Gruppo di Lavoro: classe 3d
Informazioni sull'emoglobina con "antigelo" trovata in alcuni pesci artici per sopportare le basse temperature.
Gli animali, per sopravvivere al clima rigido dell’Antartide, hanno dovuto modificare alcune caratteristiche del proprio corpo, adattandosi così all’ambiente. Ad esempio alcuni pesci hanno modificato le ossa in cartilagine per ridurre la densità corporea ed essere più leggeri in acqua, diminuendo le energie necessarie alla locomozione.
Un’altra modifica è stata quella di effettuare sintesi di composti che agiscono da antigelo, abbassando il punto di congelamento. Infatti l’acqua del mare intorno all’Antartide ha temperatura al di sotto di 0 °C, quindi i pesci hanno bisogno di avere nei loro fluidi corporei delle sostanze che ne impediscano il congelamento.
I pesci che si sono adattati all’ambiente antartico hanno ridotto drasticamente la concentrazione nel loro sangue di emoglobina (la proteina che trasporta ossigeno ai tessuti) e i globuli rossi (le cellule che contengono l’emoglobina): in questo modo la viscosità del sangue è ridotta. Infatti quando a temperatura è molto bassa la viscosità diventa altissima perché i fluidi sono più densi, quindi il cuore farebbe uno sforzo enorme per far circolare il sangue. Invece diminuendo la viscosità il cuore dei pesci consuma meno energie e permette la sopravvivenza. La diminuzione di emoglobina e globuli rossi non ha avuto effetti negativi sui pesci, dato che a bassa temperatura i processi metabolici sono ridotti cioè richiedono meno ossigeno; inoltre le acque antartiche sono molto ricche di ossigeno, proprio per la loro bassa temperatura.
Esistono addirittura delle specie di pesci in cui nel sangue non c’è l’emoglobina ma direttamente ossigeno in soluzione nel sangue: sono gli unici vertebrati al mondo con questa straordinaria caratteristica.
Gruppo di Lavoro: classe 5d
Come si possa attraverso le carote di ghiaccio sapere se la CO2 accumulata nelle ere geologiche sia da imputarsi a fenomeni naturali (attività vulcanica ad esempio) piuttosto che attività umana da inquinamento?
I ghiacciai polari sono caratterizzati da temperature inferiori a 0 °C e quindi non subiscono mai la fusione: quindi conservano inalterate le caratteristiche chimiche della neve accumulatasi anno dopo anno. Inoltre nella neve restano intrappolati: i campioni di atmosfera del passato (sotto forma di bolle d’aria), le polveri eoliche, vulcaniche e cosmiche adagiatesi in vari momenti sulla superficie nevosa. Quindi realizzando delle carote nel ghiaccio si trova un completo e dettagliato archivio naturale relativo alla storia dell’atmosfera terrestre e del clima. Questo archivio di informazioni è organizzato in modo dettagliato nei vari strati; per le carote di ghiaccio più profonde questo archivio può spingersi fin a 500 000 anni fa. Le carote perforate nel ghiaccio offrono la possibilità di indagare direttamente la storia dell’atmosfera. Infatti la composizione chimica dell’atmosfera nel passato è direttamente registrata nelle bolle di gas presenti nel ghiaccio.
Gruppo di Lavoro: classe 5d
Perché le correnti marine che lambiscono le coste dell'antartide raggiungono velocità così grandi considerando che la velocità di rotazione è costante mentre varia la velocità lineare (è tutto dovuto alla forza di coriolis?)
L’Oceano Antartico è costituito dalla regione oceanica che circonda l’Antartide e si estende fino al fronte subtropicale, cioè all’interfaccia tra le acque subtropicali, relativamente calde e salate, e quelle più fredde e più dolci della zona subantartica. L’Oceano Antartico svolge un ruolo di primo piano nella regolazione del clima a scala globale. Infatti, interagendo con la circolazione atmosferica e con le acque di scioglimento dei ghiacciai antartici, funge da motore della circolazione delle correnti oceaniche dell’intero pianeta.
La descrizione delle correnti nell’Oceano Antartico è estremamente complessa perché bisogna tener conto di tanti fattori diversi: la pressione atmosferica, la temperatura dell’acqua, la topografia dei fondali, la forza di Coriolis.
Infatti:
- la pressione atmosferica è alta nelle zone subtropicali e bassa lungo il continente antartico: questa differenza di pressione genera dei venti molto forti, che a loro volta generano correnti superficiali molto intense. Avvicinandosi al continente, inoltre, questi venti interagiscono con i forti venti catabatici provenienti dal centro del continente antartico e le correnti superficiali ne vengono influenzate;
- la temperatura dell’acqua è molto diversa tra acque subtropicali e acque antartiche; la differenza di temperatura genera masse d’acqua con differenti densità che si comportano diversamente: quelle a densità maggiore tendono a sprofondare, quelle a densità minore a risalire in superficie, provocando vortici;
- la rotazione terrestre induce una deviazione delle correnti superficiali verso sinistra (effetto Coriolis), che si trasmette anche agli strati di acqua sottostante, facendo ruotare sempre più a sinistra la direzione della corrente;
- anche la topografia dei fondali, ossia la forma che ha il contenitore entro cui si svolge il moto, è fondamentale nella descrizione delle correnti; infatti lo spessore della colonna d’acqua è legata alla direzione del flusso: se varia la profondità del fondale (a causa della presenza di catene di monti sottomarini), la massa d’acqua viene forzata a muoversi in una particolare direzione.
Quindi la forza di Coriolis è uno dei fattori che determina la velocità delle correnti marine, ma non l’unico.
Quali effetti ha sul clima globale il riscaldamento dell'antartide? o meglio perché è indispensabile che l'antartide sia freddo per mantenere in equilibrio la temperatura della Terra?
Le regioni polari svolgono un ruolo fondamentale per il clima dell’intero pianeta, attraverso una serie di processi che hanno profonda influenza sia sull’atmosfera che sugli oceani.
Innanzi tutto i poli (Artide e Antartide) presentano un bilancio di radiazione, dato dalla differenza tra la radiazione solare entrante e la radiazione emessa verso l’alto dalla superficie terrestre, fortemente negativo e, di conseguenza, le temperature sono estremamente basse. Pensando l’atmosfera globale come una macchina termica si possono quindi immaginare le aree polari come pozzi di calore, mentre le sorgenti calde sono rappresentate dalle zone tropicali. Proprio la grande differenza di temperatura tra equatore e poli dà origine alla forza di gradiente che, insieme a quella di Coriolis, governa la circolazione generale dell’atmosfera, a cui è associata in massima parte la ridistribuzione dell’energia termica sulla superficie terrestre. Al trasporto di calore contribuisce, inoltre, la circolazione generale dell’oceano, alimentata dalle acque dense che si formano nelle regioni polari a causa dello scioglimento dei ghiacci al passaggio dalla stagione fredda a quella calda.
Inoltre, qualsiasi cambiamento del clima terrestre tende ad amplificarsi alle alte latitudini e, quindi, il monitoraggio dei parametri meteo-climatici nelle regioni polari è molto importante al fine di raccogliere utili indicazioni circa i mutamenti del clima del pianeta. Questo, se vale per l’Artide, vale in misura ancora più significativa per l’Antartide che, per le caratteristiche geografiche, orografiche e morfologiche, si presenta come un ambiente climatico unico su tutta la terra.
I parametri che servono per definire il clima, e che vengono misurati regolarmente in moltissimi posti in Antartide, sono: radiazione solare, pressione barometrica, temperatura dell’aria, umidità, precipitazioni, intensità e direzione del vento.
E poi vorremmo sapere la dott.ssa Sabatini che cosa fa? cosa sta misurando? e perché? sappiamo che è un'astrofisica e che ha montato un telescopio ma vorremmo più informazioni.
Io mi occupo di osservazioni astrofisiche e seguo diversi esperimenti a Dome C. Infatti l’Antartide, per le sue caratteristiche, è un posto unico sul pianeta per quanto riguarda l’astronomia: la sua atmosfera è estremamente trasparente e stabile, quindi non interferisce molto nelle osservazioni del cielo.
Questo è dovuto principalmente a:
- l’enorme distanza dell’Antartide dagli altri continenti: questo assicura uno scarso contenuto di particelle in atmosfera (polveri, ecc) che possono interferire con le misure;
- l’attività umana quasi nulla nel continente (salvo le piccole stazioni di ricerca): questo comporta uno scarso inquinamento, sia atmosferico sia luminoso;
- l’eccezionale stabilità atmosferica: i venti in Antartide, soprattutto nelle zone interne, hanno bassa intensità ed hanno un moto quasi laminare, ossia privo di turbolenza;
- le temperature sono molto basse; quindi l’emissione termica dell’atmosfera è ridotta;
- umidità estremamente scarsa: infatti tutta l’acqua presente in atmosfera viene condensata a terra sotto forma di ghiaccio a causa delle basse temperature atmosferiche, quindi non sono presenti in atmosfera grandi quantità di vapor acqueo, che è come una barriera per le osservazioni.
Inoltre per le particolari condizioni geografiche è possibile osservare le stelle in una certa zona di cielo (quella intorno al polo sud celeste) per un tempo illimitato: sono appunto le sorgenti circumpolari, che non tramontano mai.
Per questo motivo si eseguono molte osservazioni astronomiche dall’Antartide, in particolare a lunghezze d’onda comprese tra il radio e l’infrarosso: questo intervallo infatti è quasi impossibile da osservare da altri punti del pianeta, perché richiede di avere siti estremamente secchi, quindi in generale deserti ad alta quota, quali ad esempio il deserto di Atacama (Cile) e appunto l’Antartide.
Questo intervallo di lunghezze d’onda è di estrema importanza per molti studi, in particolare la cosmologia (studio del Big Bang e delle prime fasi di vita dell’universo), le fasi iniziali della vita delle stelle, le polveri presenti nella nostra Galassia.
Vengono eseguite anche misure nel visibile, dove è possibile studiare la variabilità di alcune stelle, e alcuni sorgenti particolari (blazar, AGB, ammassi stellari, stelle binarie, ecc).
