Olimpiadi di scienze naturali fase d’istituto febbraio 2011 La prova è costituita da 5 parti, per un totale di 30 domande. Scuola. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alunno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PARTE PRIMA La culla dell’umanità Leggi il testo e rispondi alle 5 domande che seguono facendo riferimento anche alle tue conoscenze personali. È la culla dell’umanità, il continente che ha visto nascere la nostra specie e oggi è popolata da individui geneticamente molto diversi tra loro. Dopo dieci anni di studi, un gruppo internazionale di ricercatori ha finalmente pubblicato la mappa genetica dell’Africa, raccogliendo l’archivio più esteso di dati genetici sui suoi abitanti, grazie al quale siamo già in grado di ripercorrere a ritroso la storia dell’umanità. Uno dei primi risultati è stata la possibilità di localizzare il luogo di nascita dell’uomo moderno (tra Sudafrica e Namibia), poi si è potuto cominciare a disegnare i percorsi delle migrazioni dei nostri antenati, che, in parte, sono usciti dal continente africano verso oriente, per andare a colonizzare Europa, Asia e poi America e Australia. I ricercatori hanno preso in considerazione centotredici popolazioni africane, più altre afroamericane e non africane, e sono andati a cercare come variavano 1327 marker del DNA. Per gli afroamericani si è trovata una grande variabilità genetica, a dimostrazione del fatto che i loro antenati erano schiavi provenienti da varie zone dell’Africa occidentale, che poi si sono mescolati moltissimo. Per gli altri, si è visto che gli africani di oggi possono essere ricondotti a quattordici popolazioni, simili dal punto di vista genetico quanto da quello culturale. (da «Siamo tutti namibiani», Zanichelli news) 2 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Qual è la fonte della variabilità di cui si parla nel testo e che caratterizza la straordinaria diversità non solo degli esseri umani, ma di tutti gli esseri viventi? a b c d e 2 la selezione naturale le mutazioni l’adattamento la selezione sessuale la lotta per la sopravvivenza Pur derivando tutti dall’Africa, gli esseri umani presentano una colorazione della pelle che schiarisce progressivamente mentre ci si allontana dall’Equatore. Come si può spiegare questo fenomeno in termini evolutivi? a il colore della pelle non è determinato geneticamente, ma dipende dall’ambiente e quindi dalle radiazioni solari incidenti, che cambiano con la latitudine b le varie popolazioni umane, caratterizzate da una diversa colorazione della pelle, hanno occupato le differenti zone della Terra in base all’intensità delle radiazioni solari c la selezione naturale ha determinato l’affermarsi dei differenti fenotipi in relazione alla latitudine d i raggi solari hanno provocato mutazioni fenotipiche che hanno modificato il colore della pelle e sono state trasmesse di generazione in generazione e le popolazioni africane si sono incrociate con altre popolazioni locali dalla pelle più chiara, determinando così un rimescolamento dei geni 3 Riguardo al meccanismo di diffusione dell’essere umano sulla Terra esistono due teorie differenti. La prima è il modello multiregionale, secondo cui le popolazioni moderne si sarebbero evolute in Africa, Asia ed Europa a partire dalle forme più arcaiche del genere Homo che risiedevano già in queste aree geografiche. La seconda è quella descritta nel testo, detta dell’Arca di Noè, che sostiene un’evoluzione africana più recente e una successiva diffusione dell’uomo moderno nei vari continenti, seguita poi da una sostituzione delle popolazioni arcaiche già presenti. Sulla base di quello appena letto quale pensi potrebbe essere una prova a favore della seconda teoria appena descritta? a il fatto che H. sapiens e H. neanderthalensis appartengano alla stessa specie b la differenza genetica e morfologica che esiste tra H. habilis e H. sapiens c l’assenza di fossili che testimoniano i movimenti migratori del genere Homo al di fuori dell’Africa d il fatto che H. sapiens e H. neanderthalensis siano due specie distinte e la presenza di prove che testimoniano l’incrocio tra H. sapiens e H. neanderthalensis 3 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Il diagramma che segue schematizza il possibile percorso evolutivo che ha caratterizza- 150 Europa Medio Oriente neandertaliani Asia Africa Europa Asia Africa Homo sapiens sapiens neandertaliani Migliaia di anni fa oggi Medio Oriente to l’essere umano moderno. Homo sapiens arcaico 400 Homo erectus A B Osservando i due alberi filogenetici e facendo anche riferimento al testo della domanda precedente si può affermare che a l’albero A rappresenta l’ipotesi multiregionale e l’albero B quella dell’Arca di Noè b l’albero B rappresenta l’ipotesi multiregionale e l’albero A quella dell’Arca di Noè c entrambe le immagini rappresentano l’ipotesi multiregionale, ma ipotizzano datazioni differenti d entrambe le immagini rappresentano l’ipotesi dell’Arca di Noè, ma ipotizzano datazioni differenti e i parenti più prossimi dell’uomo europeo sono gli africani 5 Gli studi genetici hanno mostrato che la diversità maggiore che esiste tra gli esseri umani si trova proprio in Africa e non, per esempio, tra asiatici ed europei, oppure tra africani e americani. Quale pensi sia il motivo di questo risultato? a le condizioni climatiche tipiche del continente africano hanno spinto l’essere umano verso una maggiore diversificazione rispetto alle popolazioni degli altri continenti b in Africa è probabile che il tasso di mutazione sia stato più ridotto che negli altri continenti c ciò dipende dal fatto che l’Africa mostra una maggiore omogeneità geografica rispetto agli altri continenti d le popolazioni africane hanno avuto a disposizione un tempo maggiore per differenziarsi geneticamente e si tratta di una conseguenza dei grandi fenomeni immigratori che hanno caratterizzato il continente africano circa 200 000 anni fa 4 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PARTE SECONDA I batteri abissali Leggi il testo e rispondi alle 5 domande che seguono facendo riferimento anche alle tue conoscenze personali. L’esistenza di microrganismi in grado di metabolizzare metano non è certo una novità. Le comunità di batteri che vivono nei fondali nel Golfo del Messico sarebbero però in grado di farlo con particolare efficienza. A rivelarlo è uno studio pubblicato sulla rivista Deep-Sea Research II. Ciò che ha stupito il gruppo di studio di Peter R. Girguis e colleghi non è stata quindi la presenza di comunità batteriche in grado di metabolizzare il metano, ma l’entità di tale processo: da 10 a 100 volte superiore rispetto a quanto si ipotizzasse. Ma come si fa a misurare la quantità di metano consumata da batteri che vivono su fondali oceanici ad una profondità di oltre 5000 piedi? Attraverso una nuova tecnica, i ricercatori sono stati in grado di calcolare la concentrazione di metano nelle acque circostanti le fughe di gas. Combinando poi questi valori con i livelli di metabolismo dei batteri hanno ricavato il tasso di consumo di metano da parte dei microrganismi. Come è noto da tempo, gli oceani sono responsabili della produzione e del rilascio in atmosfera di una grande quantità di metano, lo studio di questi batteri apre quindi interessanti prospettive sul fronte della ricerca sui cambiamenti climatici. Insieme all’anidride carbonica, il metano fa infatti parte dei cosiddetti «gas serra» e – come tale – contribuisce all’effetto iper-serra del nostro pianeta. (da «Dalla marea nera del Golfo un banchetto per batteri», Zanichelli news) 5 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Il metano è il gas che alimenta i fornelli e il riscaldamento della maggior parte delle abitazioni. Per liberare energia necessita di una scintilla che gli permetta di reagire con un comburente. Quale delle seguenti reazioni indica correttamente la combustione del metano? a CH4 1 O2 : CO2 1 2H2O b CH4 1 O2 : CO2 1 2H2 c CH4 1 2O2 : CO2 1 2H2O d CH4 1 CO2 : O2 1 2H2O e CH4 1 2O2 : CO2 1 H2O 7 Nel testo si legge che i batteri vivono a profondità anche superiori ai 5000 piedi. Sapendo che un piede equivale a 30,48 cm, a quale valori di pressione dovrebbero essere eseguite le misurazioni? a circa 15400 millibar b circa 11650 mmHg c circa 500 atm d circa 52 atm e circa152 atm 8 Nel testo si legge che il metano contribuisce all’effetto serra del nostro pianeta, ciò accade perché a assorbe la maggior parte delle radiazioni solari incidenti b trattiene le radiazioni ultraviolette provenienti dalla superficie terrestre c genera elevate quantità di anidride carbonica d trattiene le radiazioni infrarosse provenienti dalla superficie terrestre e riflette le radiazioni solari incidenti 9 Sulla base di quanto letto nel testo, quale pensi sia il metabolismo che svolgono i batteri in questione? Per rispondere correttamente rifletti sul tipo di ambiente che ospita questi microrganismi. a ossidazione anaerobia b ossidazione aerobia c combustione d fotosintesi e metanogenesi 10 Sulla base di quanto hai letto, secondo te, perché lo studio di questi batteri è particolarmente interessante nella ricerca sui cambiamenti climatici? a perché i batteri producono elevate quantità di metano, aumentando così l’effetto serra b perché i batteri demoliscono parte del metano evitando che venga liberato in atmosfera e contribuisca all’effetto serra c perché i batteri demoliscono il metano, aumentando così l’effetto serra d perché i batteri combinano il metano con l’ossigeno e lo trasformano in anidride carbonica che aumenta l’effetto serra e perché i batteri provocano frequenti fughe di metano che si libera in atmosfera aumentando l’effetto serra 6 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PARTE TERZA Quanta acqua su Marte! Leggi il testo e rispondi alle 7 domande che seguono facendo riferimento anche alle tue conoscenze personali. Quei due lassù ci danno un sacco di soddisfazioni. Sono le sonde Spirit e Opportunity della Nasa, che trotterellano sulla superficie di Marte dal gennaio 2004 e che continuano a darci informazioni sul Pianeta Rosso: l’ultima, appena pubblicata sulla rivista Science, riguarda l’annosa questione della presenza di acqua, che secondo gli ultimi dati sarebbe esistita in quantità talmente grandi da lasciare il segno sottoforma di rocce ricche in carbonati. Si è visto che i carbonati non sono presenti solo in piccole tracce, come si pensava fino a oggi, ma costituiscono fino al 25% in peso di alcune rocce, cioè dieci volte quanto stimato in precedenza. Questi valori, hanno spiegato gli scienziati, fanno pensare a grandi quantità di acqua e probabilmente anche a una temperatura sensibilmente più alta di quella che finora si credeva: il Pianeta Rosso di un tempo doveva anche avere un’atmosfera spessa, quasi un effetto serra, e condizioni favorevoli alla vita, che ancora cerchiamo. (da «Quanta acqua su Marte!», Zanichelli news) 7 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Per quale motivo Marte viene chiamato «Pianeta Rosso»? a a causa della presenza di minerali di rame sulla superficie b a causa dell’elevato effetto serra che caratterizza il pianeta c a causa della presenza di minerali di ferro sulla superficie d a causa della vicinanza al Sole e quindi di un’elevata temperatura superficiale e a causa della presenza di vapori di sodio nell’atmosfera 12 In base a quanto hai letto nel testo che tipo di rocce pensi siano i carbonati ritrovati su Marte? a ignee intrusive b metamorfiche c sedimentarie clastiche d sedimentarie chimiche e ignee effusive 13 Quale delle seguenti rocce è un carbonato presente in certe aree della superficie terrestre? a la selce b il granito c la magnetite d l’arenaria e la dolomite 14 Nell’ultimo passaggio del testo si legge che probabilmente su Marte, in passato, sono esistite condizioni favorevoli alla vita, una delle quali è certamente la presenza di un’atmosfera. Un corpo celeste può trattenere un’atmosfera solo se le molecole che la compongono si muovono meno velocemente della velocità di fuga che lo caratterizza. Quindi da cosa pensi dipenda sostanzialmente la presenza o meno di un involucro gassoso attorno ai pianeti? a dalla distanza dal Sole e dalla dimensione del pianeta b dalla temperatura del pianeta c dalla dimensione del pianeta d dalla presenza di acqua sulla superficie del pianeta e dalla velocità di rotazione e di rivoluzione del pianeta 15 In base alla risposta che hai fornito alla domanda precedente quale dei seguenti pianeti pensi sia privo di atmosfera? a Saturno b Mercurio c Urano d Plutone e Venere 8 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 L’immagine che segue è una fotografia scattata da una sonda spaziale della NASA e rappresenta la superficie di Marte. Dalla sua osservazione quale delle seguenti ipotesi riguardo alla storia passata del pianeta pensi possa essere confermata? a la superficie del pianeta è stata sicuramente colpita da meteoriti b il pianeta era caratterizzato da un’intensa attività endogena c sul pianeta era presente acqua d la superficie del pianeta è stata modellata dal vento solare e il pianeta ha sempre posseduto una spessa atmosfera 17 Se ci si trova sulla superficie di un pianeta sprovvisto di atmosfera quale dei seguenti fenomeni NON è possibile osservare? a l’impatto con meteoriti b la lenta azione del vento solare c l’alternarsi del dì e della notte d i crepuscoli e le aurore e l’alternanza delle stagioni 9 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PARTE QUARTA CoRoT-9b, il pianeta temperato Leggi il testo e rispondi alle 6 domande che seguono facendo riferimento anche alle tue conoscenze personali. È tutta questione di clima: per immaginare che ci sia qualche forma di vita simile alla nostra nell’Universo, bisogna trovare pianeti simili alla Terra anche dal punto di vista climatico. E per la prima volta un’equipe internazionale di ricercatori (tra cui l’astronomo padovano Mauro Barbieri) ha individuato al di fuori del nostro sistema solare un pianeta con caratteristiche climatiche «temperate». Infatti CoRoT-9b, questo il nome del nuovo pianeta extrasolare, ha una temperatura che oscilla tra i 220 e i 160 °C. Purtroppo il pianeta è un gigante gassoso in gran parte fatto di idrogeno ed elio, quindi non è molto ospitale per l’essere umano; inoltre si trova a circa 1500 anni luce dalla Terra. Secondo alcuni astronomi, le scoperte di CoRot fanno presagire che il satellite Keplero, il «cacciatore di pianeti extrasolari» lanciato in orbita un anno fa, troverà presto una «Terra» abitabile in un altro sistema solare. Keplero è un telescopio fotometrico, capace cioè di registrare l’intensità luminosa delle stelle. Questo strumento è orientato su un’area della Via Lattea, compresa tra la costellazione del Cigno e quella della Lira, in cui si trovano molte stelle analoghe al Sole. (da «CoRoT-9b, il pianeta temperato», Zanichelli news) 10 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 A quale distanza chilometrica equivalgono 1500 anni luce? a circa 1,4 1016 km b circa 6 1014 km c circa 2,4 1014 km d circa 3,9 1012 km e circa 0,45 109 km 19 Quali sono i pianeti giganti gassosi del Sistema Solare? a Giove e Saturno b Giove, Saturno e Urano c Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone d Giove, Saturno, Urano e Nettuno e Giove, Saturno e Nettuno 20 Nell’ultimo passaggio del testo si parla di quella del Cigno e di quella della Lira, che cosa si intende per costellazione? a un insieme di stelle che ruotano attorno ad un medesimo nucleo galattico b un insieme di stelle che in realtà si trovano a diverse distanze dall’osservatore c un insieme di stelle distanti anche molti anni luce tra di loro, ma poste sullo stesso piano d un insieme di stelle con analoga magnitudine apparente e collegate da un disegno immaginario e un insieme di stelle con analoga magnitudine assoluta e collegate da un disegno immaginario 21 Quando in una notte limpida si guarda il cielo stellato si vede un’area più chiara che lo attraversa e che viene indicata, non del tutto propriamente, come Via Lattea. In realtà si tratta a del disco galattico della Via Lattea, che essendo più densamente popolato di stelle appare più luminoso b del braccio della nostra galassia sul quale si trova il Sistema Solare c delle costellazioni della Via Lattea più vicine alla Terra, che quindi sono più luminose d del riflesso del Sole sugli altri pianeti del Sistema Solare e della luce che il nostro pianeta riflette nello spazio 11 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Le radiazioni luminose che riceviamo da altre galassie dell’Universo sono tutte traslate verso la lunghezza d’onda del rosso. Per spiegare questo dato si prende in prestito un fenomeno acustico noto come effetto Doppler, per cui le lunghezze d’onda delle onde sonore divengono più corte quando la sorgente si avvicina all’osservatore e più ampie quando si allontana. Come si interpreta quindi questo red-shift ottico in ambito astronomico? a le altre galassie dell’Universo si stanno tutte avvicinando alla nostra b le galassie dell’Universo emettono suoni che possiamo registrare con opportune strumentazioni c le altre galassie dell’Universo si stanno tutte allontanando dalla nostra d le galassie dell’Universo ci appaiono in movimento, mentre in realtà sono immobili e la nostra galassia si sta lentamente rimpicciolendo 23 Nel testo si legge che il telescopio Keplero registra le variazioni di intensità luminosa delle stelle; quale tra le seguenti affermazioni ti sembra corretta per spiegare il procedimento utilizzato dal telescopio per identificare la presenza di pianeti extrasolari che ruotano attorno alla propria stella? a il telescopio individua un pianeta quando percepisce degli aumenti di intensità della luminosità stellare b il telescopio individua un pianeta quando rileva la presenza di satelliti ad esso associati c il telescopio individua un pianeta quando percepisce una diminuzione ciclica dell’intensità luminosa della stella, dovuta al transito del pianeta nel tratto di orbita situata dietro la stella stessa d il telescopio individua un pianeta quando percepisce un aumento dell’intensità luminosa della stella dovuto al transito del pianeta nel tratto di orbita posto tra la stella e il telescopio stesso e il telescopio individua un pianeta quando percepisce delle diminuzioni di intensità della luminosità stellare che si ripetono regolarmente 12 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PARTE QUINTA Carote dall’ultimo ghiacciaio Leggi il testo e rispondi alle 7 domande che seguono facendo riferimento anche alle tue conoscenze personali. Per capire il clima del futuro possiamo studiare quello del passato. È quello che pensano i glaciologi che hanno condotto una spedizione sul Puncak Jaya, una montagna indonesiana. Su quella montagna, che con i suoi 5000 m di altezza è la cima più alta dell’Oceania, si trova uno degli ultimi ghiacciai vergini della fascia tropicale della Terra. I ricercatori hanno progettato sei carotaggi, cioè prelievi di ghiaccio in profondità, per studiare l’evoluzione del clima ai tropici e nella regione del Pacifico. I risultati? Per ora non ci sono certezze, se non che questa è una delle ultime occasioni per scoprire cosa celano i ghiacci di Puncak Jaya. Infatti quasi tutti i ghiacciai di Papua sono ormai scomparsi, e anche questo potrebbe a breve non esistere più. Nei ghiacci i ricercatori cercano indizi delle condizioni ambientali e climatiche in cui il ghiacciaio si è formato. Per esempio pollini che indicano cambiamenti nella vegetazione della zona, frammenti di piante e sostanze organiche intrappolate nel ghiaccio. Inoltre, possono comprendere lo stato delle precipitazioni e la storia delle temperature di quell’area. Ognuna della carote estratte misura 50 m e permette di tornare indietro nel tempo di 11 700 anni. Un periodo prezioso per comprendere meglio l’evoluzione del clima della Terra e in particolare dell’Indonesia. (da «Carote dall’ultimo ghiacciaio», Zanichelli news) 13 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Se le carote di 50 m permettono di ricavare dati di 11 700 anni fa, in linea teorica, quanto profonde devono essere le trivellazioni eseguite nella stazione antartica di Vostok, che forniscono informazioni risalenti a 450000 anni fa? a circa 2 km c circa 1,3 km e circa 19 km 25 b circa 1900 km d circa 105 km Secondo te, per quale motivo il ghiaccio rappresenta un’ottima fonte di analisi della composizione atmosferica del passato? a perché conserva al suo interno l’acqua presente all’epoca della sua formazione b perché sciogliendosi e riformandosi in continuazione non risente delle variazioni che caratterizzano il suo ambiente di formazione c perché conserva al suo interno piccole quantità dell’aria che costituiva l’atmosfera presente all’epoca della sua formazione d perché si tratta di un campione che non è influenzato dalle attività umane e perché si trova prevalentemente in aree geologicamente stabili (come l’Antartide) 0 –2 –4 –6 –8 oggi 100 200 300 Temperatura (°C) Le carote di ghiaccio prelevate nella freddissima stazione antartica di Vostok hanno permesso di ottenere informazioni riguardo agli ultimi 450000 anni di storia climatica della Terra. Osserva i grafici che seguono e rispondi alla domanda 26. +2 400 400 360 320 280 240 200 160 oggi 100 200 300 400 CO2 (parti per milione in volume) Migliaia di anni fa Migliaia di anni fa 26 Quale delle seguenti affermazioni è direttamente deducibile dai grafici? a il riscaldamento globale è un fenomeno esclusivo dell’epoca contemporanea b l’aumento della temperatura provoca un aumento della concentrazione di anidride carbonica c 150000 anni fa la temperatura del pianeta era di circa 8 °C inferiore a quella attuale d 350000 anni fa i livelli di CO2 sono stati in assoluto i più bassi e oggi la Terra ha raggiunto la massima temperatura degli ultimi 450000 anni 14 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Il grafico che segue rappresenta l’andamento dei principali gas responsabili dell’effetto serra. Concentrazione di gas serra dall’anno 0 al 2005 anidride carbonica (CO2) CH4 (parti per miliardo) CO2 (parti per milione) N2O (parti per miliardo) ossido metano di diazoto (N2O) (CH4) anno Dopo averlo osservato attentamente gli alunni di una classe formulano le seguenti ipotesi. a. nel corso degli ultimi 2000 anni la quantità dei gas serra presenti in atmosfera non è sempre aumentata b. i livelli di gas serra attuali sono i più alti mai raggiunti durante la storia della Terra c. l’andamento dei tre gas serra rappresentati è piuttosto simile d. il tasso di crescita dei gas serra è aumentato pressoché esponenzialmente durante l’ultimo secolo e. la temperatura del pianeta è aumentata molto velocemente nel corso degli ultimi 50 anni 27 Quali delle precedenti affermazioni ritieni errate perchè NON possono essere dedotte direttamente dal grafico? a a 1 b b c 1 d c d 1 b d e 1 c e b 1 e 28 Qual è la percentuale media complessiva di anidride carbonica presente nella troposfera? a circa 0,3% b circa 0,03% c circa 3% d circa 21% e circa 78% 15 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 In un articolo di una rivista scientifica si legge che «…il riscaldamento globale è un meccanismo che in parte si autoalimenta». In relazione a tale affermazione gli alunni di una classe forniscono le seguenti interpretazioni a. l’aumento della temperatura globale provoca un aumento dell’evaporazione marina che a sua volta determina un aumento dell’effetto serra b. l’aumento della temperatura globale provoca la riduzione dei ghiacci, quindi una diminuzione dell’albedo e di conseguenza un maggior riscaldamento della superficie terrestre c. l’aumento dei livelli di anidride carbonica induce un aumento dell’effetto serra che a sua volta provoca un aumento della temperatura d. l’aumento della temperatura globale provoca la riduzione dei ghiacci, quindi un aumento dell’albedo e di conseguenza un maggior riscaldamento della superficie terrestre e. l’aumento della temperatura globale provoca lo scioglimento dei ghiacci che a sua volta provoca un grande aumento delle emissioni di anidride carbonica in atmosfera Quale/i affermazioni pensi siano corrette? a a 1 b b a c b d a 1 d e c 30 Uno dei possibili modi per ridurre le emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera sarebbe quello di utilizzare maggiormente fonti energetiche rinnovabili. Quale delle seguenti fonti definiresti meno rinnovabile delle altre? a fotovoltaica b eolica c biofuel d geotermica e idroelettrica 16 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna Nome, cognome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . classe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RISPOSTE Parte Prima 1 a b c d e 2 a b c d e 3 a b c d e 4 a b c d e 5 a b c d e Parte Seconda 6 a b c d e 7 a b c d e 8 a b c d e 9 a b c d e 10 a b c d e Parte Terza 11 a b c d e 12 a b c d e 13 a b c d e 14 a b c d e 15 a b c d e 16 a b c d e 17 a b c d e Parte Quarta 18 a b c d e 19 a b c d e 20 a b c d e 21 a b c d e 22 a b c d e 23 a b c d e Parte Quinta 24 a b c d e 25 a b c d e 26 a b c d e 27 a b c d e 28 a b c d e 29 a b c d e 30 a b c d e 17 Copyright © 2011 Zanichelli Editore SpA, Bologna