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GIOCAntartide ti permetterà di imparare giocando e scoprire il continente

App, sviluppata per il Museo Nazionale dell’Antartide – Sezione di Trieste dalla Divulgando S.r.l


Climate in Antarctica from Sediments and Tectonics

CLAST è una applicazione per iPad didattica e interattiva, sviluppata per spiegare argomenti di Geologia e Scienze della Terra.


 

Darwin - L'origine delle specie
Darwin - L'origine delle specie
Darwin - L'origine delle specie
Flexhibit

Far lavorare gli studenti come se fossero dei piccoli scienziati che organizzano una mostra sulle scienze polari.


 

Cos’è l’ozono

L'ozono è una molecola triatomica dell'ossigeno (O3) che si forma per processi fotochimici, ossia per l'azione dell'energia solare hn (nella banda della radiazione ultravioletta UV) sull'ossigeno:

3 O2 + hn  = 2 O3

La quasi totalità dell'ozono del nostro Pianeta è concentrata nella stratosfera: nell'alta atmosfera dove è elevata la quantità di UV, l'ossigeno è prevalente allo stato atomico; scendendo nella stratosfera, l'aria diventa più densa, l'assorbimento di UV aumenta e si raggiunge la massima concentrazione di ozono intorno ai 20 km. La quantità di ozono al di sopra di un certo punto della superficie terrestre è misurata in Unità Dobson (DU): è minima ai tropici (circa 260 DU) e più elevata altrove.

Unità Dobson (DU) = prende il nome da G.M.B. Dobson, fra i primi scienziati a studiare l'ozono atmosferico (~1920 - 1960). Considerando la colonna d'aria che insiste su una superficie unitaria delle medie latitudini, immaginando di portarla alla temperatura di 0 °C e alla pressione di 1 atmosfera, lo spessore dell'ozono in essa contenuto sarebbe di circa 4 mm, corrispondenti a 400 Unità Dobson. 1 Unità Dobson è pertanto definita da uno spessore d’ozono di 0,01 mm, a quelle condizioni di temperatura e di pressione.

L'ozono stratosferico ha un fondamentale ruolo nell'assorbire gran parte delle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole gravemente nocive ai viventi sulla Terra: dal cancro alla pelle a danneggiamenti alla vegetazione.

Cos’è il buco nell’ozonosfera

Il buco nell'ozonosfera che si osserva sull'Antartide, caratterizzato dall'estrema riduzione della concentrazione di ozono, comincia a svilupparsi ogni anno in agosto, raggiunge la sua massima estensione all'inizio di ottobre e scompare all'inizio di dicembre. La perdita di ozono in questo periodo è di circa il 50%. Il fenomeno si è accentuato negli ultimi anni del secolo scorso: da valori medi in ottobre di 300-250 DU degli anni '70 si è scesi alle 150 DU degli anni '90. La scoperta si deve a tre ricercatori del British Antarctic Survey (Farman, Gordiner e Shaklin), che nel 1984 annunciarono i risultati di molti anni di misure effettuate al di sopra di Halley Bay. Le misure effettuate dal Total Ozone Mapping Spectrometre (TOMS) montato sul satellite Nimbus-7 mostrarono che la riduzione dell'ozono avviene su tutto il continente ed è centrata sul Polo Sud.

A causa della sua forma, questo fenomeno divenne immediatamente noto come Antarctic Ozone Hole. Sin dall’inizio delle ricerche fu chiaro che la notevole riduzione stagionale della concentrazione di ozono doveva essere la causa di una combinazione di fattori quali le temperature estremamente basse al di sopra dell'Antartide, la presenza del vortice polare e l'aumento del contenuto di cloro nell'atmosfera.

Perché e quando si forma il buco nell’ozonosfera

I ritrovamenti di elevati contenuti di monossido di cloro al di sopra dell'Antartide hanno fatto puntare il dito accusatore sui clorofluorocarburi (CFC), apparentemente sicuri ed inerti composti largamente utilizzati nell'industria del freddo e come propellenti di aerosol, sin dagli anni venti, la cui utilizzazione è attualmente bandita a livello internazionale.

Le condizioni per lo sviluppo del buco nell’ozonosfera sono:

  • formazione di un vortice polare, durante l'inverno, che porta all'isolamento dell'aria al suo interno rispetto a quella delle medie latitudini;
  • forte abbassamento della temperatura all'interno del vortice tale da consentire la formazione delle nubi polari stratosferiche;
  • sviluppo di reazioni eterogenee sulla superficie delle nubi polari stratosferiche, denitrificazione e deidratazione della stratosfera e conversione di specie di cloro inattive in specie attive;
  • nessuna distruzione di ozono si determina sino a quando il ritorno della luce solare, all'inizio della primavera, innesca la dissociazione delle specie attive in cloro atomico e quindi l'inizio del ciclo catalitico di distruzione dell'ozono; il processo è a questo punto rapidissimo e progressivo per i successivi due mesi.
Protocollo di Montreal

Nel 1987 è stato raggiunto un accordo a livello governativo sulle sostanze che distruggono l'ozono, accordo definito dal Protocollo di Montreal. Tale protocollo ha come fine la riduzione, ed infine l'eliminazione, di sostanze antropogeniche che distruggano l'ozono. Nel 1988 il fenomeno del buco dell'ozono cominciò ad apparire anche sopra il Polo Nord. Nel 1990 più di 90 paesi decisero di sospendere la produzione di gas CFC. Nel 2000 la produzione di CFC era scesa dal suo massimo di un milione di tonnellate (raggiunto nel 1988) a meno di 100.000 tonnellate per anno, grazie anche all'introduzione dei meno dannosi idroclorofluorocarburi (HCFC). Per alcune applicazioni (come i condizionatori per automobili), si è passati anche all'uso di idrofluorocarburi (HFC) che, non contenendo atomi di bromo o di cloro, non sono dannosi per lo strato di ozono.

Il trattato è stato ratificato finora da 196 nazioni, cinque in più del Protocollo di Kyoto. Il Protocollo di Montreal ha fatto da catalizzatore di considerevoli progressi nell'industria chimica e manifatturiera che hanno portato a sistemi di refrigerazione più efficienti dal punto di vista energetico e meno impattanti sull'ambiente.

Per quanto riguarda i dati, particolarmente positivi sono quelli che riguardano l'Antartide: rispetto alle dimensioni massime del buco dell’ozono raggiunte il 24 settembre 2006 (29,6 milioni di km2), il buco si è ridotto a 22,6 milioni di km2 il 22 settembre del 2012.

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