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Idrosfera: oceani e mari Il 70\% della superficie del pianeta è occupato da acqua

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Idrosfera: oceani e mari Il 70% della superficie del pianeta è occupato da acqua. Stando alle sue peculiarità, forse sarebbe più corretto chiamarlo pianeta ACQUA… (Oppure pianeta VITA… Ovviamente “pianeta TERRA” ci piace molto).

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Idrosfera: oceani e mari

Il 70% della superficie del pianeta è occupato da acqua

Stando alle sue peculiarità, forse sarebbe più corretto chiamarlo

pianeta ACQUA…

(Oppure pianeta VITA… Ovviamente “pianeta TERRA” ci piace molto).

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L’acqua è per il 97,2% salata, raccolta nei mari e negli oceani.

La restante parte di acqua, il 2,8%, è acqua dolce:

►la gran parte di essa è allo stato di ghiaccio (77,4%) ai poli e sui monti;

►il 22,1% è continentale sotterranea;

►lo 0,5% è acqua continentale di fiumi, laghi e acquitrini

►il vapore nell’atmosfera ha una quota di acqua dolce pari allo 0,016%.

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Anche il suo calore di evaporazione

è alto:

Il calore specifico dell’acqua è alto:

L’evaporazione di una piccola quantità di acqua asporta una notevole quantità di energia

“la pentola è rovente, ma l’acqua è ancora fredda…”

Effetto “Rinfrescante” dell’evaporazione

Effetto “Tampone termico”

Le proprietà cruciali dell’Acqua: proprietà fisiche - aspetti termici

Alcune precisazioni:

- Il calore (es. la sensazione di caldo) è un trasferimento di energia termica in atto.

- L’energia termica è l’energia cinetica media delle particelle (vibr. trasl. rotaz.)

- La temperatura è una grandezza scalare che esprime una differenza di energia termica tra due corpi.

- Il calore specifico è la quantità di calore necessaria ad innalzare di 1°C la temperatura di 1 g di acqua.

- Il calore di evaporazione è la quantità di calore necessaria per evaporare 1 g di acqua.

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H H

O

L’acqua è presente in tutti i suoi stati fisici

Insieme all’acqua liquida, sul nostro pianeta possono convivere anche gli altri stati fisici, quello solido e quello di vapore, grazie a proprietà chimico-fisiche uniche e specifiche della molecola d’acqua.

Interazioni ponte-H

Ghiaccio

(stato solido)

Vapore acqueo

(stato gassoso)

Acqua liquida

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Solido Liquido Vapore

I passaggi di stato sono continui e in equilibrio dinamico.

La quantità di ENERGIA proveniente dal SOLE

Genera i passaggi di stato dell’acqua e le sue note manifestazioni naturali:

►provoca l’evaporazione (da liquido a vapore);

►induce la solidificazione con la formazione del ghiaccio e della neve;

►la fusione da solido a liquido o la sublimazione da solido a gassoso;

►determina il passaggio di condensazione da vapore a liquido (rugiada)

e quello da vapore a ghiaccio (brina)

Produce nei vegetali il fenomeno della traspirazione e dell’assorbimento radicale di acqua.

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L’insieme di tutta l’acqua presente sul pianeta, in tutte le sue forme è chiamata Idrosfera.

L’acqua dell’idrosfera è in continuo movimento:

  • la FORZA DI GRAVITA’
  • ►trattiene i vapori entro l’atmosfera, che quindi non abbandonano mai il pianeta;
  • ►fa riscendere l’acqua dal cielo e dalle quote terrestri maggiori quando è nel suo stato liquido (o solido e cristallino);
  • ►conduce l’acqua ai grandi bacini di raccolta e agli oceani.
  • I PONTI-H E LE FORZE DI COESIONE
  • ►determinano il fenomeno della risalita capillare dell’acqua contro la gravità:
  • l’acqua può risalire i terreni fino alle radici delle piante;
  • l’acqua risale i vasi dei vegetali fino alle foglie dove se ne va di nuovo come gas.
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Idrosfera: il movimento dell’acqua è continuo

Il BILANCIO del ciclo è NULLO

L’acqua dei mari è la culla della vita:

►anche oggi la vita è possibile solo grazie a precisi equilibri tra l’acqua e il pianeta.

L’acqua dolce è una risorsa indispensabile:

►le acque dolci dei ghiacciai e quelle sotterranee sono riserve indispensabili per gli esseri viventi terrestri, compreso l’uomo.

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Idrosfera: Oceani e mari

Lavoro con REDSHIFT o in rete con Google earth

Oceano

ATLANTICO

Denominazioni

Distribuzione sul globo

Distinzione tra oceano e mare

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Oceano

PACIFICO

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Oceano

INDIANO

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Oceani

o MARI ?

Fondali geologicamente diversi:

►gli oceani hanno fondali basaltici generati dall’attività delle dorsali

►i mari hanno generalmente fondali di tipo continentale-sedimentario

Profondità > per gli oceani

Estensione > per gli oceani / limitata a bacini continentali per i mari.

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Mare

GLACIALE ARTICO

(Oceano Polare Artico)

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Oceani e mari: salinità e composizione chimica

Le sostanze disciolte nei mari e negli oceani provengono:

►dalla degradazione delle rocce attraverso il trasporto dei fiumi;

►dall’attività vulcanica sottomarina (soprattutto il cloro)

I Sali più importanti:

Cloruri (Cl-) Sodio e Magnesio (Na+ Mg++)

Solfati (SO4--) Magnesio, Calcio e Potassio (Mg++ Ca++ K+)

Carbonati (HCO3-) Calcio (Ca++)

Le sostanze vengono anche sottratte da:

organismi, sedimentazione, evaporazione:

►ciò che viene asportato equivale circa a ciò che viene immesso.

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Distribuzione della salinità

La salinità media dei mari è pari a circa il 35‰ (35 g / 1000 g di acqua)

I livelli di salinità si muovono quasi in parallelo con l’intensità di evaporazione

►è massima in prossimità dei tropici;

►è minima nelle zone ad intensa piovosità e alle latitudini fredde;

►torna ad aumentare nelle zone di glaciazione a causa del passaggio di stato.

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Elementi e Nutrienti

Dei 92 elementi della tavola periodica, 84 sono rintracciabili nei mari. Alcuni sono indispensabili alla vita

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Oggi la composizione deve tenere conto di un considerevole apporto di sostanze,

di origine antropica: l’Inquinamento

►Sostanze organiche,

►organiche clorurate,

►metalli pesanti.

Alcune possono entrare anche nella nostra catena alimentare.

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I GAS disciolti

Nelle acque marine sono disciolti anche piccole quantità di gas.

►provengono per lo più dall’atmosfera;

►la loro concentrazione è proporzionale alla loro solubilità in acqua.

Atmosfera

Bicarbonati (HCO3-)

Fotosintesi acquatica Respirazione

O2< N2> CO2>>

Temperatura Solubilità

Respirazione Fissazione Fotosintesi

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Strato superficiale

Strato di transizione

(per la T° Termoclino)

0

Temperatura (°C): è in funzione della

quantità e qualità di radiazione solare in grado

di penetrare l’acqua.

1000

Densità (g/cm3): nell’acqua pura è = 1

2000

profondità

Salinità (‰)

3000

temperatura

4000

Proprietà fisiche:

Temperatura, Densità, Pressione

In uno stesso luogo, Temperatura e Densità si influenzano reciprocamente in realzione anche alla salinità:

►Densità e Salinità variano proporzionalmente, mentre la T° ha andamento tendenzialmente inverso;

►La Pressione è invece funzione quasi esclusivamente della profondità

(1 atm / 10 m).

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Movimenti periodici e persistenti: Le Maree

Generalmente ad ogni passaggio di luna sullo stesso meridiano (ogni 24h 50’) le coste marine registrano 2 innalzamenti del livello dell’acqua alternati a 2 abbassamenti.

►il dislivello tra la quota più alta e quella più bassa è detto ampiezza di marea;

►l’effetto è dovuto all’influenza gravitazionale lunare e alla forza centrifuga di rotazione terrestre.

Bassa marea a Dublino

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Imprecisione!!

►2 eventi di alta marea si verificano contemporaneamente su meridiano e antimeridiano in opposizione alla Luna.

►2 eventi di bassa marea si verificano contemporaneamente su meridiano e antimeridiano perpendicolarmente a quelli di alta marea (in quadratura alla Luna).

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Massime e minime maree:

Sigiziali e Di quadratura

Le maree hanno intensità variabile e giungono sempre con un certo ritardo

►la variabilità è dovuta al preciso momento astronomico nel sistema Sole-Terra-Luna

►è dovuta anche alla morfologia terrestre, la quale accentua o riduce anche i ritardi del suo giungere.

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10 metri di marea:

Mont San Michel

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Correnti orizzontali

Superficiali o Profonde

Correnti verticali

Ascendenti o Discendenti

Moti lenti e costanti: Le Correnti

Il modello di Ekman

l venti incessanti, e le differenze di temperatura tra enormi bacini d’acqua, provocano reali spostamenti di masse d’acqua da una regione all’altra del pianeta:

►le velocità possono andare da 0.5 fino a 30-40 Km/h;

►correnti calde vanno dall’equatore ai poli e correnti fredde dai poli all’equatore;

►la forza di Coriolis devia i flussi tra i 15° e i 45° rispetto alla traiettoria prevista;

►le differenze di salinità a diversa profondità generano correnti verticali.

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Le grandi Correnti Oceaniche

Le correnti influenzano fortemente i climi delle regioni che lambiscono:

►influenzano temperatura, umidità e limpidità del cielo;

►trasferiscono calore dalle regioni che ne hanno in eccesso a quelle che ne sono in difetto;

►mitigano le regioni tropicali trasferendo basse temperature dai poli.

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Movimenti irregolari: le Onde

L’onda non è uno spostamento d’acqua: è un trasferimento di energia il cui mezzo è l’acqua.

►il vento imprime alle particelle d’acqua un moto rotatorio verso il basso;

►il moto si trasferisce alle particelle degli starti inferiori fino ad annullarsi.

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Mare aperto e vento intenso: onde forzate e frangenti d’onda

Sotto l’effetto di forti raffiche di vento la cresta dell’onda può inclinarsi e rovesciarsi in avanti:

►si crea un frangente con rimescolamento di aria e acqua che produce la schiuma;

►l’altezza di una cresta in oceano aperto può essere anche di 10 m.

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Onde e coste: i frangenti di spiaggia

In prossimità delle coste il fondale genera attrito sul moto delle particelle:

►sul fondo il moto circolare si fa sempre più ellittico e rallentato rispetto a sopra;

►l’acqua sovrastante si rovescia in avanti creando il frangente;

►il ritorno dell’acqua verso il mare genera la risacca;

►le spiagge sono il risultato dell’azione erosiva dell’onda sui sedimenti della costa;

►su scogli e promontori l’azione erosiva è più intensa.