ATMOSFERA TERRESTRE ED EFFETTO SERRA
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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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
