Relazione lab "Che aria tira" - Istituto G. Leopardi

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Relazione della gita didattica a Morbegno
Un pianeta da salvare
di Alessandro Possenti
BIBLIOGRAFIA:
Materiale didattico scolastico a disposizione di ogni alunno
Sito internet della ARPA veneto e Ministero dell’Ambiente
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La Terra, un Sistema da salvaguardare
Negli ultimi anni si è registrato un improvviso aumento costante e massiccio della temperatura
terrestre e dei fenomeni meteorologici catastrofici. La diffusione di questi eventi ha portato numerosi
danni in tutto il mondo. Ciò che è più preoccupante è che avvengono a una velocità che allarma gli
scienziati e lascia le comuni persone senza notizie, poiché non hanno i mezzi necessari per
contrastare il nemico incombente.
Punti e questioni descritte e raccontate nell’articolo:
Il clima, l ’ e q u i l i b r i o
energetico tra il flusso di
energia entrante sul nostro
pianeta ed il flusso totale di
energia uscente dal nostro
pianeta.
L’atmosfera, involucro
di gas e vapori che
circonda la Terra. Tutrice
della vita. Racchiude a sua
volta numerosi strati.
Le piogge acide,
soluzioni acide create dal
risultato della mescolanza di
diversi
inquinanti
industriali con l'ossigeno e
il vapore acqueo presenti
nell'atmosfera.
Lo Smog, nebbia di fumo
creata
dall’inquinamento
dell’uomo, prodotto dalla
combustione di numerosi
materiali;
tra
i
quali
si
distinguono i gas fossili.
L’Effetto serra, fenomeno per
cui
l'atmosfera
terrestre
intrappola il calore del sole al suo
interno
con
conseguente
riscaldamento della superficie
terrestre.
Il clima
Il clima, è l'insieme delle condizioni atmosferiche,
normali e anormali, che caratterizzano una determinata
regione, ossia caratteristiche generali del tempo
atmosferico di un’area geografica per un lungo periodo di
tempo. I climi sono in gran parte dominati da elementi,
come la latitudine, la topografia, la distribuzione
geografica della terra e del mare, le correnti oceaniche e la
natura e influenza della vegetazione e dei suoli. Per
clima, a livello globale, deve intendersi lo stato di
equilibrio energetico tra il flusso totale di energia entrante
sul nostro pianeta, che è quasi totalmente l'energia solare,
ed il flusso totale di energia uscente dal nostro pianeta;
che è in parte radiazioni solari riflesse dall'atmosfera, dal
suolo e dalle nubi, ed in parte energia emessa o irraggiata
dalla Terra. Questo equilibrio viene minacciato anche
dall'introduzione nel sistema di sostanze aggiuntive quali
gas-serra, che nel loro complesso aumentano la capacità
termica del nostro pianeta, la capacità cioè, di trattenere,
sulla
superficie
terrestre,
calore
ed
energia
Il Clima
aggiuntiva. Pertanto, tutto il sistema tende a
raggiungere nuovi equilibri e quindi il clima tende a
cambiare per mantenere equilibrati i valori di energia in
entrata e in uscita. L’ecosistema mondiale è molto fragile e delicato,
infatti tutte le specie viventi e non animate risentono
dei piccolo cambiamenti a cui è sottoposto il clima
negli ultimi anni. Il fattore che allarma maggiormente
gli scienziati è il fatto che i cambiamenti potrebbero
portare all’estinzione e alla trasformazione drastica
dell’ambiente.
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L’Atmosfera
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L’atmosfera è un involucro di gas e vapori che circonda la distribuzione dei gas in base ala loro densità, poiché i moti di
Terra. Le molecole gassose tendono a occupare tutto lo spazio a rimescolamento non sono presenti.
loro disposizione, ma l’attrazione gravitazionale li trattiene
vicino alla Terra. Tra tutti i pianeti del sistema solare la Terra è
l’unico a possedere un’atmosfera ricca di ossigeno e di azoto,
elementi fondamentali per consentire la presenza della vita in
tutte le sue forme, animali e vegetali. L’atmosfera svolge anche
un ruolo essenziale per garantire la protezione della vita: essa
costituisce infatti uno schermo efficace per le radiazioni
ultraviolette e per il flusso di particelle provenienti dal Sole, le
radiazioni nocive alla vita, che altrimenti la distruggerebbero
quasi immediatamente. L’atmosfera può essere suddivisa in due
parti in base alla composizione dell’aria. La prima è la bassa
atmosfera, più vicina alla superficie terrestre, caratterizzata
da continui rimescolamenti i quali rendono l’aria omogenea e
uniforme, con la stessa percentuale di elementi gassosi. La
seconda è l’alta atmosfera, involucro gassoso che si trova
sopra la prima sezione di atmosfera, caratterizzata dalla
Esiste un ulteriore suddivisione dell’atmosfera in
involucri concentrici, detti sfere, in base alla variazione
della temperatura e della densità al crescere della quota. Il
primo strato è la Troposfera, strato più basso
dell'atmosfera terrestre, che si estende dalla superficie fino
ad un'altezza di 8km ai poli e di 18 km sopra all'equatore.
Questa sfera è in una condizione di permanente
instabilità ed è caratterizzata da un continuo
rimescolamento di masse d’aria, provocato dalla presenza
di continui moti orizzontali e verticali dell'aria. La
composizione chimica dell’aria è omogenea e ritroviamo a
queste quote abbondanza di elementi gassosi, come il
vapore acqueo. Nello troposfera avvengono i principali
fenomeni meteorologici e salendo di altitudine
diminuiscono la temperatura, calore proveniente dalla
superficie terrestre, e la pressione atmosferica. Il confine
tra due sfere, è segnalato da uno strato aeriforme, detto
pausa, dove avviene l’inversione dell’andamento della
temperatura. Al termine della troposfera è situata una
fascia di transizione che è chiamata Tropopausa,
caratterizzata da forti correnti d'aria, dette correnti a
getto, che possono raggiungere velocità di 300 km/h e
soffiano da Est a Ovest. Questi veri e propri fiumi d'aria
vengono utilizzati dagli aeroplani diminuire la durata del
volo. Oltrepassata la fascia della tropopausa si entra in
un'altra zona dell'atmosfera terrestre, la Stratosfera. E’
la fascia di atmosfera terrestre che si estende da 8-18km
fino a 50km di altezza. Nella stratosfera il vapore acqueo
Nullam arcu leo, facilisis ut
non è ancora del tutto assente, fino a 20-30 chilometri di
quota è possibile osservare la formazione di nubi
iridescenti. Nubi colorate che derivano dall’incidenza dei
raggi solari con cristalli di ghiaccio particolarmente
piccoli o da goccioline d’acqua. Grandi cristalli di
ghiaccio producono aloni solari o lunari, ma minuscoli
cristalli di ghiaccio o goccioline d’acqua provocano la luce
che viene rifratta diffondendo questo effetto, l’arcobaleno
fra le nuvole. La distanza della stratosfera dalla
superficie terrestre non consente di beneficiare del
riscaldamento proveniente dal suolo, ma oltrepassati i 30
km la temperatura inizia a risalire per effetto della
presenza dello strato di ozono che cattura i raggi solari
provenienti dallo spazio. La funzione dell'ozono è molto
importante per la vita sulla Terra. Lo strato di ozono filtra
i raggi solari ed assorbe quelli più pericolosi, proteggendo
in tal modo gli organismi viventi sulla superficie dai
raggi ultravioletti più potenti provenienti dal Sole.
Quando l'ozono assorbe i raggi ultravioletti genera
calore, questo spiega aumento della temperature al
crescere dell’altitudine.
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La Mesosfera è lo strato dell'atmosfera che si estende da 50km
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B caloreS
a circa 80km di altitudine. Essendo moltoC lontana
irradiato dalla superficie terrestre e da quello proveniente dallo
spazio, si verifica una costante diminuzione della temperatura
e della pressione atmosferica. La presenza di cristalli di
ghiaccio contribuisce talvolta a formare sottili nubi
nottilucenti di alta quota, visibili al crepuscolo, create dalla
riflessione degli ultimi raggi di sole, che arrivano
perpendicolari alla volta terrestre, contro le piccole particelle
ghiacciate.
verifica
dei
più noti dell'alta atmosfera terrestre:
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O fenomeni
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l'aurora boreale. Gli elettroni e i protoni provenienti dal Sole
si infrangono sulle particelle della ionosfera terrestre,
producendo dei fenomeni luminosi elettrici e geomagnetici.
Al termine della termosfera, ad un'altezza di circa
altezza, si trova la fascia detta Termopausa che
termosfera dall'esosfera. La termopausa è
principalmente da idrogeno ed elio dove orbitano
artificiali attorno al nostro pianeta.
La mesosfera funge da barriera contro i corpi celesti,
provenienti dallo spazio, di piccole dimensioni, come meteoriti,
i quali prendono fuoco a causa dell'attrito provocato
dall’atmosfera terrestre dando luogo al fenomeno delle "stelle
cadenti”, visibili dalla superficie terrestre sotto forma di brevi
scie luminose nel cielo notturno. Un’ulteriore caratteristica
della mesosfera è la presenza di un complesso sistema di
correnti aeree che raggiungono una velocità di circa 300 km/h.
Al termine della mesosfera troviamo la Mesopausa, uno
strato intermedio dell'atmosfera che separa la mesosfera dalla
termosfera, che tende continuamente a modificare la sua
altezza a causa delle costanti venti provenienti dalla mesosfera.
La Termosfera è uno strato dell'atmosfera terrestre che si
estende da 80km a 500km di altezza. Nella termosfera la
temperatura si innalza oltre i 1000 °C, poiché i raggi solari
cedono direttamente energia alle rarefatte molecole dei gas. La
temperatura cresce, valore che corrisponde alla misura della
velocità media di ciascuna particella incrementata dalle
radiazioni solari, mentre il calore diminuisce, poiché èla misura
dell’energia liberata tra gli urti tra particelle, fenomeni molto
rari in questa sfera. Nella termosfera i gas sono presenti al loro
stato atomico e sono fortemente ionizzati. Nella termosfera si
500km di
separa la
composta
i satelliti
L'Esosfera è la zona dell'atmosfera terrestre al di sopra di
500km di quota. A differenza della termosfera, l'esosfera ha
una temperatura cinetica costante,circa 2000°C, ed è a diretto
contatto con le particelle provenienti dallo spazio esterno. Una
sorta di zona di confine tra il vuoto cosmico e l'atmosfera
terrestre. E’ lo strato più esterno dell'atmosfera. Le particelle
gassose che superano la “velocità di fuga" abbandonano
l'atmosfera e si disperdono nello spazio esterno. Si tratta per lo
più di particelle con elementi leggeri, come l'idrogeno o l'elio.
Pur non esistendo un limite superiore dell'esosfera,
generalmente si tende identificare il confine l’area dove le
particelle non sono più attratte dalla forza di gravità e non
partecipano alla rotazione terrestre.
L'uomo non solo vive nell'aria; vive grazie all'aria. È la
sostanza più miracolosa presente sulla Terra,
responsabile del cibo che mangiamo, del clima,
dell'acqua e della capacità di trasmettere e sentire i
suoni. Dobbiamo esseri curiosi a sfogliare uno ad uno
gli strati dell'atmosfera, raccontando le straordinarie
imprese delle persone che ne hanno svelato i segreti.
L’Effetto Serra
Fenomeno per cui l'atmosfera terrestre intrappola il calore del
sole al suo interno con conseguente riscaldamento della
superficie terrestre. Questo fenomeno è provocato da alcuni
gas presenti nell'atmosfera, detti gas serra, capaci di assorbire
una parte dei raggi infrarossi, provenienti dalle radiazioni
solari, riflessi dal suolo e dagli oceani nell’atmosfera.
L'aumento della concentrazione dei gas serra presenti
nell'atmosfera, a causa delle emissioni legate alle attività
umane, genera un aumento dell'effetto serra, e dunque un
anomalo aumento della temperatura atmosferica. Si parla di
riscaldamento globale, ossia un eccessivo effetto terra dovuto
dalla presenza abbondante di quantità di anidride carbonica,
vapore acqueo, metano, ozono e clorofluorocarburi. I gas che
divengono inquinanti a causa della loro crescente abbondanza
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sono dovuti da cause antropiche, prodotto umano, e cause
naturali
Nullam arcu leo, facilisis ut
Le Piogge Acide e Lo Smog
Le piogge acide sono le precipitazione dall'atmosfera di
soluzioni diluite di acidi minerali forti. Queste soluzioni acide
sono il risultato della mescolanza di diversi inquinanti
industriali (biossido di zolfo, ossidi di azoto, cloruro di
idrogeno e altri composti minori) con l'ossigeno e il vapore
acqueo naturalmente presenti nell'atmosfera. Le soluzioni
acide precipitano poi sotto forma di pioggia, neve o nebbia.
L'acqua piovana "pura" ha un pH di circa 6,5 mentre quello
della pioggia acida è di solito inferiore a 4,5 (con un pH
minimo pari a 2,5). L'acidificazione dell'atmosfera costituisce
una grande minaccia per l'ambiente dell'emisfero
settentrionale. Secondo le stime, le grandi aree urbane e
industrializzate producono un inquinamento annuale dovuto
a 90 milioni di tonnellate di biossido di azoto, la maggior
parte del quale viene direttamente immessa nell'atmosfera. Le
centrali elettriche e le industrie che dipendono per il loro
funzionamento dai combustibili fossili sono i maggiori
produttori di biossido di zolfo. I gas di scarico dei mezzi di
trasporto rappresentano la fonte principale di ossidi di azoto.
Dei gas di scarico fortemente inquinanti vengono emessi da
alte ciminiere a temperature elevate e ad alta velocità di
effusione. Lo smog, letteralmente nebbia di fumo, si genera
dalla condensazione del vapore acqueo, il quale non raggiunge
livelli appropriati di umidità per precipitare, che diviene nebbia
che contiene a sua volta le impurità delle combustioni, i gas
serra nocivi per l’ambiente. Questo fenomeno crea una cappa
estesa su svariate regione del mondo. Questi due fenomeni
disastrosi per l’ambiente sono trasportati dai venti per molte
centinaia di chilometri fino a quando gli inquinanti non
vengono spazzati via dall'atmosfera per effetto delle piogge.
Realizzazione pratica dei processi chimici che
generano lo smog
Realizzazione pratica dei danni causati dalle piogge
acide
Prendiamo una piccola bottiglia di plastica vuota. Versiamo
all’interno del contenitore poca acqua, avvitiamo il tappo. Poi
esercitando pressione sulla bottiglia, generiamo calore, il quale
permette all’acqua di evaporare condensandosi sulle pareti del
recipiente. Svitiamo il tappo e inseriamo un fiammifero
spento, accesso in precedenza. Avvitiamo di nuovo e facciamo
pressione sulla bottiglia. Svitiamo il tappo e osserviamo che si
dissolve nell’aria una massa di aria nera, lo smog. Questo
esempio pratico ci spiega che lo smog si genera da una
combustione, da cui vengono lasciati nell’aria i gas-serra,
anidride carbonica, che si aggregano con il vapore acqueo,
creando condensa
Prendiamo una bacinella trasparente e versiamo all’interno
di essa una grande quantità di aceto, immergiamo un
gessetto. Col passare del tempo potremo vedere che il gesso
inizia a corrodersi lentamente sotto l’azione dell’aceto. Le
piogge acide si comportano nello stesso modo. Col passare del
tempo possono corrodere e levigare monumenti, come statue,
ma anche distruggere interi ambenti naturali. Dove i livelli
elevati di acidità dell’acqua distruggono i la vita, le cellule e
le molecole
Ciò che abbiamo potuto imparare e constatare, ciò che osserviamo con i nostri occhi ogni giorno è che mai nella storia
del pianeta Terra si sono verificati svariati fenomeni catastrofici e allarmanti in così poco tempo. L’innalzamento della
temperatura a solo un grado porterebbe a enormi siccità e alla comparsa di deserti, allo scioglimento dei ghiacciai e
all’innalzamento del livello dei mari, uragani e trombe d’aria. L’aumento di alcuni gradi della temperatura causerebbe
la glaciazione, poiché il flusso delle correnti oceaniche sarebbe interrotto dallo scioglimento delle masse dolci
ghiacciate. E arrivati ad un aumento di cinque gradi si verificherebbe l’estinzione della specie umana.Un solo grado in
più porterebbe a carestie e a disordine sociale, e a fenomeni catastrofici.
La relazione che ho scritto vuole far apprendere a tutti noi che abbiamo
un ruolo fondamentale nella possibilità di salvaguardare il nostro
pianeta. Come dice Albert Einstein“Il mondo è un bel posto e per esso
vale la pena di lottare. È nostro dovere rendere al mondo almeno
altrettanto quello che abbiamo ricevuto.”