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Scienza col botto! Il clima globale in una bomba d’acqua

Il pianeta Terra è casa nostra. Forse alcuni di voi sanno che, all’interno del Sistema solare, è anche conosciuto come Pianeta blu. Dove il colore, evidentemente, è dato dalla massiccia presenza dell’acqua che lo ricopre. Acqua dolce, acqua salata, acqua che si muove.

Ma ricostruire il movimento dell’acqua negli oceani non è un gioco da ragazzi: la questione è piuttosto complessa. Anzitutto ci sono due sistemi di circolazione indipendenti, la circolazione superficiale e la circolazione profonda. Della circolazione superficiale è in gran parte responsabile il vento che soffia forte sulla superficie dell’oceano. Quella che, invece, è chiamata circolazione profonda si riferisce al movimento dell’acqua a profondità maggiori di 200 metri. La corrente qui è guidata dalle differenze di densità tra le masse d’acqua, più o meno salate e più o meno calde: l’effetto combinato del raffreddamento nella zona polare e del riscaldamento in quella equatoriale, provoca un flusso di acqua profonda che si dirige dal polo Nord verso Sud, raggiunge l’Oceano Antartico in prossimità del Sudafrica per poi raggiungere l’Oceano Indiano e il Pacifico oltrepassando l’arcipelago indonesiano. Un gigantesco fiume sottomarino di acque calde e fredde che mitigano i climi più estremi.

Le correnti oceaniche hanno un effetto diretto su clima globale, tempo meteorologico e molto altro. Come si diceva qualche riga sopra, è una questione assai complessa. Per capirci qualcosa di più torna utile un piccolo esperimento… esplosivo.

Che cosa vi serve

• Un paio di palloncini gonfiabili
• Una candela di cera
• Un rubinetto dell’acqua

Che cosa dovete fare

1. Partiamo da una semplice domanda: che cosa succede quando avviciniamo un palloncino a una candela accesa? Esplode, come è facile verificare.

2. Ora però, servendovi del rubinetto, versate un poco d’acqua in un palloncino sgonfio.

3. Poi, con tutta la forza che avete nei polmoni, gonfiate il palloncino e fategli un bel nodo.

4. Provate adesso ad avvicinarlo ripetutamente alla candela accesa e… che succede? Il palloncino si annerisce ma non esplode.

Che cosa osservate

Nell’esperimento assistiamo a un fenomeno che a prima vista ci sembra piuttosto evidente. Avvicinando un palloncino a una fiamma viva questo esplode, come punto da uno spillo acuminato. Quello che ci lascia perplessi, al contrario, è vedere lo stesso palloncino resistere al calore della candela solo perché “ripieno” di qualche centilitro d’acqua.

Che cosa è successo

Potremmo descrivere l’esperimento in questi termini: un palloncino di gomma divide una fiamma viva da una piccola quantità d’acqua. Il materiale di cui è fatto il palloncino subisce il calore della candela, si surriscalda ed è sul punto scoppiare, eppure l’acqua che contiene è capace di assorbire il calore trasmesso al palloncino. Evitando che la bomba d’acqua esploda.
All’interno di pochi centilitri d’acqua si genera un movimento che gli scienziati definiscono convettivo: l’acqua riscaldata sale verso l’alto, mentre l’acqua a temperatura più bassa corre verso la sorgente di calore, raffreddando il palloncino. Allo stesso modo le correnti oceaniche trasportano il calore dall’equatore al polo settentrionale e meridionale del nostro pianeta, servendo da motore per il clima globale. Viceversa le correnti fredde dai poli raggiungono l’equatore e via di seguito.

Negli oceani ci sono numerose correnti. La più conosciuta è la Ocean Conveyor Belt, o corrente termoalina, così chiamata perché dipende dalla temperatura (termo-) e dalla salinità (-alina) dell’acqua. Fondamentale per noi che abitiamo in Europa è la Corrente del Golfo, lunga 10mila chilometri!

Un po’ di scienze della Terra

Tempo meteorologico

Che tempo fa? Ci chiediamo prima di uscire di casa per capire se dobbiamo, o no, portare un ombrello con noi. Che si tratti di pioggia, sole, nuvole sparse o fiocchi di neve, il tempo meteorologico è quello che gli scienziati studiano su tempi brevi e in regioni delimitate.

Clima

Con la parola clima intendiamo invece lo studio della meteorologia su ampia scala e tempi lunghi. Quanto è aumentata la temperatura estiva in Europa negli ultimi cento anni? Domande come questa ci aiutano a capire cosa succede al Pianeta e come cambiano le condizioni di vita su di esso.

Le gif animate che illustrano l’esperimento sono di Davide Coero Borga

Per l’immagine in evidenza: NASA/Reid Wiseman (@astro_reid)

Davide Coero Borga è divulgatore scientifico. Lavora con l’Istituto Nazionale di Astrofisica e con Rai Scuola. È esperto in scienza della fiaba e del giocattolo. Se volete saperne di più, lo trovate qui

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