Idrosfera Continentale
Geografia fisica - A.A. 2015/2016
Introduzione
n Ciclo Idrologico
n Ghiacciai, acque sotterranee, corsi d’acqua e
laghi
n
Risorse Idriche e principali utilizzi
dell’Idrosfera Continentale
n Inquinamento delle acque continentali
Idrosfera Continentale: una porzione
dell’idrosfera terrestre
• L’idrosfera continentale comprende i ghiacciai, le nevi, il
ghiaccio nel terreno, le acque sotterranee, i laghi e i corsi
d’acqua. Essa rappresenta soltanto il 4% delle risorse idriche
globali del sistema Terra. Tuttavia si tratta di acqua «dolce»,
essenziale per tutti gli organismi.
• Il complesso delle acque allo stato solido prende il nome di
criosfera.
• Il complesso
delle acque allo
stato liquido
costituisce le
acque continentali.
Il ciclo dell’acqua
•
L’esistenza delle risorse idriche è legata alla continua circolazione delle
acque tra atmosfera, idrosfera, litosfera e biosfera, cioè al ciclo dell’acqua o
ciclo idrologico. L’acqua si sposta ciclicamente tra i principali serbatoi
naturali: oceano globale, atmosfera, terre emerse.
• Il ciclo dell’acqua (circolazione dall’oceano all’atmosfera, alle terre
emerse, poi oceano) si realizza attraverso variazioni dello stato fisico
dell’acqua ed è alimentato dall’energia solare.
• Il riscaldamento provoca l’evaporazione delle acque superficiali degli
oceani. L’acqua entra nell’atmosfera sotto forma di vapore. Con la
condensazione (o sublimazione), l’acqua tornata allo stato liquido raggiunge
in parte i continenti e in parte ritorna agli oceani e ai mari.
Il ciclo dell’acqua
Dell’acqua di precipitazione:
– una porzione penetra nel suolo per infiltrazione (falde
idriche) e può alimentare un deflusso profondo (che in
tempi più o meno lunghi riporterà l’acqua in superficie:
sorgenti, letti fluviali, bassi fondali marini);
– una porzione alimenta il deflusso superficiale (che
attraverso i fiumi convoglia le acque verso gli oceani e i
mari);
– una porzione torna all’atmosfera per evaporazione;
– una porzione è assorbita dalle piante e da queste restituita
all’atmosfera per traspirazione.
All’insieme di questi ultimi due processi si dà il nome di
evapotraspirazione.
Il ciclo dell’acqua
• Il ciclo dell’acqua può essere tradotto in termini quantitativi eseguendo il
bilancio idrologico globale della Terra, espresso dall’equazione:
P = D + ET + I
dove P rappresenta l’entità delle precipitazioni, ET l’evapotraspirazione D
il deflusso superficiale e I l’infiltrazione
• Si tratta di un bilancio termico idrologico su un elevato numero di anni
(bilancio annuale medio =/ particolare)
• Il bilancio idrologico assume valori differenti nelle diverse zone del
pianeta (=/ condizioni climatiche). La determinazione del bilancio
idrologico di un dato territorio è importante ai fini della programmazione
dell’uso dell’acqua
Il ciclo idrologico***
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
• Nelle regioni dove le precipitazioni avvengono in forma solida si
formano campi di neve. Se coperti da altre nevicate, si trasformano in
manti di ghiaccio
• La trasformazione della neve in ghiaccio è un processo lento, che
avviene per modificazioni successive: la neve invernale che riesce a
conservarsi fino alla stagione fredda successiva viene coperta e
compressa da altra neve, fonde e ricristallizza, aumentando
progressivamente la sua densità (nevaio
ghiacciaio)
• Neve e ghiaccio si conservano come tali soltanto al di sopra del limite
delle nevi permanenti, cioè laddove le condizioni climatiche sono tali da
non consentire, nella stagione calda, la completa fusione della neve
caduta in inverno
• Tale limite si trova a quote molto elevate presso l’Equatore
(4000-5000m) e raggiunge massime altezze (6000m) ai tropici
(precipitazioni più scarse). Verso i poli il limite si abbassa (Antartide:
livello del mare)
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
• Un ghiacciaio è una grande massa di ghiaccio – derivante
dalla neve – che occupa una superficie a varia inclinazione
e si muove sotto la spinta del proprio peso
• In ogni ghiacciaio si individuano 2 parti con funzioni
distinte:
– una zona di alimentazione (parte più alta, zona di accumulo
della neve che si trasforma in ghiaccio e rifornisce il ghiacciaio);
– una zona di ablazione (parte sotto il limite delle nevi
permanenti, zona in cui prevale la fusione o comunque la perdita di
ghiaccio)
• Ogni ghiacciaio termina con la fronte, dalla quale può
fuoriuscire un torrente glaciale
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
• In base alle proprietà fisiche (temperatura ed eventuale
presenza di acqua di fusione), si distinguono:
– ghiacciai polari o freddi (come la calotta dell’Antartide, dove
l’intera massa di ghiaccio conserva temperature sotto gli 0°
per tutto l’anno e la fusione è quasi inesistente);
– ghiacciai temperati o caldi (come quello delle Alpi, nei quali
durante l’estate la temperatura sale sopra lo 0 alternando
fasi di fusione e di ricristallizzazione, con la circolazione di
acqua abbondante);
– ghiacciai intermedi o subpolari (nei quali la fusione è limitata
e giunge non oltre una certa profondità)
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
• In base alla forma si distinguono:
– calotte glaciali, o inlandsis (presenti in Antartide, Groenlandia e
Islanda, con spessori fino ai 2000m e a volte giungono fino al mare,
dove i movimenti di marea e le onde staccano blocchi di ghiaccio
chiamati iceberg che vanno alla deriva finché fondono)
– ghiacciai di tipo scandinavo (partono come i primi da calotte
glaciali, che coprono gli altopiani per poi scendere con più braccia
lungo valli che sono disposte a raggiera o parallele)
– ghiacciai di tipo alaschiano (o pedemontani, sono formati da più
colate glaciali distinte che scendono da vallate montane e giunti in
pianura si congiungono per formare una fascia unica ai piedi delle
catene montuose)
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
– ghiacciai di tipo hymalaiano o vallivi composti (confluiscono
da più valli con lingue che scendono da alte catene. Il loro giaccio,
che ha un comportamento plastico ma è molto viscoso, ne
impedisce la mescolanza, cosicché alla fine si sovrappongono o si
affiancano in un grande letto conservando la propria individualità)
– ghiacciai di tipo alpino o vallivo (partono generalmente da
un’alta e ampia concavità della roccia, detta circo, e scendono verso
valle con una lingua che può essere molto sviluppata in lunghezza)
– ghiacciai di tipo pirenaico (di dimensioni ridotte, adagiati in
forme più o meno concave scavate sotto le creste o lungo le pendici
dei versanti e non presentano espansioni terminali a lingua)
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
1. Calotte Glaciali
2. Ghiacciaio Scandinavo
3. Ghiacciai di tipo alaschiano
4. Ghiacciai di tipo himalayano o
vallivo composto
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
5. Ghiacciaio alpino o vallivo
6. Ghiacciaio pirenaico
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
• Nonostante l’apparente immobilità, il ghiacciaio si sposta
scorrendo. Il movimento dei ghiacciai è dovuto:
- alla forza di gravità (tanto più efficace quanto maggiore è il pendio su
cui poggia la massa ghiacciata e quanto più grande è lo spessore del
ghiaccio)
- alla plasticità del ghiaccio e ai moti intergranulari (i granuli possono
fondere sotto forte pressione facilitando lo spostamento, soprattutto nei
ghiacciai temperati dove è presente acqua di fusione)
Le trazioni cui è sottoposto il ghiaccio durante il movimento
portano alla formazione di crepacci e seracchi.
• La velocità del ghiaccio dei ghiacciai è variabile:
- ridotta all’interno delle calotte continentali,
- intermedia nei ghiacciai di tipo himalayano,
- minore nei ghiacciai alpini.
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
• I movimenti di un ghiacciaio comportano il trasferimento della
massa ghiacciata a quote o latitudini più basse, dove inizia
l’ablazione (riduzione della quantità di ghiaccio per fusione o
distacco di iceberg)
• La differenza tra ablazione e alimentazione fornisce il bilancio di
massa glaciale, che può aumentare o diminuire a seconda della
superiorità o meno dell’alimentazione rispetto all’ablazione. Quando
l’ablazione supera l’alimentazione il ghiacciaio si riduce. Nel caso in
cui l’alimentazione superi l’ablazione il ghiacciaio di espande
• Attualmente i ghiacciai ricoprono circa 16 milioni di km2 di terre
emerse; di questi circa 13,5 milioni di km2 si trovano nel Continente
Antartico. Durante le epoche glaciali del Quaternario i ghiacciai
erano ben più estesi e diffusi
Le nevi permanenti, il ghiaccio e i
ghiacciai
Le acque sotterranee e le sorgenti
• L’infiltrazione (= processo di penetrazione dell’acqua nel suolo) dipende
da numerosi fattori: permeabilità delle rocce (= proprietà di lasciarsi
attraversare dall’acqua >>> grado di fratturazione e dalla loro porosità,
> o < presenza di interstizi tra i granuli
• Un corpo roccioso in grado di trattenere acque in quantità utile per
alimentare sorgenti e pozzi è un acquifero. Un corpo roccioso
impermeabile che impedisce il movimento è un acquicludo
• Le acque di precipitazione che si infiltrano nel sottosuolo scendono in
profondità per gravità, finché non incontrano rocce impermeabili
(acquicludo). Si forma così una falda idrica
• Una falda idrica che è contenuta in un acquifero affiorante in superficie
ed è limitata inferiormente da un acquicludo è detta falda freatica. Una
falda idrica contenuta in un acquifero compreso tra due acquicludi è
detta falda imprigionata
Le acque sotterranee e le sorgenti
• Le acque infiltratesi nel sottosuolo possono riemergere attraverso le
sorgenti. In base alla loro origine si distinguono:
– sorgenti di deflusso;
– sorgenti di sbarramento;
– sorgenti di trabocco;
– sorgenti carsiche.
• La portata di
una sorgente è
la quantità di
acqua che
s g o r g a
nell’unità di
tempo. Essa si
esprime in litri/
secondo.
Le acque sotterranee e le sorgenti***
A. Sorgente di deflusso
B. Sorgente di Sbarramento
C. Sorgente di Trabocco
D. Sorgente carsica
I corsi d’acqua
• Una parte delle acque di precipitazione cadute sulle terre emerse
ritorna al mare attraverso i fiumi
• Un fiume è un corso d’acqua perenne, alimentato dalle sorgenti, dalle
piogge ed eventualmente dalla fusione delle nevi e dei ghiacci. Un
torrente è un corso d’acqua intermittente
• La porzione di terra emersa che con le sue acque alimenta un fiume (o
un torrente) ne costituisce il bacino idrografico o imbrifero, che è
delimitato dalla linea spartiacque che lo separa dai bacini adiacenti e
racchiude al suo interno un sistema fluviale o reticolo idrografico (corso
d’acqua principale + secondari = affluenti)
• Il bacino idrogeologico di un sistema fluviale (o reticolo idrografico) ha
estensione e limiti dipendenti dalla struttura geologica e perciò spesso
non coincide con il bacino idrografico
I corsi d’acqua
q = A*v
I corsi d’acqua
• La variazione della portata nell’arco dell’anno costituisce il
regime di un corso d’acqua, che è strettamente legato:
- alle condizioni climatiche
- alla struttura geologica
- alla topografia
- alla copertura vegetale
- alle opere umane
• Il deflusso è la quantità di acque che un fiume porta in
mare in un anno. L’afflusso meteorico è la quantità di acqua
che cade nel bacino idrografico del fiume in un anno. Il
rapporto tra il deflusso e l’afflusso meteorico è il coefficiente
I corsi d’acqua
I laghi e le conche d’acqua minori
• I laghi sono masse d’acqua, per lo più dolce, raccolte in
depressioni naturali senza comunicazione diretta con il mare.
• In base alla loro origine si distinguono:
– laghi di escavazione glaciale (laghi di circo e laghi vallivi): I primi
occupano le conche scavate da grandi ghiacciai durante le epoche
glaciali del Quaternario (laghi alpini sopra i 2000 m di quota). I laghi
vallivi sono dovuti all’escavazione profonda di un tratto terminale di
valle ad opera delle parti più basse di ghiacciai oggi spariti (laghi
prealpini come il lago Maggiore)
– laghi di sbarramento: si originano per ostruzione di un tratto di
valle a causa di una frana, o di accumulo di materiale, o a causa di
una colata di lava (lago Scanno in Abruzzo)
– laghi carsici: occupano depressioni causate dall’azione chimica
delle acque meteoriche sulle rocce calcaree (lago del Matese -Isernia)
I laghi e le conche d’acqua minori
– laghi craterici: occupano i crateri dei vulcani spenti, o vaste depressioni
vulcaniche formate da gruppi di crateri di esplosione (laghi dell’Italia
centrale: Albano, Bolsena, Nemi, ecc.)
– laghi di cavità tettonica: causati da acque raccolte in depressioni causate
da abbassamenti di porzioni di crosta terrestre a causa di movimenti tettonici
(i laghi dell’Africa orientale allineati lungo una grande fossa tettonica)
– laghi relitti: masse d’acqua di origine marina rimaste isolate da movimenti
tettonici o da addossamenti del livello del mare >> salati (mar Caspio e lago
d’Aral)
– laghi costieri: si formano per accumulo, verso il mare, di cordoni di sabbia
che in alcuni casi sbarrano le acque provenienti dalle terre emerse (laghi delle
Landes in Francia, laghi di Lesina e Varano, di Orbetello)
– laghi di sbarramento artificiale: formatisi per la costruzione di dighe
I laghi e le conche d’acqua minori
• I laghi sono alimentati dalle acque meteoriche, da quelle
di falda e da quelle degli immissari (fiumi).
Parte della loro acqua viene rimossa per evaporazione e
mediante eventuali emissari.
• Il bilancio tra l’acqua ricevuta e quella persa è il bilancio
idrico del lago.
Dipende da: presenza/assenza di collegamenti fluviali,
drenaggio e raccolta delle acque piovane, perdite nel
sottosuolo, evaporazione.
I laghi e le conche d’acqua minori
• Le principali caratteristiche delle acque lacustri riguardano:
– trasparenza: solitamente inferiore al mare poiché gli immissari
generalmente disperdono una discreta quantità di detriti in
sospensione
– colore: dipende da numerosi fattori tra cui il tempo atmosferico. Il
geografo svizzero Forel ha istituito per i laghi una scala cromatica di 11
gradi di tonalità che vanno dall’azzurro al giallastro per la
classificazione
– salinità: dipende dalla genesi del lago
I laghi e le conche d’acqua minori
– temperatura: dipende dalla latitudine, dall’altitudine, dalla
profondità del lago e dalle caratteristiche climatiche locali,
nonché dalle temperature dell’immissario. In ogni caso un
lago abbastanza grande attenua la rigidità invernale e il
calore estivo
Nelle zone temperate e in laghi con una profondità di almeno 10
metri, la distribuzione del calore determina una stratificazione
termica verticale delle acque. Nella stagione più calda la colonna
d’acqua può essere suddivisa in tre strati di spessore variabile in
funzione della profondità e dell’ubicazione geografica del lago:
n Epilimnio (strato superiore): le acque sono continuamente
rimescolate dal vento con temperature elevate e omogeneamente
distribuite
n Metalimnio (intermedio): con elevato gradiente termico verticale
n Ipolimnio (profondo): dove l’acqua ha temperature inferiori e
I laghi e le conche d’acqua minori
• La dinamica dei laghi è l’insieme dei movimenti delle loro acque.
È dovuta principalmente:
– all’immissione ed emissione di acque ad opera dei fiumi
– ai venti
– alle differenze di temperatura all’interno della massa d’acqua
– modesti effetti di marea
Le sesse sono oscillazioni dell’intera superficie lacustre, causate
principalmente da variazioni della pressione atmosferica in
associazione al continuo soffiare del vento in una stessa direzione
• Le paludi e gli stagni sono distese di acque basse ospitate in leggere
depressioni, spesso sotto il livello del mare. Le maremme sono estese
piane acquitrinose prossime al mare.
L’inquinamento delle acque continentali
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Principali fonti d’inquinamento di fiumi e laghi sono:
le acque residuali urbane
le acque di scarico delle industrie
le acque che derivano dall’agricoltura
• Un altro fenomeno molto diffuso nei laghi (come in mare) è quello
dell’eutrofizzazione, che si manifesta per un eccesso di nutrienti la cui
provenienza è dagli scarichi organici delle abitazioni e dai detersivi.
Consiste nel proliferare di alghe «concimate» dai fosfati e dai nitrati.
• I fiumi smaltiscono più rapidamente dei laghi le sostanze inquinanti.
Quando un fiume sfocia in un lago, la massa d’acqua lacustre trattiene
buona parte delle sostanze dannose provenienti dal fiume, oltre a
quelle che vengono immesse direttamente nel lago dalle abitazioni e
dalle industrie costiere.
• Le falde idriche, sia quelle freatiche che quelle artesiane, sono in
collegamento con le acque correnti superficiali e possono essere
facilmente inquinate.
L’inquinamento delle acque continentali
