L'idrosfera è l'involucro d'acqua che avvolge il nostro pianeta, distribuita tra oceani, ghiacciai, fiumi, laghi, acque sotterranee, atmosfera ed esseri viventi, e mossa continuamente dal ciclo dell'acqua alimentato dall'energia solare.
Cos'è l'idrosfera e perché è speciale
Quando osserviamo la Terra dallo spazio, ciò che colpisce immediatamente è il suo colore azzurro, dovuto alla presenza enorme di acqua che ricopre circa il 71% della superficie del pianeta. L'idrosfera comprende tutta l'acqua presente sulla Terra, sia allo stato liquido, sia allo stato solido (ghiacci e nevi), sia allo stato gassoso (vapore acqueo nell'atmosfera). Si tratta di un sistema dinamico, perché l'acqua non resta mai ferma a lungo: evapora, si condensa, precipita, scorre, si infiltra e ritorna in mare in un movimento incessante. La Terra è l'unico pianeta del Sistema Solare in cui l'acqua può esistere stabilmente nei tre stati di aggregazione contemporaneamente, grazie a una distanza dal Sole che permette temperature comprese fra 0 e 100 °C su gran parte della superficie. Pensiamo, ad esempio, alla rugiada che troviamo sull'erba al mattino: è acqua passata dallo stato gassoso a quello liquido durante la notte fredda. Allo stesso modo, una pozzanghera che si asciuga al sole mostra il passaggio inverso, dallo stato liquido a quello gassoso, attraverso l'evaporazione.
La distribuzione dell'acqua sulla Terra
Nonostante l'apparente abbondanza d'acqua, solo una piccolissima parte è effettivamente disponibile per gli esseri umani e per gli ecosistemi terrestri. Circa il 97,5% delle acque del pianeta è costituito da acqua salata degli oceani e dei mari, che non possiamo bere né usare direttamente per l'agricoltura senza costosi processi di dissalazione. Il restante 2,5% è acqua dolce, ma di questa la maggior parte (quasi il 70%) è intrappolata nei ghiacciai e nelle calotte polari, mentre un'altra grossa quota si trova come acqua sotterranea nelle falde acquifere profonde. Soltanto una frazione minuscola, meno dell'1% del totale, è facilmente raggiungibile nei laghi, nei fiumi e nelle falde superficiali. Per fare un paragone concreto, se tutta l'acqua del pianeta entrasse in un secchio da dieci litri, l'acqua dolce facilmente accessibile sarebbe poco più di un cucchiaino. Un altro esempio: il Lago Maggiore contiene molta acqua per i nostri standard quotidiani, eppure rappresenta una goccia rispetto al volume del Mar Mediterraneo, che a sua volta è piccolissimo rispetto agli oceani.
Le proprietà dell'acqua
L'acqua possiede proprietà chimico-fisiche particolari che la rendono indispensabile alla vita e protagonista assoluta dei fenomeni geologici e climatici. La sua molecola, formata da un atomo di ossigeno e due di idrogeno, è polare: ciò significa che si comporta come un piccolo magnete elettrico, capace di sciogliere moltissime sostanze, tanto che l'acqua viene chiamata «solvente universale». Ha un calore specifico molto elevato, cioè occorre molta energia per riscaldarla e altrettanta ne rilascia raffreddandosi, e questo spiega perché il mare attenua le escursioni termiche delle zone costiere. Inoltre l'acqua presenta un'anomalia rispetto alle altre sostanze: il ghiaccio è meno denso dell'acqua liquida, quindi galleggia, permettendo la sopravvivenza di pesci e piante sotto la superficie ghiacciata dei laghi alpini. La tensione superficiale, infine, consente ad alcuni insetti come il gerride di camminare letteralmente sull'acqua degli stagni. Possiamo osservare il calore specifico in azione confrontando una giornata d'agosto a Genova con una a Milano: nella città di mare il clima è più mite, perché l'acqua ha assorbito calore e lo rilascia lentamente.
Il ciclo dell'acqua
Il ciclo idrologico è il viaggio continuo che l'acqua compie spostandosi fra i diversi serbatoi del pianeta, alimentato dall'energia del Sole e dalla forza di gravità. L'energia solare riscalda gli oceani e fa evaporare enormi quantità d'acqua, che salgono in atmosfera sotto forma di vapore; salendo, il vapore si raffredda, condensa formando le nubi e ricade al suolo come pioggia, neve o grandine, in un fenomeno chiamato precipitazione. Una parte dell'acqua caduta scorre in superficie verso i fiumi e da lì verso il mare (ruscellamento), un'altra si infiltra nel terreno alimentando le falde sotterranee, una parte ancora viene assorbita dalle piante e restituita all'atmosfera tramite la traspirazione fogliare. Le fasi principali del ciclo possono essere riassunte così:
- evaporazione dell'acqua dagli oceani, dai laghi e dai fiumi;
- traspirazione delle piante e sublimazione dei ghiacci;
- condensazione del vapore in nubi;
- precipitazione sotto forma di pioggia, neve o grandine;
- ruscellamento, infiltrazione e ritorno al mare.
Un esempio quotidiano è il vapore che si forma quando facciamo bollire la pasta: salendo verso il soffitto incontra l'aria fredda e si condensa in goccioline. Allo stesso modo, dopo un temporale estivo, vediamo l'asfalto bagnato asciugarsi rapidamente al sole: quella è evaporazione locale, una piccola tappa del grande ciclo.
Oceani e mari
Gli oceani sono le immense distese d'acqua salata che separano i continenti e ospitano una biodiversità sterminata; i mari, invece, sono porzioni più piccole, spesso parzialmente chiuse dalle terre emerse, come il Mediterraneo. L'acqua marina contiene in media 35 grammi di sali disciolti per ogni litro, soprattutto cloruro di sodio (il comune sale da cucina), ma anche cloruri di magnesio, solfati e altri composti che le danno il caratteristico sapore amarognolo. Le acque oceaniche non sono ferme, ma percorse da onde generate dal vento, da maree dovute all'attrazione gravitazionale di Luna e Sole e da grandi correnti come la Corrente del Golfo, che trasporta acqua calda dal Golfo del Messico fino alle coste europee e rende il clima dell'Irlanda molto più mite di quanto la sua latitudine farebbe pensare. Le profondità oceaniche presentano un paesaggio nascosto fatto di dorsali, fosse abissali e pianure sommerse. Un esempio concreto è la differenza di salinità che si percepisce nuotando: nel Mar Morto, dove la concentrazione di sali supera i 300 grammi per litro, si galleggia senza sforzo; in un lago alpino di acqua dolce, invece, occorre nuotare attivamente per restare a galla.
Acque continentali: fiumi, laghi e ghiacciai
Le acque continentali comprendono tutte le forme d'acqua dolce presenti sulle terre emerse, e svolgono un ruolo decisivo nel modellare il paesaggio attraverso erosione, trasporto e sedimentazione. I fiumi nascono da sorgenti o da scioglimento di nevai, scorrono in un letto delimitato da sponde, ricevono affluenti e sfociano in un mare, in un lago o in un altro fiume; lungo il loro cammino scavano valli a V nei tratti montani e formano meandri sinuosi in pianura, come il Po nella Pianura Padana. I laghi sono bacini d'acqua dolce o salata raccolti in conche di varia origine: glaciale come il Lago di Garda, vulcanica come il Lago di Bolsena, tettonica come il Lago Tanganica in Africa. I ghiacciai, infine, sono enormi masse di ghiaccio in movimento lentissimo che si formano dove la neve si accumula da un anno all'altro senza fondere completamente; quando si ritirano, lasciano dietro di sé valli a U, morene e laghi alpini. Le acque sotterranee circolano negli strati permeabili del sottosuolo, formando le falde da cui attingiamo l'acqua dei pozzi domestici e delle sorgenti che alimentano i nostri acquedotti.
Acqua e vita: l'importanza dell'idrosfera
L'acqua è la sostanza che ha permesso la nascita e l'evoluzione della vita sulla Terra ed è oggi una risorsa preziosa che dobbiamo proteggere con responsabilità. Tutti gli organismi viventi, dai batteri agli alberi giganti, sono costituiti per la maggior parte da acqua: il corpo umano ne contiene circa il 60% e una medusa addirittura il 95%; senza acqua non sarebbero possibili le reazioni biochimiche che ci tengono in vita. L'idrosfera regola inoltre il clima del pianeta, perché le correnti marine ridistribuiscono il calore dall'equatore verso i poli, e le nubi riflettono parte della radiazione solare evitando un surriscaldamento eccessivo. Purtroppo l'attività umana mette a rischio questo equilibrio attraverso l'inquinamento da plastiche, da scarichi industriali e agricoli, attraverso il prelievo eccessivo dalle falde e attraverso il riscaldamento globale che provoca lo scioglimento dei ghiacciai e l'innalzamento del livello dei mari. Pensiamo, ad esempio, a quanta acqua serve per produrre una bistecca di manzo (oltre 15.000 litri considerando l'intera filiera) oppure a quanto plastica galleggia nella «grande isola di rifiuti» del Pacifico, ormai grande quanto la penisola iberica. Difendere l'idrosfera significa garantire un futuro vivibile alle generazioni che verranno.
Ricorda
- L'idrosfera è l'insieme di tutte le acque della Terra nei tre stati di aggregazione.
- Il 97,5% è acqua salata; solo una piccola parte dell'acqua dolce è facilmente accessibile.
- L'acqua è una molecola polare, solvente universale, con elevato calore specifico e ghiaccio meno denso del liquido.
- Il ciclo dell'acqua è alimentato dal Sole e comprende evaporazione, condensazione, precipitazione, ruscellamento e infiltrazione.
- Oceani, mari, fiumi, laghi, ghiacciai e falde sotterranee sono i serbatoi principali dell'idrosfera.
- L'acqua è indispensabile alla vita e va protetta dall'inquinamento e dallo sfruttamento eccessivo.
Piccolo esercizio di verifica (sul quaderno): disegna uno schema del ciclo dell'acqua indicando con frecce le seguenti fasi — evaporazione, traspirazione, condensazione, precipitazione, ruscellamento e infiltrazione. Accanto a ogni freccia scrivi in quale serbatoio (oceano, atmosfera, suolo, falda, fiume) l'acqua si trova prima e dopo quella fase, poi spiega in due righe perché il Sole è il «motore» di tutto il sistema.