenza di forme di vita sulla terra
- dell’atmosfera, che riguarda l’involucro gassoso che circonda la terra.
La superficie terrestre è caratterizzata da una forte DINAMICITA’, cioè un processo di modificazione della sua struttura. Questo processo è dovuto:
- a fenomeni di carattere naturale,come il vulcanesimo, i terremoti ecc…
- all’intervento dell’uomo, che con la sua attività ha portato un lento processo di degradazione della superficie terrestre.
LA FORMAZIONE DELLA TERRA.
La terra ha una massa e un volume proprio, il che consente di calcolarne la densità.
La densità all’interno della terra non è uniforme. La differente densità varia a seconda della composizione dei minerali che compongono le rocce.
Non è possibile indagare direttamente oltre i 7000 m (profondità raggiunta dalle miniere più profonde), ma è poca cosa rispetto ai 6357 km. Si sono cosi effettuati studi ipotetici sulla costituzione della terra utilizzando i dati derivanti dagli studi astronomici, sismici ecc.
La parte superiore della terra, cioè la CROSTA TERRESTRE, che è detta SIAL (dai suoi principali componenti, silicio e alluminio) ha uno spessore che varia dai 35 km delle zone continentali, ai 6 km delle zone sottostanti la massa oceanica.
La crosta terrestre può essere suddivisa in tre parti:
➢ epidermide sedimentaria, che è una sottile pellicola sedimentaria che ricopre tutto il globo terracqueo;
➢ mesoderma, costituito da materiali granitici, si trova al di sotto delle catene montuose;
➢ batiderma costituita da materiali basaltici, che occupa la parte inferiore degli zoccoli continentali.
La densità della crosta terrestre è pari a 2,7, dovuta alla presenza di rocce prevalentemente granitiche, composte da silicio e alluminio. Le rocce al di sotto delle masse oceaniche sono invece di tipo basaltico. Il basalto ha una densità maggiore rispetto alle masse continentali, pari a 3-3,3.
Quindi man mano che ci si sposta verso il centro della terra (nucleo) la densità aumenta. La massima densità è pari a 5,5.
Immediatamente dopo la litosfera c’è il MANTELLO, che ha una profondità media di circa 2800km
La litosfera è separata dal mantello dalla cosiddetta FASCIA DI MOHO. Questa zona è anche detta discontinuità di MOHO, in quanto le onde sismiche che attraversano questa zona variano bruscamente, dato il passaggio da una zona a bassa densità a una zona a alta densità.
Il MANTELLO si distingue in:
• mantello superiore (immediatamente sotto la fascia di Moho), detto SIMA( dai suoi principali componenti, cioè silicio e magnesio) costituito inizialmente da materiale prevalentemente plastico, per poi arrivare a una composizione rigida come silicio, ossidi di ferro e magnesio.
• Mantello inferiore costituito da materiali allo stato fluido viscoso.

Scendendo verso il centro della Terra, la temperatura va via via aumentando, sino ad arrivare al NUCLEO, dove le rocce, composte prevalentemente da ferro e nichel, sono allo stato fluido.
Queste, anche se hanno una densità maggiore, tendono a portarsi in superficie. Si assiste cosi al fenomeno del vulcanesimo, che porta alla formazione in superficie di rocce magmatiche.
La diversità dei materiali che compongono la terra, influisce sugli effetti del sisma in profondità (vedi fascia di Moho).
È importante rilevare che la parte superiore della crosta terrestre, composta prevalentemente da rocce granitiche galleggia sulle rocce basaltiche: questo spiegherebbe la DINAMICITÀ della crosta terrestre, e spiegherebbe poi quel fenomeno che da origine alla teoria della tettonica delle placche.
Sulla crosta terrestre esiste un equilibrio, detto EQUILIBRIO ISOSTATICO, ricordando che per isostasia si intende l’equilibrio delle masse continentali sulla superficie terrestre. Questo è un equilibrio fisico, in cui la crosta tende ad alzarsi e a abbassarsi in alcuni momenti.
Esempio nave: Per comprendere questo punto è possibile paragonare le placche continentali a una nave. Questa riesce a mantenersi a galla, in quanto si basa su una legge fisica che è il principio di Archimede, secondo il quale un corpo immerso in un liquido riceve una forza uguale e contraria (dal basso verso l’alto) alla spinta esercitata dal suo volume.
Una nave quindi, se caricata, per galleggiare, tende ad abbassarsi. Togliendo il carico, questa si alzerà.
Allo stesso modo la terrà, se “caricata” di un peso maggiore, tende ad abbassarsi, mentre si solleverà se questo peso è minore. Quindi la terra per mantenersi in equilibrio tenderà ad abbassarsi in alcuni punti: questo consente alla terra di non subire forti deformazioni.
Le deformazioni subite dalla crosta terrestre dipendono dalla natura delle rocce:
• se le rocce sono dure, (cioè rocce che hanno una densità maggiore) sollecitate da agenti esterni, subiscono una lieve deformazione, ma arrivano presto a un punto di rottura, portando alla loro frantumazione, e quindi alla nascita di terremoti. In questo caso è possibile paragonare le rocce dure a uno scaffale pieno di libri. Se il peso dei libri sarà superiore a quello che lo scaffale può sopportare, questo si deformerà lievemente, ma, raggiunto il punto limite, si spezzerà.
• Se le rocce sono plastiche (cioè con una densità minore), invece, se subiscono una sollecitazione esterna, tende ad assumere una forte deformazione, ma possono poi tornare allo stato originario. È possibile paragonare queste rocce a un elastico. Questo se sottoposto a una forza esterna si deformerà, ma al cessare di questa forza, tornerà alla forma originaria.
L’equilibrio isostatico e la diversa natura delle rocce ci consente di comprendere la Teoria di Alfredo Wegner, sulla DERIVA DEI CONTINENTI (1915).
Tra il 1908 e il 1912, teorie sulla deriva dei continenti erano state proposte da Alfred Lothar Wegener e altri geologi, i quali avevano riconosciuto come le zolle continentali potessero frammentarsi, andare alla deriva e addirittura in collisione reciproca, ripiegando i sedimenti di geosinclinale e creando catene montuose. Le indagini geofisiche sulla densità della Terra e le osservazioni dei petrografi avevano precedentemente mostrato che la crosta terrestre consiste di due materiali completamente diversi: il sima, roccia a base di silicati di magnesio (tipicamente basalto), che è caratteristica della crosta oceanica, e il sial, o roccia a base di silicati di alluminio (tipicamente granito), caratteristica della crosta continentale. Wegener pensava che le zolle continentali sialiche "navigassero" attraverso la crosta oceanica simatica come iceberg in un oceano. In seguito i geologi scoprirono la cosiddetta astenosfera, uno strato del mantello terrestre a comportamento relativamente plastico, che giace al di sotto della crosta a una profondità variabile tra 50 e 150 km. Dapprima dedotta ipoteticamente, l'esistenza dell'astenosfera è stata in seguito dimostrata con tecniche di rilevamento sismico.
Uno degli argomenti più persuasivi avanzati da Wegener per dimostrare la realtà della deriva dei continenti era la corrispondenza geometrica di margini continentali che egli sosteneva essersi allontanati. A sostegno della sua teoria portò anche considerazioni su età, tipo e struttura delle formazioni rocciose sulle sponde opposte dell'oceano Atlantico: in Brasile e in Africa occidentale. In tali formazioni, inoltre, erano stati rinvenuti fossili degli stessi animali terrestri.
Wegner ipotizzò il movimento della crosta terrestre dopo aver analizzato la superficie terrestre su una carta geografica.
Analizzando un planisfero, notò infatti che le varie masse continentali si intersecavano perfettamente, come una sorta di puzzle.
Ipotizzò quindi che alle origini la terra era formata da un’unica massa continentale, detta PANGEA (pan = tutto \ gea = terra) e da un’unica massa oceanica, detta PANTALASSA (pan = tutto\ talasso= mare) .
Parte della pangea, in seguito a alcuni fenomeni, si andava frantumando, in corrispondenza delle attuali Americhe.
Tenendo conto:
- del movimento di rotazione della terra (rotazione della terra intorno al proprio asse) da ovest verso est,
- della dinamicità della crosta terrestre;
queste aree fratturate hanno iniziato ad andare alla deriva, cioè allontanarsi verso ovest dalla Pangea.
Questo fenomeno è dovuto al fatto che il movimento di rotazione della terra è più veloce rispetto al movimento delle masse continentali.
Questo ha fatto si che le Americhe acquisissero un movimento contrario rispetto a quello della Terra, andando appunto alla deriva.
Wegner aveva quindi intuito:
- sia l’esistenza della dinamicità della crosta terrestre
- sia l’esistenza di alcuni fenomeni che provocavano la frantumazione della crosta terrestre.
A causa degli scarsi strumenti scientifici però, non poteva dimostrare scientificamente questa sua teoria.
Solo negli anni ’60, con l’uso dell’ECOSCANDAGLIO e il prelevamento di materiale roccioso, si è potuto rilevare la trasformazione delle rocce, che inizialmente sono magmatiche allo stato fuso e poi allo stato solido, dovute al contatto con l’aria.
Le ROCCE MAGMATICHE (dal greco, màgma = impasto) sono appunto quelle rocce che derivano dal consolidamento in seguito al raffreddamento, di masse fuse, detti magmi.
Queste sono dette;
- rocce intrusive se il processo magmatico si è concluso nel sottosuolo e quindi tali rocce si sono consolidate lentamente all’interno della crosta terrestre. Questo ha fatto si che i componenti volatili (come acqua, anidride carbonica, cloro, fluoro) fossero conservati, portando il magma a un processo di cristallizzazione
- rocce effusive se derivano da processi magmatici che hanno portato i magmi sulla crosta terrestre, consolidandosi in superficie. Data la rapidità del raffreddamento e la fuoriuscita delle componenti volatili, i magmi si consolidano in stato vetroso o micro-cristallino.
IL MAGNETISMO TERRESTRE.
Attualmente gli strumenti di precisione dati dalla tecnologia, hanno consentito di esplorare e prelevare materiali dai fondali oceanici, come abbiamo detto per esempio con l’ecoscandaglio.
I materiali prelevati hanno dimostrato una diversità di materiali rocciosi di origine diversa. Questi materiali, siti nel mantello, in seguito ai movimenti terrestri, salendo in superficie, si sono raffreddati, dando origine a nuove rocce.
Sempre con strumenti di alta precisione si è cosi misurato il campo magnetico delle rocce prelevate. Questo ha portato alla scoperta di un’ANOMALIA MAGNETICA: le rocce prelevate, cioè, pur torvandosi in zone limitrofe avevano un magnetismo positivo o magnetismo negativo.
Si cercò quindi la causa per cui alcune rocce fossero cariche positivamente e altre negativamente.
Si è cosi paragonata la terra a una gigantesca calamita, con due punti (nord e sud) in cui la forza di attrazione è più sensibile. Questi due punti, detti poli magnetici, non corrispondono ai poli terrestri.
Se infatti prendiamo un ago calamitato, vediamo che la sua disposizione nod-sud, non avverrà seguendo un meridiano, ma sarà leggermente inclinata.
Gli studiosi hanno infatti accertato che l’asse terrestre non corrisponde all’asse magnetico della terra. L’asse magnetico è infatti inclinato di 11° rispetto a quello terrestre, corrispondente:
- per il polo nord al 76°di longitudine e al 100° di latitudine
- per il polo sud a 66° di longitudine e 148 di latitudine.
Si è poi notato che, mentre nelle zone equatoriali il magnetismo era molto forte, questo andava scemando proseguendo verso le latitudini più alte.
Teorie passate sostenevano che il magnetismo fosse causato dalla composizione del nucleo della terra, cioè il ferro e il nichel, che sono metalli altamente magnetici. Questi nucleo si comporterebbe quindi come una enorme calamita, generando un campo magnetico permanente.
I coniugi Curie, però, scoprirono che il magnetismo del ferro cessa a 770°, mentre le proprietà ferro-magnetiche per il nichel sono perse a 360°.
La temperatura interna della terra è nettamente superiore, quindi questa ipotesi è confutata.
Attualmente si pensa che tale magnetismo derivi dall’energia cinetica dei fluidi all’interno del nucleo (teoria della dinamo eccitata).
TEORIA DELLA TETTONICA DELLE PLACCHE
Tra il 1920 e il 1930 lo studio dei fondi oceanici registrò un notevole progresso quando il sonar, il dispositivo di ecoscandaglio, fu modificato in modo da poter misurare le profondità oceaniche e rilevare la topografia sottomarina. Diverse tecniche di ricerca oceanografica diedero risultati fondamentali: i profili magnetometrici attraverso le dorsali medio-oceaniche rilevarono che le rocce ai lati della dorsale erano disposte in bande simmetriche di diversa orientazione magnetica; la datazione dei basalti di fondo oceanico dimostrò che le rocce più vicine all'asse della dorsale erano effettivamente le più giovani. Inoltre, in corrispondenza della cresta della dorsale, non si riscontrava alcun sedimento marino: i sedimenti appaiono invece ai lati e diventano più spessi a mano a mano che ci si allontana dalla dorsale. Queste e altre osservazioni suggerirono l'ipotesi secondo cui la dorsale è il luogo di generazione di nuova crosta oceanica: essa viene trasportata come magma dalle correnti convettive interne e, non appena fuoriesce sul fondo oceanico, si raffredda rapidamente, solidificando in roccia. Per fare spazio a questa continua aggiunta di nuova crosta, le zolle ai due lati della dorsale devono costantemente allontanarsi l'una dall'altra. Nell'Atlantico settentrionale, la velocità di movimento è dell'ordine di 1 cm all'anno, mentre nel Pacifico si raggiungono i 4 cm. Questi movimenti così lenti, provocati dalle correnti di convezione che hanno origine nel mantello, hanno generato – nel corso di milioni di anni – il fenomeno della deriva dei continenti.
È una teoria che si riferisce alla dinamicità terrestre. Nacque negli anni 60 a opera di Mattews e Vine, studiosi inglesi, che ripresero la teoria Wegneriana sulla dinamicità terrestre, ma non spiegarono questi fenomeni dinamici non solo in base a movimenti superficiali della crosta terrestre, ma anche dovuti a fenomeni che avvengono all’interno della terra. Secondo Wegener, le zattere continentali alla deriva sarebbero state costituite da sial galleggiante su sima. Oggi questi termini sono stati abbandonati: nella teoria della tettonica a zolle gli strati più esterni della Terra vengono considerati solo sotto l’aspetto della rigidità, per cui si preferisce parlare di zolle di litosfera rigida galleggianti sopra l’astenosfera (lo strato di mantello terrestre a comportamento plastico).
Prima di esplicare la teoria è opportuno fare un’osservazione sulla scelta dei termini, da cui si spiega il preferire del termine placche al termine zolla:
➢ ZOLLA indica una parte di terreno che il contadino rimuove o ammassa. Ha caratteristiche di dimensioni limitate, non ben delineate, tozze ecc.
➢ PLACCA, e invece un termine derivante dall’inglese, che indica un tratto di superficie della crosta terrestre, molto sottile, piatta e estesa.
Da ciò si deduce che, dovendo parlare di zona superficiale terrestre è più opportuno utilizzare il termine placche.
La teoria della tettonica delle placche ha ipotizzato che la terra sia costituita da 20 placche, di cui le 6 con maggiore estensione individuano le zone continentali.
Queste placche galleggerebbero sul SIMA (silicato di magnesio), quindi sul basalto, che costituiscono la parte principale dei fondali oceanici, cioè la zona sottostante alle acque oceaniche.
Nel momento in cui si parla di fondali oceanici occorre tener presente:
➢ DORSALI OCEANICHE, cioè sopraelevazioni del fondo marino. Sono zone molto elevate (dai 1000 ai 2000 m.), ma anche molto estese ( dai 1000 ai 4000 km).a volte emergono dal mare. Per questo non possono essere paragonate ai rilievi terrestri, anche se erroneamente lo si fa: hanno conformazione e caratteristiche diverse rispetto ai rilievi. Queste spesso occupano quindi le zone centrali dei fondali oceanici.
➢ FOSSE OCEANICHE, cioè fratture che interessano i fondi oceanici. È da queste fratture che fuoriesce il materiale magmatico dalle zone più interne della terra. Solitamente si incontrano nei punti di intersezione tra le placche continentali e quelle oceaniche.
➢ FAGLIE TRASFORMI, a faglia è una frattura della crosta terrestre, in corrispondenza della quale si è verificato un moto di scorrimento parallelo al piano di frattura. La frattura, che si produce quando le tensioni che agiscono sui vari strati della superficie terrestre superano il limite di elasticità, può essere lunga pochi centimetri o molti metri. I moti sono di solito lenti e cumulativi, impercettibili, ma a lungo termine possono produrre spostamenti anche di chilometri, come nel caso della faglia di San Andreas, nel Sud della California. Meno frequenti sono invece le faglie provocate da moti improvvisi e intensi, quali quelli conseguenti ai terremoti. Sono qndi fratture localizzate sulle dorsali oceaniche, posizionate orizzontalmente, seguendo il senso dei paralleli. Solitamente sono la causa di fenomeni quali terremoti e eruzioni vulcaniche.
Il materiale magmatico proveniente dalle zone più interne della terra, fuoriuscendo dalle fratture, può espandersi a destra o a sinistra, attraverso un MOVIMENTO CONVETTIVO (?). A contatto con una temperatura più fredda, questi materiali magmatici si raffredderebbero, incrementando le dimensioni delle dorsali e quindi creando nuova litosfera.
Altre volte questo materiale, divenuto più pesante in quanto si è raffreddato, ridiscende…una volta riscaldato, divenuto più leggero risale…si crea cosi MOVIMENTO.
Sebbene le fosse e gli archi insulari coprano solo l'1% circa della superficie terrestre, esse, come le dorsali, sono fondamentali per la comprensione della tettonica a zolle. Mentre le dorsali si formano quando due zolle si allontanano reciprocamente, le fosse si formano quando due zolle si scontrano, e una di esse – quella più densa – è costretta a immergersi al di sotto dell'altra nel cosiddetto processo di subduzione.
Quando una zolla oceanica si scontra con una zolla continentale, essendo più densa va in subduzione al di sotto del continente, formando una fossa in mare e generando una catena vulcanica sul continente stesso. Si ritiene che le Ande si siano formate circa 80 milioni di anni fa con un processo di questo tipo. Se invece si scontrano due zolle oceaniche, la zolla che va in subduzione produce una fossa e un arco insulare dall'andamento quasi parallelo. È questo il caso della Fossa delle Marianne, associata a un arco di isole vulcaniche che comprende Guam.
L’esistenza di simili piani di subduzione (attuali o inattivi) è stata ora dimostrata lungo quasi tutte le coste di tipo pacifico. La maggior parte di queste fasce presenta un sistema di faglie principali che decorre parallelamente al sistema montuoso. A intervalli di tempo più o meno lunghi, le faglie possono mettersi in movimento graduale o improvviso e in un singolo episodio sismico può prodursi uno spostamento anche di 5 m.
Nel corso della subduzione, la crosta oceanica viene costantemente trascinata nel mantello, dove subisce fusione. Dato questo continuo riciclo, nessuna parte dell'attuale crosta oceanica supera l'età di 200 milioni di anni.
Un effetto importante della fusione di crosta oceanica subdotta è la produzione di nuovo magma. Quando la crosta oceanica fonde, il magma che si forma risale dal piano di subduzione fino alla superficie terrestre.
Il punto di contatto tra le placche è detto MARGINE. È in questi punti che avvengono quei movimenti particolari spiegati nella teoria della tettonica delle zolle.
La litosfera comprende due gusci, la crosta e il mantello superiore, che sono divisi in una struttura a placche tettoniche delimitate da margini costruttivi, dove si ha formazione di nuovo materiale litosferico, distruttivi, dove si manifestano processi di subduzione (dorsali oceaniche) o conservativi, caratterizzati da faglie trasformi lungo le quali si ha scorrimento tra stati di litosfera adiacenti; alcune zolle sono delimitate da una combinazione dei tre tipi di margini.
Furono proprio Mattews e Vine a individuare i tre margini.
• MARGINE COSTRUTTIVO E DIVERGENTE, lungo le dorsali oceaniche in cui vi è la formazione di nuovo materiale litosferico.
• MARGINE DISTRUTTIVO O CONVERGENTE, in cui avvengono i processi di subduzione: il fondo oceanico, meno compatto, tende a scivolare al di sotto della placca continentale. È detto convergente proprio perché le zolle convergono verso le zone di subduzione.
• MARGINE CONSERVATIVO, che caratterizza le faglie trasformi: in questo caso le placche si muovono seguendo direzioni opposte. Non scontrandosi le placche rimangono uguali (conservativo).

Esempio



  


  1. Tain

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