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Possiamo definire l’atmosfera terrestre come un insieme di involucri gassosi che riveste il pianeta Terra.

È composta per il 78% da azoto, per il 21% da ossigeno e il restante 1% si divide tra argon, anidride carbonica e tracce di altri elementi.

Può essere suddivisa in più strati di diverso spessore:

1. La troposfera – È lo strato più basso dell’atmosfera terrestre quello in cui siamo immersi, dove i vari gas hanno la più alta concentrazione. Il suo spessore è di circa 10-15 km a partire dalla crosta terrestre. La troposfera viene riscaldata dal calore proveniente dalla superficie della Terra e la sua temperatura diminuisce salendo verso l’alto. Nella troposfera avvengono i fenomeni atmosferici come il vento, la formazione delle nuvole, le precipitazioni.

2. La stratosfera – In questo strato, che si estende dal limite con la troposfera (che viene definito “tropopausa”) fino a circa 50 km di altezza, i gas sono molto più rarefatti rispetto a quelli della troposfera. La temperatura aumenta sempre con l’altezza, per la presenza, intorno ai 40 km, di uno strato di ozono (O₃) che ha delle caratteristiche peculiari che andremo ad illustrare più avanti.

3. La mesosfera – In questo strato, che si estende dal limite con la stratosfera (che viene definito “stratopausa”) fino a 80 Km di quota, la temperatura riprende a diminuire con l’aumentare dell’altezza.  Una caratteristica peculiare della mesosfera, oltre all’estrema rarefazione degli elementi, è che in questo strato hanno origine le “stelle cadenti”, cioè i piccoli frammenti meteorici che bruciano prima di raggiungere la Terra, lasciando scie luminose.

4. La termosfera – In questo strato, che si estende dal limite con la mesosfera (che viene definito “mesopausa”) fino a oltre 500 Km, è presente una zona, detta “ionosfera”, caratterizzata dalla presenza di particelle cariche, che si formano per la scissione degli elementi gassosi da parte dei raggi cosmici provenienti dalle altre stelle e dal Sole. Il fenomeno può essere osservato molto bene dalla terra, soprattutto nelle zone polari, attraverso i famosi fenomeni delle Aurore Boreali (nell’emisfero Boreale, quindi a nord dell’equatore) e delle Aurore Australi (nell’emisfero australe, quindi a sud dell’equatore).

5. L’esosfera – Rappresenta lo strato più esterno dell’atmosfera e si estende dal limite con la termosfera (che viene definito “termopausa”) non avendo un vero limite superiore, in quanto sfuma progressivamente verso lo spazio interplanetario. I pochi elementi gassosi sono molecole leggere come idrogeno e elio presenti in percentuali estremamente basse.

Fig. 1 Schema di sintesi relativo alla stratificazione dell’atmosfera terrestre

EFFETTO SERRA

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Abbiamo sentito parlare centinaia di volte di Effetto Serra, in questo breve articolo cercheremo di comprendere le caratteristiche e l’importanza di questo fenomeno e, soprattutto, come incide sul clima terrestre.

Iniziamo a specificare che, oltre ai costituenti principali dell’atmosfera terrestre dei quali abbiamo parlato nel paragrafo precedente (ossigeno e azoto), l’atmosfera contiene anche i cosiddetti Gas Serra, ovvero l’anidride carbonica (CO₂), il metano (CH₄) e il protossido di azoto (N₂O).

Questi gas possiedono la proprietà fisica di assorbire le radiazioni termiche a onda lunga rilasciate dalla superficie terrestre e di emetterle nuovamente. Parte di queste radiazioni viene riflessa sulla superficie terrestre provocando un aumento della temperatura e una riduzione del raffreddamento attraverso la radiazione di calore.

L’effetto serra naturale rende possibile la vita sulla terra, così come questa si è sviluppata finora.

Senza Gas Serra la temperatura media sulla terra sarebbe di circa -18° C e la vita su di essa si sarebbe sviluppata in modo diverso.

Il problema, come spesso accade, è l’azione dell’uomo, meglio nota come “antropizzazione”; difatti, l’emissione di gas serra da parte dell’uomo, amplifica l’effetto serra naturale.

In particolare, l’equilibrio naturale tra radiazione incidente e radiazione riflessa è alterato dai gas serra prodotti dall’uomo. Dall’inizio dell’industrializzazione le emissioni dei gas che influenzano il clima, come l’anidride carbonica (CO₂), il metano (NH₄) e il protossido di azoto (N₂O), stanno aumentando sensibilmente. Al giorno d’oggi si registra circa il 40% di CO₂ in più rispetto all’inizio dell’era industriale. Pertanto la superficie terrestre dall’inizio del 1900 si è riscaldata a livello globale di oltre 1 °C.

BUCO DELL’OZONO

L’ozono è una molecola composta da tre atomi di ossigeno (O₃) e si trova naturalmente in tracce nell’alta atmosfera (la stratosfera). In particolare, la porzione di stratosfera in questione prende il nome di “ozonosfera” ed è appunto uno strato dell’atmosfera che protegge il nostro pianeta dai raggi solari nocivi.

Iniziamo a chiarire che il “buco” dell’ozono concretamente non è una fessura, è più corretto immaginarlo come un assottigliamento, ovvero una riduzione dello spessore dell’ozonosfera. Questo processo sta avvenendo in maniera sempre più accentuata e la responsabilità di questo processo che possiamo definire distruttivo per il nostro pianeta ce l’ha principalmente l’uomo!

L’attività antropica è difatti la principale causa dell’immissione in atmosfera di grandi quantità di sostanze ricche in elementi alogeni quali cloro, bromo e fluoro, cioè sostanze definite “ozono-distruttive”, i cui rappresentanti sono i famigerati clorofluorocarburi (CFC) e bromofluorocarburi (BFC).

Sono sostanze gassose a base di cloro, fluoro e carbonio, utilizzate nella produzione di schiumogeni, refrigeranti, bombolette spray e polistirolo espanso. Se sottoposti all’azione dalla luce solare possono liberare cloro, che reagisce con l’ozono, spezzandone i legami e diminuendone la concentrazione nell’ozonosfera.

Dott. Geol. Matteo Montesani