UNITÀ 2 - L’aria sulla Terra

Qual è la composizione attuale dell’atmosfera?

I gas di cui è costituita l’atmosfera sono trattenuti vicino alla Terra dalla forza di gravità . Negli strati più bassi, in prossimità della superficie terrestre, l’aria è densa di gas mentre, man mano che si sale, diventa sempre più rarefatta perché la forza di gravità diminuisce con l’aumentare dell’altezza. Osserva il grafico. I dati forniti dall’areogramma riguardano la composizione dell’aria a livello del mare: come vedi, la maggior parte di tale area è formata da azoto e ossigeno.
- L’azoto è il gas più abbondante. Reagisce pochissimo con le altre sostanze ed è perciò considerato un gas inerte; non svolge alcuna funzione nella respirazione degli organismi. È importante perché ha la caratteristica di rendere meno attivo l’ossigeno che, allo stato puro, sarebbe altamente infiammabile. Inoltre è il componente fondamentale delle proteine, molecole di cui sono costituiti tutti i viventi; è essenziale per le piante e quindi, indirettamente, anche per gli animali. Può essere assorbito direttamente dall’aria solo da alcuni batteri che lo rendono poi disponibile nel suolo.

- L’ossigeno ha la proprietà di provocare e mantenere la combustione e viene utilizzato dagli organismi nella respirazione. La sua quantità è mantenuta stabile nell’aria dalla fotosintesi clorofilliana. Gli altri gas formano all’incirca l’1% dell’aria e sono l’anidride carbonica e i gas rari, tra cui l’argon. 

- L’anidride carbonica è prodotta dalla respirazione dei viventi e dalle reazioni di combustione. È assorbita dalle piante che la utilizzano durante la fotosintesi per produrre le sostanze organiche. Ha un ruolo chiave nel clima della Terra e ne favorisce il riscaldamento perché trattiene parte del calore che arriva dal Sole. La percentuale di anidride carbonica è in continuo aumento a causa dell’inquinamento dovuto alla combustione di petrolio, gasolio e benzina. 

- L’argon è il più abbondante dei gas rari, come l’elio, il neon, il cripto e lo xeno. Di questi ultimi nell’atmosfera si trovano solo tracce.

L’areogramma che hai analizzato si riferisce all’aria secca, cioè priva di vapore acqueo. In realtà il vapore acqueo può essere presente nell’aria in quantità variabile che dipende dalle zone: sul mare, sui laghi o dove c’è molta vegetazione l’aria è molto umida, contiene cioè molta acqua allo stato gassoso; sui deserti o in alta montagna, dove scarseggia la vegetazione, l’umidità dell’aria è molto bassa. L’aria è secca anche nelle zone molto fredde dove è scarsissima l’evaporazione mentre può essere molto umida nelle zone in cui l’evaporazione è favorita dalle alte temperature.

Nelle zone ad alta concentrazione urbana e industriale sono rilevabili nell’aria anche quantità variabili di fumi e gas tossici, che derivano soprattutto dalle emissioni dei motori a scoppio, dalle lavorazioni industriali e dagli impianti di riscaldamento e raffreddamento. Tra i gas contenuti in concentrazioni molto piccole, nella parte più bassa dell’atmosfera, c’è anche l’ozono. La sua molecola è formata da tre atomi di ossigeno; è molto simile quindi all’ossigeno che respiriamo, formato da molecole di due atomi ( 1 ). L’ozono ha un odore pungente (il suo nome deriva dal verbo greco ózo, che significa “mandare odore”). Si forma spesso per azione delle scariche elettriche durante i temporali ma la sua concentrazione può aumentare in presenza di alcuni inquinanti chimici, provenienti generalmente dalle emissioni delle auto. Dopo che è stata dimostrata l’elevata tossicità dell’ozono, la sua concentrazione è monitorata in tutte le grandi città e costituisce uno dei principali indici di inquinamento.

Il buco nell’ozono

I raggi ultravioletti: effetti sulla salute
L’ozono presente nella stratosfera forma una fascia sottile di grande importanza per la vita sulla Terra poiché filtra parte delle radiazioni ultraviolette (UV) del Sole. Le radiazioni ultraviolette sono una componente della radiazione solare; ne esistono di tre tipi: gli UV-A, gli UV-B e gli UV-C (sicuramente ne hai già sentito parlare a proposito delle creme per la protezione solare). I raggi ultravioletti, oltre a svolgere un’azione benefica sull’uomo, perché favoriscono la produzione della vitamina D, possono essere molto pericolosi per la pelle e per gli occhi: provocano scottature e aumentano l’incidenza del melanoma, un cancro della pelle davvero temibile. Fra i tre tipi di radiazioni, gli UV-A sono i meno pericolosi, mentre gli UV-B possono anche provocare gravi danni alle piante. La fascia di ozono stratosferico blocca completamente gli UV-C, al 95% gli UV-B e al 5% gli UV-A. 

Sono ormai passati più di quarant’anni da quando si è scoperto che l’ozono della stratosfera è diminuito in corrispondenza delle aree polari e soprattutto a livello dell’Antartide. La causa è da ricercare nell’attività dell’uomo che ha immesso nell’atmosfera i clorofluorocarburi, o CFC, sostanze gassose a base di cloro, fluoro e carbonio. Queste sostanze, che si trovavano nelle bombolette spray, nei frigoriferi e nei condizionatori, raggiunta l’atmosfera, hanno la proprietà di distruggere le molecole di ozono e di creare il cosiddetto “buco”.

Dalla fine degli anni Ottanta, dopo la firma del Protocollo di Montreal, molti Paesi del mondo si sono impegnati per ridurre prima ed eliminare poi i CFC e sono stati messi in commercio molti prodotti alternativi e meno pericolosi. I risultati di tali provvedimenti sono buoni e il buco dell’ozono sopra l’Antartide si sta lentamente riducendo.