1. Geosistema e climi

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IL GEOSISTEMA
Cap 1 I materiali della Terra
Un pianeta unico
Nei capitoli precedenti abbiamo considerato la Terra come un pianeta che, come molti altri
nell’Universo, ruota intorno ad una stella dalla quale riceve energia. Molte sono le caratteristiche
comuni a tutti i pianeti ma altrettante le differenze. La Terra poi è davvero unica nel sistema
Solare: sembra essere il solo pianeta ad ospitare forme di vita, l’unico in cui l’acqua è presente
contemporaneamente sottoforma solida, liquida e gassosa.
La Terra è formata da una grande varietà di “materiali” - è fatta di acqua, aria, organismi viventi,
minerali e rocce - in continuo movimento; tutta la Terra è in movimento, si trasforma e si evolve.
Il sistema Terra
La materia che ci circonda può presentarsi in vari modi: sottoforma solida, liquida e aeriforme.
Sono questi gli stati di aggregazione della materia.
Il nostro pianeta non è però un accumulo disordinato di materiali, è ,invece, come un grande
puzzle: il risultato dell’incastro ordinato di tanti singoli pezzi , tutti diversi tra loro ma ugualmente
importanti , anzi indispensabili, per la costruzione del quadro. La Terra è cioè un sistema1, un
insieme di componenti biotiche2 e abiotiche che interagiscono tra loro attraverso una serie
complessa di processi fisici, chimici e biologici. Ma la Terra non è un sistema chiuso3; è come
un’automobile, fatta di tanti pezzi combinati tra loro , che per funzionare ha però bisogno di
benzina, fornita dall’esterno, cioè ha bisogno di energia e la Terra l’energia la riceve dal Sole. La
Terra deve essere considerata un sistema aperto .
Litosfera, idrosfera, atmosfera
Le singole componenti del geosistema possono essere considerate come una serie di sfere
concentriche o involucri a stretto contatto tra loro. La litosfera corrisponde alla parte solida , cioè
a minerali e rocce, che costituisce la maggior parte del sistema e che è visibile direttamente solo
in corrispondenza delle masse continentali, ma che si estende in profondità per migliaia di
chilometri. L’idrosfera, cioè l’involucro liquido che ricopre gran parte della superficie terrestre,
comprende non solo gli oceani e i mari ma anche le acque continentali.
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Sistema: gruppo di cose o di parti (elementi) che operano insieme attraverso una serie di relazioni (legami)
all’interno di determinati confini.
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Componenti biotiche : si tratta di tutti gli esseri viventi, dai batteri all’uomo.
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Sistema chiuso: esistono tre tipi diversi di sistemi; sistemi aperti, che scambiano con l’esterno sia materia che
energia; sistemi chiusi, che scambiano solo energia con l’esterno; sistemi isolati che non scambiano nè materia nè
energia. Un esempio di sistema isolato naturale è l’universo, preso nel suo insieme.
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L’atmosfera , percepibile per le formazioni nuvolose in continuo movimento, è, invece, l’involucro
gassoso che avvolge tutto il pianeta. La biosfera è quella sottile pellicola della Terra spessa circa
19 km. che comprende le parti di atmosfera, litosfera e idrosfera nelle quali si trova la vita. Questi
involucri, che si sono formati e via via trasformati durante la lunga storia della Terra, sono legati
indissolubilmente tra di loro per cui ogni modificazione in uno di essi provoca cambiamenti di
situazioni tipiche degli altri involucri.
Cap. 2 La Biosfera
Gli elementi della biosfera
Sul nostro pianeta la vita si concentra in un volume molto ristretto entro il quale esistono le
condizioni favorevoli al suo sviluppo. Considerando la biosfera più da vicino vediamo che essa
non è uniforme, ma varia da luogo a luogo in spessore e densità: esistono infatti delle aree della
superficie terrestre come le zone desertiche, le distese glaciali, le profondità marine alquanto
inospitali per gli esseri viventi.
Le condizioni favorevoli alla vita
si esprimono in funzione degli elementi caratteristici
della
biosfera: l’acqua, l’aria, e il suolo.
L’acqua
L’acqua è presente in tutta la biosfera, non solo negli ambienti acquatici, ma anche nell’aria
(vapore acqueo), nel suolo e nei sistemi viventi stessi, anzi alcuni organismi sono “fatti” di acqua
(il 99% del volume di una medusa è acqua). D’altra parte tutti sanno che possiamo sopravvivere
per diversi giorni senza mangiare, ma solo 2-3 senza bere. L’acqua è quindi indispensabile, una
vera e propria risorsa: una risorsa stimata in 1.460.000 kmc, grande ma comunque limitata.
L’aria
Come l’acqua, anche l’aria è una risorsa naturale ed elemento caratteristico della biosfera. L’aria,
che rappresenta solo la parte dell’atmosfera a stretto contatto con litosfera e idrosfera, è un
miscuglio di gas tra i quali quelli fondamentali sono:
l’ossigeno,( 20%) indispensabile alla respirazione dei sistemi viventi;
l’anidride carbonica,( 0,03%) che consente la formazione degli zuccheri, attraverso la fotosintesi;
l’azoto,(78%) elemento presente in molte sostanze nutritive come ad esempio le proteine
il vapore acqueo (di percentuale variabile da luogo a luogo e con l’altezza)
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Il suolo
Il suolo è una sottile pellicola spessa al massimo una decina di metri prodotta dal disfacimento
della parte superiore della litosfera. Aria, acqua, fattori climatici, processi fisico-chimici e sistemi
viventi partecipano insieme alla formazione del suolo. Il suolo è quindi il luogo di incontro della
maggior parte degli elementi che costituiscono la biosfera, è il luogo di scambio tra aria ed acqua.
Molte specie vegetali ed animali vivono nel suolo: organismi tipo Batteri, Alghe, Funghi, ma
anche Vermi e Artropodi.
Gli elementi della biosfera quindi mostrano una tale variabilità da dar vita, come vedremo in
seguito, ad innumerevoli ecosistemi diversi tra loro, ognuno caratterizzato da particolari
caratteristiche e specifiche condizioni.
Cap. 3 I cicli naturali
Circolazione della materia ed equilibrio dinamico del geosistema
La Terra, come abbiamo visto, si comporta, nel suo normale funzionamento, come un sistema
aperto, riceve cioè dall’esterno una grande quantità di energia capace di mettere in moto la
cosiddetta circolazione della materia. Pur formando un unico sistema dinamico, tale circolazione
può essere distinta in vari cicli naturali: in pratica gli elementi e le sostanze che costituiscono il
geosistema vengono continuamente trasformate, riciclate per formare nuovi prodotti. Ad esempio,
quando un organismo muore inizia a decomporsi; i prodotti della decomposizione passano al
suolo, all’acqua e all’aria , liberi e disponibili per essere nuovamente riutilizzati.
Tutti i materiali si trasformano e vengono riciclati e ogni trasformazione induce un analogo
comportamento nelle altre sostanze. Questi processi, sommandosi gli uni agli altri, danno luogo a
meccanismi di regolazione reciproca (retroazioni, feedback) che le singole componenti non
possiedono. Il geosistema si comporta quindi come una cosa viva, capace di raggiungere e
mantenere condizioni di equilibrio e di sviluppo armonico.
I cicli naturali sono molto complessi e possono interessare i sistemi viventi, cicli biologici, la
litosfera, cicli geologici, e gli elementi chimici, cicli chimici.
Tutti questi cicli naturali si completano in tempi diversi gli uni dagli altri: alcuni sono veloci (alcune
decine di anni) altri avvengono invece molto lentamente (centinaia di milioni di anni).
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L’uomo e il geosistema
L’uomo è anch’esso, al pari di tutti gli altri esseri viventi, inserito nel complesso meccanismo della
circolazione della materia e del flusso di energia che assicura il funzionamento del sistema Terra.
Nel corso del tempo, però, l’uomo si è reso conto delle proprie possibilità e capacità, ed ha
iniziato ad interferire sempre più nei processi di funzionamento della natura, passando da una
posizione di integrazione ad una di dominio. L’uomo si è posto cioè al di fuori del meccanismo
naturale, considerando tutte le altre componenti della Terra come risorse da utilizzare e sfruttare
per il proprio benessere.
L’ambiente umano, al pari di tutti gli ambienti naturali, ha una propria struttura, un proprio
funzionamento e una propria storia; è fatto di una serie di componenti che interagiscono tra loro e
che determinano alla fine la cosiddetta qualità della vita, qualità che può tradursi in benessere e
sviluppo ma anche in emarginazione, sottosviluppo, malattie ed inquinamento. A differenza di tutti
gli altri cicli ,nel sistema umano, e soprattutto il quello economico, le trasformazioni avvengono
in tempi rapidissimi. Ed è proprio la dimensione tempo che spesso risulta critica e pericolosa.
Infatti in passato le trasformazioni antropiche
* procedevano molto lentamente e questo
permetteva al geosistema di riequilibrare i meccanismi del suo sviluppo naturale. L’intervento
dell’uomo era talmente molto limitato e lento da dar vita solo a delle alterazioni reversibili e
temporanee. Oggi, invece, i tempi dell’economia ,e delle trasformazioni ambientali ad essa
legate, risultano sempre più brevi e spesso incompatibili con i tempi dei processi di riequilibrio
naturale. L’uomo moderno tende sempre più ad accelerare i processi che portano vantaggi
economici immediati ma questi stessi processi risultano estremamente pericolosi in tempi lunghi:
ad alterazioni reversibili si aggiungono altre alterazioni e l’accumulo di tutti gli effetti distruttivi può
portare a delle alterazioni irreversibili
*, ad un progressivo allontanamento dalle condizioni di
equilibrio naturale, ad una lenta agonia e quindi alla morte del geosistema.