sabato 8 maggio 2010

IDROSFERA TERRESTRE

 L’DROSFERA
L'acqua presente sul globo terrestre costituisce l'idrosfera.
L'idrosfera del pianeta terrestre è basata sul ciclo delle acque, che passano continuamente dallo stato liquido, a quello gassoso e, in alcuni casi, allo stato solido. La gran parte di queste acque è raccolta negli oceani, che ne permettono il continuo riciclo.
Sul nostro pianeta l'idrosfera è presente in forma solida, liquida e gassosa. E' raccolta in grandi serbatoi nelle concavità presenti sulla litosfera, la crosta solida del pianeta.
A seconda della grandezza del serbatoio possiamo definire le masse d'acqua come oceani, mari, laghi, fiumi, ghiacciai e vapore acqueo.
La consistenza dell'idrosfera è sostanzialmente costante da milioni di anni, pur mutando la sua distribuzione nelle varie forme possibili. Ad esempio, nelle ere glaciali parte dell'acqua allo stato liquido degli oceani e dei mari continentali si trasforma nello stato solido (ghiaccio). Il totale dell'idrosfera resta perlopiu invariato. Nel ciclo dell'acqua una parte del liquido viene trattenuta dalla litosfera per via dell'idratazione dei minerali. Quest'acqua viene poi rilasciata dalla litosfera sotto forma di vapore acqueo nelle aree vulcaniche.



Quanta acqua è presente nella litosfera?

La disponibilità totale mondiale d’acqua è ripartita in acque oceaniche, ghiacci, falde sotterranee, laghi, umidità, vapore acqueo, fiumi.
Di questi, il 96% è salata. Inoltre, su tutta l’acqua dolce, oltre il 68% è bloccata nei ghiacci delle calotte e dei ghiacciai. Un altro 30% è sotto terra. L’acqua dolce superficiale (laghi, fiumi) è circa lo 0,007% dell’acqua totale.
  • 96,5% oceani
  • 1,7% acque sotterranee
  • 1,6% ghiaccia
  • 0,2% acque superficiali

LE SORGENTI
Le acque che si infiltrano nel sottosuolo riemergono sottoforma di acque sorgive dopo un tempo più o meno lungo e ad una certa distanza dalla zona di ricarica.
Tipologie di sorgenti
L’origine delle sorgenti può essere collegata a cause geologiche e topografiche diverse, che danno luogo a sorgenti di diversa portata e tipologia che si distinguono per le modalità di affioramento:

  •  sorgenti reocrene: acque che scaturiscono dalla roccia e subito formano una piccola cascata o un ruscello che scorre con una certa velocità
  •  sorgenti limnocrene: acque che affiorano in una depressione a formare un piccolo lago che defluisce in un corso d’acqua
  •  sorgenti elocrene: acque affiorano in superficie dando luogo a limitate formazioni paludose
  •  sorgenti di deflusso: quando uno strato impermeabile inclinato affiora lungo un versante di una valle e fa scolare l’acqua accumulata entro le rocce sovrastanti.
  •  Le sorgenti di sbarramento sono dovute ad un ostacolo laterale, quale ad esempio una faglia o un filone, o una forte eterotropia laterale di facies, che fa accumulare una quantità d’acqua tale da sfiorare in superficie.
  • Le sorgenti di trabocco sgorgano ai lati di un letto concavo che raccoglie più acqua di quanta ne possa contenere, con un conseguente sversamento di una quantità d’acqua che corrisponde al surplus della capacità di immagazzinamento dell’acquifero.
  • Le sorgenti carsiche lasciano traboccare, a volte in quantità imponenti, le acque che sono penetrate in un rilievo attraverso le innumerevoli cavità presenti in una roccia calcarea elaborata dal carsismo.
Le sorgenti che alimentano il flusso di base dei corsi d’acqua si possono raggruppare in due grandi categorie: sorgenti puntuali e sorgenti lineari.
  •  Le sorgenti puntuali sono le più note ed appariscenti perché le loro acque emergono in superficie in punti chiaramente identificabili o in aree circoscritte; queste emergenze si trovano ad una quota ben definita e danno generalmente origine ad un corso d’acqua perenne.
  • Le sorgenti lineari sono assai meno note e meno evidenti delle sorgenti puntuali anche se, in molti bacini dell’Appennino centrale, erogano portate nettamente superiori a quelle fornite dalla sorgenti puntuali.
Le acque della sorgente lineare emergono in superficie, in modo diffuso, lungo un tratto di alveo fluviale e determinano un considerevole aumento della portata del corso d’acqua. La lunghezza della sorgente può variare da qualche centinaio di metri a qualche chilometro.
Le sorgenti lineari si individuano con misure di portata seriate, eseguite lungo gli alvei in periodo di magra, almeno una settimana dopo la fine dell’ultima pioggia e comunque quando non vi sia ruscellamento di superficie. La portata erogata si ricava dalla differenza dei valori misurati in sezioni successive.
Questo fenomeno è noto genericamente come "sorgente di subalveo", e riveste una certa importanza in vaste aree dell’Appennino centrale. Tali sorgenti permettono gli scambi idrici tra i corpi superficiali e la falda con una certa ciclicità. Quando il livello di falda subisce un certo abbassamento, tale da non alimentare le sorgenti più in quota, le sorgenti lineari in alveo, costituiscono il contributo principale al corso d’acqua, finché l’acquifero non si ricarica con il contributo delle precipitazioni.
In tutti i corsi d’acqua appenninici, la portata di magra, misurata in una qualunque stazione, generalmente corrisponde alla somma delle portate erogate contemporaneamente dalle sorgenti puntuali e lineari poste a monte.
Ruscellamento e flusso di base
I più recenti studi di idrogeologia quantitativa hanno messo in evidenza che la portata dei corsi d’acqua appenninici è alimentata da due componenti che assumono diverso ruolo nel corso dell’anno:
  •  Il ruscellamento, che si sviluppa esclusivamente sulla superficie dei bacini a seguito di precipitazioni meteoriche intense e prolungate;
  •  Il flusso di base, esclusivamente alimentato dalla acque sotterranee che vengono a giorno attraverso sorgenti puntuali e lineari.
Nei bacini appenninici, con superficie di qualche migliaio di km2, il ruscellamento ha sempre carattere impulsivo e si esaurisce completamente pochi giorni dopo la fine della precipitazione che lo ha provocato. Dopo una decina di giorni dalla fine dell’ultima pioggia, la portata dei corsi d’acqua è alimentata esclusivamente da acque sotterranee.
Il flusso di base, nella maggior parte dei corsi d’acqua appenninici, ha un regime di portata molto stabile, con modeste variazioni stagionali e più marcate variazioni di lungo periodo che seguono cicli pluriennali.
Nel contesto climatico dell’Appennino centro-meridionale, caratterizzato da estati lunghe e poco piovose, la portata di magra estiva dipende sostanzialmente dalla portata erogata dalle sorgenti


FIUMI E LAGHI
Quando si parla di acque continentali ci si riferisce alle acque interne, generalmente dolci, che scorrono sulla superficie terrestre o nel sottosuolo, formando laghi, corsi d'acqua e falde sotterranee.
Da un punto di vista ecologico, le acque superficiali rivestono un'importanza maggiore, costituendo habitat insostituibili per numerose specie animali e vegetali.
I fiumi ed i laghi rappresentano uno tra gli ambienti a più alta diversità biologica e svolgono un ruolo ecologico fondamentale. I laghi sono forse il sistema acquatico più delicato. Le dimensioni limitate (rispetto alla vastità degli oceani) e il lento ricambio d'acqua fanno si che questi sistemi siano soggetti alle perturbazioni antropiche e alle loro conseguenze.
Un lago è una grande massa per lo più d'acqua dolce raccolta nelle cavità terrestri.
I laghi di grosse dimensioni sono alle volte chiamati "mari interni", mentre talvolta i piccoli mari sono chiamati laghi.
Un fiume è un corso d’acqua che nasce dallo sciogliersi dei ghiacciai (il punto esatto dove nasce il fiume si chiama sorgente), esso scorre in un solco, detto letto del fiume, che occupa il fondo di una valle. La valle ha di solito un profilo trasversale a forma di V, e dei versanti che si fanno più rapidi quanto la struttura del terreno è più compatta, nel quale esso è scavato. Procedendo verso il basso la valle si apre, ed il fluire dei versanti diventa più dolce, per questo, molti grandi fiumi scorrono in pianura, ed il loro letto si fa larghissimo. Nel suo viaggio verso le terre più basse, il fiume, può ricevere altri corsi d'acqua detti affluenti. Il fiume, nel suo complesso, ha un andamento longitudinale di tipo paraboloide, ripido accanto alla sorgente, con una pendenza minima per un buon tratto prima dalla foce. Questo andamento prende il nome di profilo del fiume. Quando non è affluente di un altro più importante il fiume sfocia in un mare o in un lago: è proprio in questo momento che si possono incontrare alcune differenze macroscopiche dello stesso.

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MARI E OCEANI
DIFFERENZE
Mari e oceani occupano circa il 71% della superficie terrestre. Tra i due vi sono alcune differenze:
  • Oceani: sono grandi bacini che separano i continenti, hanno profondità superiore ai 3 km e il fondo è formato da crosta oceanica;
  • Mari: sono in qualche modo fisicamente separati dagli oceani, hanno profondità inferiore e il fondo è formato da crosta continentale. Secondo il tipo di separazione dagli oceani, i mari di dividono in:
  • Mari mediterranei o interni: separati da altri mari o da oceani tramite stretti (Mar Mediterraneo, Mar Nero, Mar Baltico);
  • Mari adiacenti o marginali: comunicano ampiamente con gli oceani da cui sono parzialmente separati da isole o arcipelaghi (Mar Cinese, Mar dei Carabi) oppure sono mari che si insinuano profondamente nelle terre emerse (Mare del Nord).
CARATTERISTICHE
Le acque dei mari e degli oceani (idrosfera marina) si caratterizzano per la loro salinità che varia a seconda del grado di evaporazione presente nelle aree considerate. E' chiaro, quindi, che la salinità è direttamente proporzionale all'aumento della temperatura: il mar Rosso presenterà una salinità molto più alta del mar Baltico.
Nell'acqua del mare, inoltre, si trovano disciolti quasi tutti gli elementi presenti in natura; il mare contiene un'enorme quantità di minerali invisibili ai nostri occhi perché, nel corso dei millenni, sono stati disgregati in minutissime particelle dall'azione delle acque.
Nonostante le temperature delle acque marine siano abbastanza elevate in alcune aree della terra (fascia intertropicale), la temperatura dei fondi oceanici si aggira intorno ai 3 gradi centigradi. Nei mari interni, invece, tali valori possono salire.
L'acqua, inoltre, ha come l'aria un proprio peso ed esercita una certa pressione che aumenta con la profondità. Per questo è necessario costruire appositi macchinari in grado di resistere alla pressione e di esplorare anche i fondali delle fosse oceaniche.
La dinamicità dell'idrosfera marina dipende essenzialmente da tre tipi di movimenti molto diversi per la loro origine e le modalità con cui avvengono: correnti, maree, moto ondoso.