Idrosfera/Onde/Ciclo dell'acqua

Idrosfera

Il 71% della superficie di Gaia è ricoperto da acqua e solo il 21% è formato da terre emerse.

L'idrofera è così composta: 96% Oceani e mari, 4 % da ghiacci e ghiacciai e 01,05% falde idriche. 

Come detto prima è rappresentata per il 96% da oceani e mari:

Oceani: devono avere una "Dorsale Oceanica" che si trova sui fondali oceanici.

Mari: Hanno confini più delimitati.

I Fattori che caratterizzano le acque sono:

• Temperatura
• Salinità
• Densità

L'acqua dei mari ha un colore più o meno intenso per via:

• Composizione dell'acqua
• Profondità
• Limpidezza (presenza di sedimenti o dell'inquinamento)

La pressione dell'acqua aumenta di 1 atm ogni 10 metri.

La trasparenza influenza il riscaldamento delle acque più è chiara e più sarà calda in superficie.

Ogni 100 metri la temperatura diminuisce.

All'equatore, mediamente la temperatura superficiale è di 27 °C, mentre al Polo Sud la temperatura è di -1°C.

A temperatura di -1°C l'acqua del mare/oceano non ghiaccia perchè la presenza dei sali disciolti non fa solidificare l'acqua.

Le acque marine lungo le coste hanno l'effetto di mitigare il clima.

D'estate fa meno caldo lungo le rive dei mari/laghi/fiumi, mentre d'inverno fa meno freddo.

Alcuni mari sono molto profondi: Mar dei Coralli in Australia o il Mar Mediterraneo Orientale che raggiunge i 5000 metri.

 Onde

Le onde trasportano materia ed energia, la lunghezza di un'onda è pari a 1 Lambda.

La frequenza dell'onda è il tempo in cui l'onda percorre un'oscillazione.

Quando la metà della lunghezza d'onda essa trasporta la materia.

La rifrazione varia con la profondità dei mari e cambia la velocità delle onde stesse.

Le maree sono variazioni del fondale marino per l'attrazione lunare.

Quando la Luna e vicina a Gaia si ha "alta marea" mentre quando la Luna si accosta ai Poli si ha "bassa marea".

Ve ne sono quattro al giorno ogni sei ore, ma sono comunque discontinue e mai regolari.

Il Ciclo dell'acqua

Dal Mare, l'acqua evapora, quindi si fomano le nubi. Il vento le sposta e le traporta. Anche le piante danno il loro contributo emettendo anidride carbonica e sviluppando di più le suddette nubi.

Una volta arrivate sulle montagne queste nubi creano precipitazioni sotto forma di piogia o neve.

L'acqua torna al mare, tramite falde acquifere o fiumi.

    

 

Pressione/Cicloni/Monsoni/Umidità

Pressione Atmosferica

La pressione è la misura del peso di una colonna di aria su una certa superficie: P=F/S

Le unità di misure conosciute e usate sono:

• 1 Artmosfera (Atm): 760 ml di Hg= 101,3 mb (Bar)
• 1 Pascal (Pa): 1/100 mb
• 1 Bar= 0,001 atm

1. La pressione varia a seconda dell'altezza: se aumenta l'altitudine la pressione diminuisce.
2. Maggiore è la temperatura dell'aria, minore è la pressione dell'atmosfera. (aria calda è più leggera, aria fredda è più pesante).
3. L'aria umida pesa di meno; l'aria secca pesa di più.

Cicloni e Anti-cicloni

L'aria fredda è più pesante, quindi, tende a discendere verso il suolo, con un movimento circolare rotatorio in senso orario, questi moti si chiamano cicloni.

Colonne di aria più calda e quindi più leggera, tendono a risalire verso il cielo, con movimenti circolari rotatori in senso anti-orario e si chiamano anti-cicloni.

Riscaldamento di Gaia

Le rocce si riscaldano subito e si raffreddano in fretta. L'acqua si riscalda dopo molto tempo e si raffredda anche lentamente.

 Umidità

Vi sono due tipi di umidità: "Assoluta (Ua)" e "Relativa (Ur)".

• Umidità Assoluta: Quantità massima di vapore acqueo espresso in grammi contenuto in un m3 di aria, per una temperatura fissa; aumenta all'aumentare della temperatura.

T=25°C Ua= 23 x g/m3 ---> 24 x g/m3 (satura)

Satura: L'aria non può contenere più l'acqua (g) e si condensa (il vapore acqueo torna liquido): si nomina anche "punto di rugiada".

• Umidità Relativa: E' Ua/Um (cioè limite di saturazione) alla stessa temperatura.

T=20°C 17,1 g/m3 Ur=50% sempre a 20°C

 

Le nubi sono masse d'aria di vapore acqueo in cui sono sospese gocce di acqua; si formano 200-300 m sul livello del mare; si formano per espansione e conseguente raffreddamento.

Le nubi influenzano la distribuzione delle temperature e svolgono una funzione fondamentale nella determinazione del clima.

 

L'inquinamento Atmosferico è determinato da:

1. Gas "Serra".
2. Polveri Sottili.
3. Cloro, Fluoro, Carburi (CFC) causano l'assottiglia molto dello strato di Ozono.
4. I Poli hanno un colore bianco che riflette la luce solare incidente, quindi hanno funzione protettiva. Quindi se si sciolgono non riflettono più. 

 

Atmosfera/Smog

Atmosfera

L'atmosfera è uno strato di diversi gas (composizione: azoto (N, 79%; Ossigeno O, 20%; Anidride Carbonica, 0.03%), che circonda la Terra.

E' divisa in più strati a seconda della composizione percentuale e delle caratteristiche.

L'atmosfera permette di mantenere parte del calore che viene dal Sole e permette di mantenere costante la temperatura inorno ai 15 gradi centigradi.

Gli strati dell'atmosfera sono:

1. Troposfera: E' lo strato più vicino al suolo; Maggiore massa dell'aria; Dove si formano le nuvole e i venti; Si abbassa la temperatura man mano che si sale in quota circa ogni 100 m).
   
2. Stratosfera: E' lo strato con più ozono, man mano che si sale si respira sempre con più fatica e la temperatura aumenta. Si respira peggio, poichè ci sono meno gas, causa la minor Forza di gravità. Lo strato di ozono "assorbe e protegge" Gaia dalle radiazioni.
3. Mesosfera: In questo strato la temperatura diminuisce all'aumentare dell'altezza. Vi è un ulteriore assottigliamento dei gas. Vi sono anche gli Ioni.
4. Termosfera: E' lo strato col maggior numero di ioni e dove si formano le aurore boreali, inoltre si incendiano i meteoriti.
5. Esosfera: E' lo strato più esterno. 

SMOG

Il termine è nato negli anni ‘50 dalla fusione di smoke e fog per descrivere l’atmosfera invernale di Londra, in cui la nebbia si mescolava ai fumi derivanti dall’estensivo uso di carbone, sia per scopi industriali che per il riscaldamento domestico. Nell’inverno del 1952 la concomintanza di ingenti emissioni di fumi contenenti polveri incombuste, anidride solforosa e ossidi di azoto con un lungo periodo di inversione termica (fenomeno che impedisce la dispersione dei gas negli strati alti dell’amosfera) provocò sulla capitale inglese la formazione di una cappa velenosa. A questo evento fu attribuito il significativo aumento registrato in quei giorni della mortalità (4.000 persone) e di ricoveri per disturbi alle vie respiratorie. Oggi lo smog di tipo tradizionale si forma più raramente: l’industria e il riscaldamento utilizzano in modo più limitato il carbone mentre altri combustibili come il gasolio producono quantità minori di particolato.
Più preoccupante è un altro tipo di smog, detto fotochimico: la forma d’inquinamento più diffusa oggi nelle grandi città, che si verifica soprattutto d’estate e nei periodi d’alta pressione. Il suo indicatore chimico è l’elevata concentrazione di ozono a bassa quota. Un ruolo essenziale nel processo di formazione è svolto dalle radiazione solari, che innescano reazioni fotovolchimiche di trasformazione degli inqinanti primari. Nei grandi agglomerati urbani la sua principale causa è il traffico automobilistico, nelle aree non densamente urbanizzzate le industrie, in particolare petrolchimiche. È nocivo alla salute umana (irritante per gli occhi, per le vie respiratorie e cancerogeno) ma anche per animali, piante ed ecosistemi acquatici. Per la sua acidità è in grado di corrodere edifici e monumenti. Contribuisce alla formazione dei gas serra come l’anidride carbonica, l’anidride solforosa e gli ossidi d’azoto.

Video Lezioni

  

 

Orientamento/Litosfera

Orientamento

I punti cardianali della Terra sono quattro: Nord, Sud, Ovest, Est.

Se ci volgiamo verso Sud, vediamo l'Est alla nostra sinistra.

Est o Oriente è il punto cardinale dove si vede sorgere il Sole, mentre l'Ovest o Occidente è il punto cardinale ove si vede tramontare il Sole.

Quando il Sole si trova davanti a noi e raggiunge la massima elevazione si trova a Sud o Meridione. Mentre la nostra ombra occupa il  Nord o Settentrione.

Litosfera

Termine che significa "Sfera di Roccia".

Tutte le rocce sono formate da "minerali": sono i mattoni fondamentali, con cui si costruisce la nostra crosta terrestre.

I minerali si classificano in base alla loro composizione chimica e da come si dispongono nello spazio (struttura interna cristallina).

Ci sono sette grandi famiglie (composizione chimica):

• Silicati (Silicio)
• Alogenuri (Elementi Alogeni)
• Ossidi (Ossigeno)
• Solfuri e Solfati (Zolfo)
• Carbonati (Carbonio)
• Borati e Fosfati (Boro e Fosforo)
• Elementi Nativi (Oro, Rame)

Si distinguono inoltre in:

• Lucentezza
• Struttura interna degli atomi (secondo regole fisse)
• Durezza (Tramite scala di Mos)
• Colore (Attenzione alle impurità)
• Sfaldatura
• Densità

Rocce

Le rocce vengono classificate in base alla loro origine:

• Magmatica (Ignee; granito): Esse sono classificate per temperatura di fusione delle rocce: da 700°C Basso Fondenti a 1200 °C dette Alto Fondenti. Inoltre si possono classificare in Intrusive ed Effusive: nelle "intrusive" si osservano i cristalli di crescita a occhio nudo (Granito), mentre nelle rocce "effusive" si osserva la composizione liscia e omogenea. (Ossidiana)
• Sedimentarie (Arenaria; Argilla): si formano con 5 fasi:

1. Disgregazione: agenti che influiscono: acqua, azione del'uomo, vento, ecc..
2. Trasporto: vengono trasportate le polveri tramite vento, acqua, neve, ecc...
3. Deposizione/Sedimentarie: si classificano in base alla grandezza dei frammenti della roccia.
4. Compattazione: Guarda Litificazione sotto.
5. Litificazione: l'acqua si separa e le rocce si cementificano con gli ioni.

• Metamorfiche (Aumento di temperatura e pressione): si formano tramite due processi: "Metamorfismo di Contatto" o "Metamorfismo Regionale".

1. Metamorfismo di Contatto:  avviene sotto la crosta terrestre, grazie al contatto con il magma o le alte temperature, c'è una parziale fusione e un  riarrangiamento dei minerali.
2. Metamorfismo Regionale: interessa grandi aree di crosta terrestre che subiscono elevate pressioni (Es: formazione delle montagne). 

La Luna/Le Eclissi/Giorno sidereo e solare

La Luna

La rivoluzione dura: circa 28 giorni (mese sidereo) quando si usa una stella della sfera celeste come riferimento.

Fasi lunari
Le condizioni di illuminazione della Luna variano durante il mese sinodico; ciò dipende dalla posizione della Luna rispetto al Sole, che varia durante la rivoluzione.
Queste diverse condizioni di illuminazione vengono chiamate fasi lunari.
Quando la Luna si trova dalla stessa parte del Sole, rispetto alla Terra, si dice che è in congiunzione: la sua faccia, essendo rivolta verso di noi, non viene illuminata e rimane quindi oscura. Si è quindi nella fase di novilunio (o luna nuova)
Quando la Luna si trova dalla parte opposta al Sole, rispetto alla Terra, si dice che è in opposizione: la sua faccia viene illuminata. Si è quindi nella fase di plenilunio (o luna piena).
Quando la Terra, la Luna e il Sole sono in quadratura, cioè disposti nello spazio in modo da occupare i vertici di un triangolo rettangolo, risulta per noi illuminato solo ¼ della superficie lunare. Le fasi corrispondenti sono quelle di primo quarto e ultimo quarto.

Le eclissi

La Terra e la Luna, essendo pressoché sferiche, quando vengono investite da un fascio di luce, producono un cono d’ombra.
Quando uno di questi corpi celesti entra nel cono d’ombra dell’altro, si verifica un’eclissi.
Le eclissi si verificano solo quando:

• la Luna si trova in uno dei nodi (eclissi totale) o in prossimità di essi
• la Luna è in fase di plenilunio o di novilunio

Tipologia delle eclissi
Abbiamo le eclissi di Luna:

• Totali, quando la Luna è in plenilunio nei nodi
• Parziali, quando la Luna è in plenilunio ed in prossimità dei nodi.

L'eclisse di Sole si verifica quando la Luna, nella fase di novilunio, transita davanti al Sole: in questo caso il cono d'ombra è molto piccolo e solo nelle zone attraversate da esso è possibile osservare il fenomeno nella sua completezza (eclisse totale).
Se la Luna è in apogeo si hanno delle eclissi anulari.

Giorno sidereo e solare

Il giorno solare e il giorno sidereo fanno riferimento alla durata del moto di rivoluzione della Terra, prendendo come punto di riferimento il Sole nel primo caso e le stelle fisse nel secondo caso. Il giorno solare indica la durata che un punto sulla Terra impiega per tornare nella stessa posizione rispetto al Sole ed è di circa 24 ore. Invece, il giorno sidereo è la durata del periodo di rotazione di un pianeta attorno al proprio asse e, per la Terra, è di circa 23 ore e 56 minuti. 

Leggi di Keplero/La Terra

Le leggi di Keplero

La prima legge afferma che:

« L'orbita descritta da un pianeta è un'ellisse, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi. »

La seconda legge afferma che:
« Il segmento (raggio vettore) che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali. » 

Il punto sull'orbita in cui i pianeti sono più vicini al Sole si chiama "Perielio".

La terza legge afferma che:
<< Il quadrato dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal sole>>.
Il rapporto tra il cubo del semiasse maggiore dell'orbita e il quadrato del periodo di rivoluzione è lo stesso per tutti i pianeti (T^2=KxR^3).

Il tempo impiegato a compiere un giro completo dell'orbita, intorno al sole, viene detto "periodo di Rivoluzione" (Gaia=365 giorni).

Legge di gravitazione universale

Due corpi si attraggono in maniera direttamente proporzionale alle loro masse; si attraggono in maniera inversalmente proporzionale al quadrato della loro distanza.

          M1xM2

F=Gx-------

            d^2

 La Terra/Coordinate

Equatore divide la Terra in due emisferi uguali detti australe (Sud) e boreale (Nord).

Equatore è il parallelo di riferimento.

180 meridiani

180 anti meridiani. 
La Terra è un Geoide schiacciata ai poli e larga all'equatore.

Moto di Rotazione Terrestre

Le conseguenze di questo moto su Gaia sono:

1. L'alternanza del giorno e della notte.
2. La Forza Centrifuga.
3. La Forza Apparente di Corionis.

 

1- Si forma un circolo di illuminazione. In aggiunta vi è una zona parzialmente illuminata dai raggi refratti dall'atmosfera chiamata crepuscolo (sulla luna assolutamente NO, poichè manca l'atmosfera).

 

 

2- Quando un oggetto e sottoposto a rotazione, subisce la Forza Centrifuga. E' massima al centro è perpendicolare all'asse di rotazione terrestre. Valore Fcentrifuga= Max all'equatore, Min ai poli.

 

3- A causa della Rotazione terrestre, un corpo che si muove liberamente sulla Terra (Es: un aereo che va dall'equatore al polo Nord) viene deviato dalla traiettoria iniziale e sembra compiere un moto curvo. Interessa anche le correnti d'aria e le correnti marine.

Moto di Rivoluzione

 

Le conseguenze del moto di Rivoluzione sono:

1. Diversa durata del giorno e della notte durante l'anno
2. Esistenza delle stagioni

1- Equinozio di Primavera (21 Marzo); Equinozio d'Autunno (22 settembre).

I raggi sono perfettamente paralleli all'asse dell'equatore.

Circolo di illuminazione passa per i poli.

Ore del giorno sono uguali alle Ore della notte. Sono unite dalla linea degli equinozi.

 

Solstizio d'Estate (21 Giugno); Solstizio d'Inverno (21 Dicembre).

Il moto di rivoluzione causa una diversa insolazione della superficie terrestre. Equatore: maggiore insolazione; Poli: minor insolazione.

Si distinguono cinque diverse zone astronomiche, a seguire:

1. Equatoriali: c'è solo secco o piovoso.
2. Temperate: ci sono le quattro stagioni.
3. Poli: Inverno molto freddo, Estate mite. 

Galassia/Sistema Solare/Pianeti

Galassie

Le galassie sono ammassi di stelle. La via Lattea conta almeno 100 milioni di stelle.

Ci sono almeno quattro tipi di galassie, classificate in base alla forma: Ellittiche, spirale barrata, a spirale, irregolari.

Per misurare la distanza tra i pianeti e le galassie si usa come unità di misura il giorno luce. 

Più galassie si riuniscono in un insieme chiamato gruppo locale. 

Nell'universo osservabile sono presenti probabilmente più di 100 miliardi di galassie; gran parte di esse ha un diametro compreso fra 1000 e 100.000 parsec e sono di solito separate da distanze dell'ordine di milioni di parsec (megaparsec, Mpc). Lo spazio intergalattico è parzialmente colmato da un tenue gas, la cui densità è inferiore ad un atomo al metro cubo. La maggior parte delle galassie sono disposte nell'Universo organizzate secondo precise gerarchie associative, dalle più piccole associazioni, formate da alcune galassie, agli ammassi, ai più imponenti superammassi galattici. Queste grandi strutture sono di solito disposte all'interno di enormi correnti (come la cosiddetta Grande Muraglia) e filamenti, che circondano immensi vuoti dell'Universo.

Sistema Solare/Pianeti/Meteore

Il Sistema Solare è composto dal Sole, da 9 pianeti (tra i quali la Terra) e da un insieme di tantissimi corpi celesti minori, le comete e gli asteroidi, dei quali non si conosce il numero. Pianeti, asteroidi e comete ruotano tutti intorno al Sole, ciascuno lungo un'orbita diversa: un'ellisse, della quale il Sole occupa uno dei fuochi. 

I pianeti sono corpi rocciosi o fluidi molto grandi, di forma circa sferica. Mentre percorrono la loro orbita intorno al Sole, essi ruotano contemporaneamente attorno al proprio asse; è come quando calci un pallone ed esso si mette a ruotare su se stesso mentre si muove in orizzontale.

Ogni corpo rotante è soggetto alla forza centrifuga, la stessa che ti spinge verso l'esterno quando ti trovi su una giostra in movimento. Questa forza può deformare un corpo schiacciandolo: maggiore è la velocità di rotazione, maggiore è lo schiacciamento.

Più un pianeta è grande e più rapidamente ruota su se stesso. Per questo motivo i pianeti più grandi sono anche quelli più schiacciati.

I pianeti si possono suddividere in due modi. La prima suddivisione riguarda la loro distanza dal Sole. Si distingue tra i pianeti interni, cioè i più vicini, e quelli esterni, i più lontani. Tra i pianeti interni, troviamo nell'ordine: Mercurio (il più vicino al Sole), Venere, la Terra e Marte. I pianeti esterni sono invece il gigante Giove, Saturno, Urano, Nettuno ed infine il lontanissimo Plutone. 

L'altro modo in cui di solito i pianeti vengono suddivisi riguarda la loro composizione. Forse sei abituato a pensare ad un pianeta come ad un corpo roccioso come la Terra su cui vivi, ma non tutti i pianeti sono così. In realtà, soltanto i pianeti interni e Plutone sono solidi e quindi possiedono una superficie ben definita. Per questo motivo si chiamano anche pianeti rocciosi.I pianeti rocciosi sono anche molto più piccoli e densi degli altri.
Gli altri pianeti, i più grandi, sono costituiti da un piccolo nucleo solido centrale, ricoperto da uno strato fluido molto spesso, il quale a sua volta è circondato da un involucro di gas. Questi pianeti vengono detti quindi pianeti gassosi o giganti e non possiedono una superficie come la Terra.

Molti pianeti possiedono a loro volta dei satelliti, corpi rocciosi più piccoli che vi orbitano intorno. Il satellite più famoso è quello della Terra: la Luna. Alcuni pianeti hanno anche degli anelli; il più maestoso insieme di anelli è quello che circonda Saturno.

Gli anelli sono composti da una miriade di minuscoli frammenti di roccia e ghiaccio, che ruotano attorno al pianeta tutti insieme, formando così una specie di fascia, larga e sottile.

Il Sole e i pianeti non sono gli unici componenti del Sistema Solare. Esso comprende una miriade di altri corpi più piccoli e si estende ben oltre l'orbita di Plutone.
Questi corpi minori del Sistema Solare sono le comete, gli asteroidi e le meteoriti. Si tratta di piccole rocce, o nel caso delle comete di un miscuglio di roccia e ghiaccio. Gli scienziati credono che gli asteroidi e le comete si siano formati insieme ai pianeti.       

Le Stelle

Le Stelle

Le stelle sono corpi celesti composte da gas (Idrogeno "H" 80%, ed Elio "He" 20%). Possono essere di 1° generazione o di 2° Generazione (Il Sole).

Sono classificate in base alla loro luminosità: 

Luminosità apparente/Luminosità assoluta

la luminosità si misura con la magnitudine.

Stelle con una m piccola sono molto luminose

Stelle con una m elevata sono poco luminose

La luminosità assoluta misura l'effettiva energia luminosa emessa.

La luminosità di una stella è proprorzionale alla sua temperatura superficiale.

Si raggruppano in sette colori:

Rosse, Arancioni, Gialle, Bianco/Gialle, Azzurre, Blu. (si va dai 3000 gradi della prima fino a 30000 gradi dell'ultima).

Esiste una correlazione tra colore delle stelle e la loro dimensione.

Il Sole è una stella di 2° Generazione, formato da nebulose.

La nebulosa è un'addensamento di gas per lo più H quindi si ha un "Globulo di Bok".

Con l'aumento della gravitazione dei Gas, aumento anche la F di gravitazione, quindi anche la temperatura della stella aumenta.

Quando si arriva intonro ai 1.000.000 gradi si accende (innesca) le reazioni termonucleari e si ha una protostella.

Il sole alla fine si trasformerà (Quando avrà bruciato tutto H) allo stadio di "Nana Bianca".

Le stelle con massa inferiore a cinque volte quella del Sole invece diverranno "Super Gigante Rossa" per poi trasformarsi successivamente in una "Supernova" da cui dell volte può capitare che si trasformi in un "Buco Nero".

Le reazioni all'interno della stella sono di due tipi: Fissione (Centrale atomiche, si rompe il nucleo dell'atomo) e la Fusione.