Acque superficiali, acque sotterranee e ghiacciai

Acque superficiali, acque sotterranee e ghiacciai

Idrosfera continentale → rappresenta il 2,8% dell’idrosfera ed è parte integrante del ciclo idrologico, oltre ad essere di fondamentale importanza per la vita sulla Terra.
L’idrosfera continentale è alimentata dalle precipitazioni (dal vapore acqueo presente nell’atmosfera, che ricade sulla Terra come acqua o neve) ed è rappresentata principalmente da:
- acque superficiali → 1%;
- acque sotterranee → 22%;
- ghiacciai → 77%.

1.Acque superficiali → si formano se l’intensità delle precipitazioni è maggiore alla capacità di assorbimento del suolo e possono diventare:
- acque dilavanti → scorrono in modo diffuso e disorganizzato sul suolo;
- corsi d’acqua → scorrono all’interno di canali naturali (alvei), avanzando grazie alla forza di gravità;
- laghi → masse di acqua dolce o salata che si raccolgono in depressioni della superficie terrestre e non direttamente collegate al mare.

Esistono diversi tipi di corsi d’acqua:
- fiumi → corsi d’acqua perenni, in cui scorre acqua tutto l’anno, tipici delle zone pianure;
- torrenti → corsi d’acqua che si asciugano nelle stagioni calde, tipici delle zone di montagna;
- corsi d’acqua effimeri → corsi d’acqua che si riempiono solo in seguito a forti temporali, tipici delle zone aride.
La porzione di terreno che raccoglie le acque di precipitazione in un uno stesso corso d’acqua è detto bacino idrografico, diviso dagli altri bacini idrografici da zone dette spartiacque, che possono essere piccole strisce di terreno, fino anche ad intere catene montuose.
Un insieme di corsi d’acqua forma un sistema fluviale (o reticolo idrografico) → comprende un corso d’acqua principale e tutti i suoi affluenti (corsi d’acqua secondari che in esso confluiscono).
Il luogo in cui un corso d’acqua nasce è detto sorgente, mentre il punto in cui si butta in mare, in un altro corso d’acqua o in un lago è detto foce → le sue caratteristiche però cambiano lungo il suo percorso e dipendono da diversi fattori:
- velocità → distanza in km che l’acqua percorre in un’ora. Non è uguale in tutti i punti del corso d’acqua (nei rettilinei è maggiore nel punto centrale, nelle curve o anse invece è maggiore nella sponda esterna) e da essa dipendono altre caratteristiche quali la capacità di erosione dell’alveo e di trasporto/deposizione dei materiali erosi (sedimenti);
- portata → volume di acqua in m3 che passa in un secondo in un determinato tratto del corso d’acqua e che non è sempre uguale in tutti i periodi dell’anno. I valori massimi (piene) si verificano di solito nei periodi piovosi e nel disgelo primaverile (aumento della quantità d’acqua), i valori minimi invece (magre) si hanno nei periodi caldi (diminuzione dell’acqua);
- pendenza → dislivello dell’alveo in un determinato tratto del corso d’acqua, di solito è maggiore in alta quota (decime di metri) e minore a valle (pochi centimetri). Maggiore è la pendenza e maggiore è la velocità dell’acqua;
- morfologia dell’alveo → forma, dimensione e tipo di fondo dell’alveo (liscio o irregolare). Più l’alveo è grande e liscio e maggiore è la velocità dell’acqua, più piccolo e con fondo irregolare e minore è la velocità.

I laghi possono essere di diversi tipi, in base al tipo di depressione della superficie terrestre che li accoglie:
- laghi tettonici → occupano depressioni formate dai movimenti della crosta terrestre;
- laghi vulcanici → occupano crateri di vulcani spenti;
- laghi glaciali → occupano depressioni scavate nei ghiacci o formate dall’accumulo di detriti depositati dai ghiacciai sciolti;
- laghi di frana → occupano depressioni formate da frane;
- laghi costieri → piccoli tratti di mare isolati da cordoni di sabbia accumulata dalle correnti.
Pur non essendo direttamente collegati al mare, nei laghi l’acqua può entrare da corsi d’acqua che sfociano in essi (immissari) e può uscire da corsi d’acqua che escono da essi (emissari).
Per questo motivo tutti i laghi (sia grandi che piccoli) sono destinati a scomparire → vengono gradualmente riempiti dai detriti trasportati dagli immissari, diventando prima stagni (piccoli specchi d’acqua ferma poco profondi), poi paludi (distese di fango), fino ad asciugarsi completamente e ricoprirsi di vegetazione.

2.Acque sotterranee → rappresentano solo il 22% dell’idrosfera continentale, ma costituiscono il 94% dell’acqua dolce disponibile allo stato liquido e sono quindi fondamentali per la vita.
Il loro percorso comincia con l’infiltrazione delle acque di precipitazione nel suolo:
- una parte viene trattenuta dal suolo vicino alla superficie e può evaporare o essere assorbita dalle piante;
- una parte invece continua a penetrare in profondità, dove inizia il suo percorso fino al mare.
L’infiltrazione è resa possibile dalla forza di gravità e dalle caratteristiche del suolo, in particolare da due fattori:
- porosità → il suolo è composto da vari strati, ognuno dei quali non è compatto, ma ha moltissime microcavità (pori) in cui l’acqua può penetrare e dal cui numero dipende il suo grado di porosità. In pratica uno strato è tanto più poroso, quanti più pori possiede (es: argilla, sabbia e ghiaia hanno molti pori, risultano quindi molto porose; le rocce compatte hanno invece pochi pori, risultano quindi poco porose);
- permeabilità → capacità degli strati del suolo di farsi attraversare da un liquido, che dipende non solo dal numero dei pori, ma anche dalla loro dimensione. In pratica uno strato è tanto più permeabile, quanto più grandi sono i suoi pori (es: l’argilla ha moltissimi pori ma molto piccoli, risulta quindi impermeabile; sabbia e ghiaia invece hanno un numero minore di pori, ma di dimensioni maggiori, risultano quindi permeabili). Gli strati impermeabili sotto detti acquicludi, quelli permeabili sono detti acquiferi.

Le acque sotterranee continuano a scendere in profondità nel suolo finché tutti i pori di un determinato strato risultano saturi (pieni), per cui si fermano e si accumulano, formando così le falde acquifere → accumuli di acqua nel sottosuolo, che possono essere di due tipi:
- falda freatica → delimitata in basso da un acquicludo (strato impermeabile), ma in alto da un acquifero (strato permeabile), dal quale si rifornisce di acqua;
- falda artesiana → delimitata sia in basso che in alto da acquicludi (strati impermeabili), quindi non rifornita dall’alto, ma da zone anche molto lontane.
Le falde acquifere sono la principale fonte di acqua dolce per l’uomo, che riesce a sfruttarla attraverso la costruzione di pozzi → alcuni hanno bisogno di una pompa per estrarla, in altri invece (pozzi artesiani) è l’acqua a risalire spontaneamente una volta scavato il pozzo.
Le sorgenti sono punti in cui le acque sotterranee raggiungono spontaneamente la superficie terrestre (senza che sia scavato un pozzo) e possono originarsi per diversi motivi (es: nel punto in cui una falda freatica interseca la superficie terrestre).
Se l’acqua che esce dalla sorgente è più calda dell’aria circostante si parla di sorgenti termali → acque che risalgono in superficie vicino a zone vulcaniche o che hanno circolato nel sottosuolo a grandi profondità, dopo aver assorbito il calore interno della Terra (es: Terme di Saturnia in Toscana).
I geyser sono invece sorgenti in cui si alternano getti di acqua calda alti anche decine di metri e colonne di vapore → si formano quando la falda acquifera si raccoglie vicino ad una massa di magma.

3.Ghiacciai → grandi masse di ghiaccio formate nel corso di migliaia di anni per accumulo e compattazione di neve e che si spostano lentamente verso il basso per effetto della forza di gravità
Rappresentano la principale riserva d’acqua dolce non allo stato liquido della Terra.
Hanno origine anch’essi dalle precipitazioni, per un processo di ricristallizzazione della neve → alle alte latitudini o ad altitudini elevate l’acqua dall’atmosfera scende sotto forma di neve, cioè di piccoli cristalli di ghiaccio e vapore acqueo, e si accumula in uno strato soffice.
Se la temperatura rimane a lungo inferiore al punto di congelamento la componente di vapore acqueo della neve si solidifica ed i cristalli diventano piccoli e sferici → si passa da uno strato di neve soffice ad uno strato di neve più compatto (firn), nel quale i cristalli, man mano che si accumulano, si cementano tra loro.
I ghiacciai quindi si formano dove la temperatura è costantemente molto bassa, cioè oltre il limite delle nevi permanenti (che non si sciolgono nemmeno nelle stagioni calde), che varia in base alla latitudine → alle basse latitudini è tra 5000 e 6000m di altitudine (in alta montagna), scende gradualmente andando verso le alte latitudini, fino a raggiungere il livello del mare (ai poli).

I ghiacciai hanno una precisa strutture e sono formati da:
- zona di accumulo → parte superiore dove si deposita nuova neve e si forma nuovo ghiaccio;
- zona di ablazione → parte inferiore (fronte) dove si perde ghiaccio per distaccamento di blocchi;
- linea di equilibrio → parte centrale dove l’accumulo è pari all’ablazione.
I blocchi di ghiaccio che si distaccano dalla fronte del ghiacciaio e raggiungono il mare o un lago sono detti iceberg → affiorano dall’acqua solo in piccola parte, perché la densità del ghiaccio è solo di poco inferiore a quella dell’acqua.
Il rapporto tra la quantità di nuovo ghiaccio accumulato e la quantità di ghiaccio perso durante un anno è il bilancio di massa di un ghiacciaio → nei periodi più freddi l’accumulo supera l’ablazione, in quelli più caldo è il contrario.

I ghiacciai non sono immobili, ma si muovono molto lentamente verso il basso per effetto della forza di gravità → possono percorrere dai pochi centimetri, fino a una ventina di metri al giorno e, come l’acqua dei fiumi, hanno una maggiore velocità nella loro parte centrale e superiore ed una minore velocità sul fondo ed ai lati per l’attrito con il suolo ed i versanti delle montagne.
I meccanismi di movimento sono due:
- flusso plastico → all’esterno il ghiacciaio è rigido, oltre i 50m di profondità invece la forte pressone che subisce dall’esterno lo rende simile ad un materiale plastico e la sua massa inizia a muoversi internamente, facendolo spostare lentamente;
- scivolamento basale → il ghiaccio alla base del ghiacciaio si scioglie ed il sottile strato di acqua che si forma favorisce lo scorrimento del ghiacciaio sul suolo.
Durante il loro percorso i ghiacciai si spostano su superfici irregolari che possono causare loro delle spaccature dette crepacci → possono essere profondi solo fino a 50 m perché oltre questa profondità il flusso plastico del ghiaccio sigilla le spaccature.

Esistono diversi tipi di ghiacciaio

- calotte glaciali → enormi cupole di ghiaccio che si espandono in tutte le direzioni. Ne esistono solo due sul pianeta: la calotta groenlandese (grossa circa 6 volte l’Italia) e la calotta antartica (grossa circa 50 volte l’Italia);
- ghiacciai vallivi o alpini → si trovano nelle aree montuose e si estendono dalla zona di alimentazione verso valle con una porzione allungata detta lingua, che ne rappresenta la zona di ablazione;
- ghiacciai di circo → occupano conche di roccia denominate circhi e sono privi di lingua.