STUDENT S GUIDE Acqua. La stanza dell. Federico Motta Editore

STUDENT S GUIDE Acqua La stanza dell Federico Motta Editore

ACQUA Mike Goldwater FEDERICO MOTTA EDITORE Sotto l Alto Patronato del Presidente della Repubblica Italiana GREEN WATER FOR LIFE CROSS AND PEACE Acqua La stanza dell sedi e date Milano, Palazzo Reale 19 marzo - 2 giugno 2003 fotografie di Mike Goldwater testi scientifici di Mario Tozzi Napoli, Città della Scienza 4 luglio - 10 agosto 2003 Potenza, Museo Provinciale 28 settembre - 9 novembre 2003 Genova, Festival della Scienza 23 ottobre - 3 novembre 2003 Roma, Palazzo Valentini 14 novembre 2003-11 gennaio 2004 2003 Mike Goldwater/Network, rappresentato in Italia dall Agenzia Grazia Neri 2003 Federico Motta Editore S.p.A., Milano Proprietà artistica e letteraria riservata per tutti i Paesi Ogni riproduzione,anche parziale, è vietata Le immagini sono tratte dal volume Acqua edito da Federico Motta Editore Si ringrazia Grazia Neri per le immagini qui riprodotte Prima edizione:marzo 2003 Stampato da Arti Grafiche Motta, Milano Assobase Associazione Nazionale chimica di base Federico Motta Editore

PRESENTAZIONE Cloro Amico Mio, il logo simbolo cui le aziende produttrici di cloro hanno dato vita, ha partecipato con grande interesse ed entusiasmo alla realizzazione della sezione didattica della mostra Acqua, essendo l acqua uno degli elementi che maggiormente usufruisce dei vantaggi offerti dal Cloro. È questa una grande occasione per testimoniare e sottolineare l insostituibilità di un bene così prezioso anche attraverso la promozione di una conoscenza corretta, attuale e completa di un elemento molto importante per la qualità dell acqua. Il Cloro, infatti, rende l acqua sicura (in Europa Occidentale ne potabilizza il 98%). La clorazione è il sistema più efficace. Economica, facile da installare e da controllare per rendere l acqua potabile e mantenerla tale fino al suo utilizzo: la persistenza dell azione biocida, cioè la capacità di distruggere o diminuire l attività degli agenti patogeni, è una caratteristica specifica del Cloro. I Paesi che l adottano sistematicamente hanno sconfitto malattie come colera, tifo, dissenteria, mentre si stima che l 80% delle epidemie che affliggono i Paesi in via di sviluppo sono causate dall utilizzo di acqua non potabile. Il Cloro è insostituibile anche per igienizzare l acqua delle piscine, per trattare le acque reflue urbane e industriali, per disinfettare gli ambienti interni, dagli ospedali alle comuni abitazioni, ed è elemento indispensabile nella produzione di innumerevoli prodotti (dai medicinali alle materie plastiche, dai detersivi all elettronica). Per saperne di più è possibile visitare il sito: www.cloro.org

È SEMPRE LA STESSA ACQUA PREMESSA Da dove viene l acqua della Terra? Quando la Terra era appena nata 4,5 miliardi di anni fa era caldissima e tutto il vapore che usciva dai vulcani non diventava mai liquido; nel momento in cui ha cominciato a raffreddarsi il vapore diventò pioggia che cadde per tantissimo tempo e si trasformò in oceani. A questo si deve aggiungere l arrivo di qualche cometa dallo spazio: il nucleo ghiacciato incontra il pianeta ancora caldo e fonde aggiungendosi all acqua dei vulcani. L acqua che vediamo è sempre la stessa Oceani, ghiacciai, piogge, nuvole, torrenti, fiumi, acque sotterranee: si tratta sempre della stessa acqua che si sposta da un parte all altra della Terra. Seguiamo una goccia d acqua dall inizio alla fine: da una nube scende una goccia d acqua e precipita verso il suolo, lì può essere assorbita dalle piante o può evaporare immediatamente una volta toccata terra e tornare a far parte delle nubi. Oppure può scorrere sulla superficie della Terra e finire in un torrente e poi in un fiume e infine in mare, da dove prima o poi evapora e torna nelle nubi. O, ancora, può infiltrarsi nel sottosuolo e alimentare quella gigantesca spugna sotterranea che è il terreno e rifornire di acqua i pozzi e gli acquedotti dell uomo. Dagli acquedotti finirà nelle nostre case, sarà bevuta o usata e finirà di nuovo nei fiumi attraverso gli scarichi e, quindi, in mare e poi di nuovo evaporare fra le nubi e così via. Unicità dell acqua L acqua non ha una sua forma, ma acquisisce, come tutti i liquidi, quella del recipiente in cui viene contenuta; al contrario degli altri liquidi però aumenta di volume se viene portata allo stato solido. L acqua non può essere ridotta di volume se viene compressa e, a causa delle impurità sempre disperse al suo interno, è un buon conduttore di corrente elettrica. Ma la proprietà più straordinaria è che l acqua è in grado di sciogliere un buon numero di sostanze (tranne quelle grasse come l olio), basta darle il tempo sufficiente per farlo. Mario Tozzi

SOMMARIO 10 La molecola d acqua Mario Tozzi 14 L origine dell acqua sulla terra Mario Tozzi 16 È sempre la stessa acqua: il ciclo idrologico Mario Tozzi 20 Troppa acqua: il diluvio universale Mario Tozzi 24 Senza acqua: il sistema solare Mario Tozzi 28 Il lavoro dell acqua Mario Tozzi 30 I ghiacciai Mario Tozzi 34 Le falde acquifere Mario Tozzi 38 Senza acqua: disponibilità e disuguaglianze Mario Tozzi 42 Troppa acqua: inondazioni e alluvioni Mario Tozzi 46 L acqua miracolosa Mario Tozzi 48 L acqua e i vulcani Mario Tozzi 52 Energia dell acqua: le dighe Mario Tozzi 56 Il cloro

La molecola d acqua H2O Quella che impropriamente chiamiamo elemento è invece - un composto: due atomi di idrogeno e uno di ossigeno nell'unica formula chimica che tutti abbiamo imparato fino dai primi anni di scuola. Un composto che, però, è solo apparentemente molto noto: tanto per fare un esempio concreto, quando diventa solida non diminuisce di volume, come tutti gli altri liquidi, ma aumenta: grazie a una rete molecolare deformata e "difettosa" rispetto a quella del ghiaccio, le molecole riescono a occupare alcuni spazi che nel ghiaccio restano invece vuoti, spiegando così la maggiore densità dell acqua liquida rispetto alla sua fase solida. La molecola d acqua è una molecola piegata composta da un atomo di ossigeno e due di idrogeno inclinati in modo da coprire un angolo di 104,5 che è fisso e caratteristico per ogni singola molecola d acqua, sia nel mare che nei fiumi o nelle nubi, sulla Terra come su un altro pianeta. In realtà la forma dell acqua è un tetraedro, una figura geometrica solida con al centro l atomo di ossigeno, due vertici occupati da due atomi di idrogeno e gli altri due occupati da due coppie isolate di elettroni (coppie solitarie) che avanzano dall atomo di ossigeno stesso non facendo direttamente parte del legame. Se il tetraedro fosse perfetto quell angolo dovrebbe comunque essere di 109,5, ma la repulsione fra le coppie isolate di elettroni è maggiore di quella fra ciascuna di esse e gli atomi di idrogeno (che così risultano più vicini, chiudendo quell angolo a 104,5 ). Le cose si complicano se si prendono in esame più molecole, questo perché esiste un interazione fra un atomo di idrogeno di una molecola e l atomo di ossigeno di un altra, anzi: l atomo di idrogeno va precisamente dove sono gli elettroni della coppia soli- Un nuovo pozzo trivellato da un agenzia di aiuto internazionale nella campagna cambogiana.aprile 1987 10

taria formando il cosiddetto legame (o ponte) idrogeno. Quello che ne risulta è una molecola uncinata in cui ogni atomo si lega agli altri come persone distese che si tengano per i polsi e per le caviglie con altre persone. Da questa particolare disposizione nascono tutte le proprietà dell acqua. Il segreto dell acqua non sta tanto - come in genere nei liquidi - nelle forze repulsive a livello atomico, quanto piuttosto in quelle attrattive che recano all acqua una struttura insolitamente ordinata per un liquido, molto più simile a un cristallo che non a un gas. I modelli elaborati al computer indicano che le molecole dell acqua formano una specie di rete continua, ma disordinata e in perenne movimento, in cui ogni molecola si collega al massimo con altre cinque molecole. La capacità di coesione dell acqua è alla base delle sue proprietà: i ponti idrogeno conferiscono all acqua la forma giusta per espandersi nello spazio come nessun altro liquido e per conquistare la terza dimensione. H2O H - - - - 0 + 104,5 - - - - H Agricoltori colpiti dalle alluvioni pescano per procurarsi il cibo. Mombane, Mozambico, febbraio 2000 12

L origine dell acqua sulla terra H2O L'origine dell'acqua sulla Terra va ricercata soprattutto nell analisi della composizione delle acque marine, quelle più abbondanti sulla Terra. Elementi chimici come cloro, bromo e zolfo risultano più abbondanti nell'acqua degli oceani che nella crosta terrestre.visto che essi rappresentano un prodotto della degassazione dei vulcani - cioè della emissione abbondante di vapore acqueo e gas durante le eruzioni - la loro maggiore abbondanza nel mare potrebbe indicare il fatto che gli oceani sono una conseguenza diretta dell'attività vulcanica della Terra. L'acqua dell'idrosfera e dell'atmosfera dunque può essersi generata attraverso le innumerevoli eruzioni vulcaniche che hanno interessato la Terra dal passato più remoto fino ai giorni nostri e che, in altre ere, erano più frequenti di oggi. C'è poi un altra possibilità, che almeno il 20% dell idrosfera si sia generata grazie alle comete provenienti dallo spazio profondo. Un nucleo cometario ghiacciato avrebbe potuto entrare in collisione con la crosta terrestre oltre 3 miliardi di anni fa, quando gli impatti cosmici all interno del sistema solare erano molto più frequenti, e sciogliersi improvvisamente creando le prime pozze oceaniche e innescando un primo rudimentale ciclo idrologico. Mandriani nomadi raggiungono l acqua per i loro cammelli scavando nel letto asciutto di un fiume. Eritrea, aprile 1983 14

H2O È sempre la stessa acqua: il ciclo idrologico Il 71% della Terra è coperta da acqua (il gigantesco guscio idrico che chiamiamo idrosfera, termine che comprende l'insieme delle acque sia salate che dolci, ghiacciai inclusi), ma oltre il 97% dell acqua del pianeta è costituito dagli oceani, mentre il 2,1% si trova nelle calotte polari e nei ghiacciai e solo lo 0,65% è concentrato nei fiumi, nei laghi, nelle falde acquifere sotterranee e nell atmosfera. In un anno la quantità totale di acqua che circola nell'atmosfera è di circa 380.000 km 3 (come se tutta la superficie della Terra fosse ricoperta da uno strato di acqua alto circa un metro), di cui circa 60.000 km 3 evaporano e circa 36.000 km 3 rimangono in superficie per contribuire all erosione del rilievo terrestre. L evaporazione comprende, alla fine, circa 320.000 km 3 di acqua. Il ciclo dell acqua è alimentato dall energia del Sole e avviene all interfaccia fra atmosfera e idrosfera, comprendendo anche le acque sotterranee che partecipano a questo continuo riciclaggio con un ritardo dipendente dalla natura del sottosuolo (lo scorrimento in profondità sarà molto lento in rocce poco permeabili e più veloce in quelle molto permeabili). Il ciclo idrologico può essere schematizzato seguendo un ipotetica goccia d acqua che si trovi in uno degli oceani della Terra: a un certo punto, per l azione del Sole, la goccia evapora e viene portata in circolo nell atmosfera. Qui la goccia di provenienza oceanica entra a far parte delle nubi e persiste nell atmosfera fino al momento in cui si trasforma in precipitazione che può di nuovo portarla a cadere nell oceano da cui era partita o in un altro mare sopra il quale si può essere spostata. Ma le nubi possono essersi mosse verso i continenti e allora la Agricoltori palestinesi a Gerico utilizzano l irrigazione a goccia per le piante di pomodoro. I fogli di polietilene conservano l acqua e proteggono le piante dal calore.territori palestinesi, novembre 1992 16

goccia può precipitare direttamente sulla terraferma e finire in un fiume e, prima o poi, ancora, nel mare. Ovvero la goccia può essere catturata dal manto vegetale ed essere restituita all atmosfera per evapotraspirazione. Oppure può infiltrarsi nel sottosuolo ed entrare a far parte di una falda acquifera e, solo dopo molto tempo, tornare a riemergere per essere incanalata in un fiume e finire successivamente, comunque, in mare. Attraverso il ciclo dell acqua, l idrosfera riesce a contenere una vasta riserva di calore dato che assorbe, immagazzina e mette in circolazione quello che si forma e si accumula per effetto dell energia solare che arriva sulla Terra. Questo ruolo è di importanza fondamentale per la distribuzione delle fasce climatiche del pianeta. L idrosfera, infine, è un importante riserva di elementi e di composti chimici disciolti di continuo nelle acque che arrivano agli oceani. evaporazione 320.000 km 3 oceani precipitazioni 284.000 km 3 scorrimento superficiale 380.000 km 3 =totale dell acqua evaporata 36.000 km 3 scorrimento sotterraneo evaporazione 60.000 km 3 terraferma Una foresta allagata dalle piogge eccezionali e dall alto livello del mare. Harirampur, Bangladesh, settembre 1998 18

Troppa acqua: il diluvio universale H2O La Bibbia aveva ragione. Più o meno 7.500 anni fa l'acqua sommerse la Terra, uccise gli animali, costrinse a lunghe migrazioni gli uomini, cambiò le pianure in laghi e sconvolse gli equilibri del pianeta. Un diluvio vero, reale, non la metafora di catastrofi mandate a punire gli uomini superbi, ma le acque di un mare intero che si rovesciano in quelle di un altro mare invertendo i rapporti e stravolgendo le prospettive. Le acque scacciano gli uomini e l'esodo crea i miti e informa le religioni: i poemi si basano su presupposti scientifici nella tradizione orale e nella canzone ciclica che in tutta la Terra hanno poi raccontato la storia del diluvio. Ma non si è trattato di un fenomeno universale e tanto meno è stato preceduto da quaranta giorni di pioggia: piuttosto un'unica grande catastrofe, localizzata, però, nella culla tradizionale della cultura ancestrale del pianeta Terra, in Asia, nella Mezzaluna fertile. Le analisi scientifiche rigorose di qualche lustro di ricerche danno un fondamento impensabile prima, che nasce dalle decifrazioni delle antiche saghe e ci conduce verso il diluvio attraverso il lavoro degli scienziati. Quella del diluvio è l'acqua della sommersione temporanea di una regione culturalmente tanto dominante da aver trasmesso poi alla tradizione di tutta l'indoeuropa un mito tanto forte, ed è un'acqua, invece, incredibilmente salata. Il diluvio non è piovuto dal cielo, è venuto da un mare - il Mediterraneo - che si è scaricato con violenza inaudita in un altro mare - il Mar Nero - quando il secondo era ancora un grande lago di acqua dolce dispensatore di agricolture e civiltà. In un attimo la soglia del Bosforo, che ancora oggi li divide, cede di schianto nel 5600 a.c.: la differenza fra i due livelli era allora di oltre 100 metri e ci vollero quasi tre secoli perché tor- Charrapunjee,Assam, uno dei posti più umidi del pianeta, con precipitazioni annue di 1200 cm. India, luglio 1999 20

nassero a congiungersi. Campi coltivati, villaggi, armenti, ma anche mura, palazzi, culture: ogni cosa rapidamente sommersa, tutto da abbandonare per sempre. Grandi migrazioni di comunità umane seguirono lo schianto della diga naturale del Bosforo e della gigantesca inondazione che ne seguì, e dove potevano dirigersi quelle popolazioni se non verso la Mesopotamia, nella Mezzaluna fertile? E cosa potevano recare se non il ricordo terribile del diluvio? Così nasce il mito di Gilgamesh, così arriva il diluvio della Bibbia: un evento geologico raro - ma non impossibile - che i geologi hanno cercato per decenni scrutando le profondità del Mar Nero alla ricerca di indizi, come le incisioni di fiumi sottomarini in profondità o i fossili marini al di sopra dei precedenti di acqua dolce, prova inconfutabile che il lago era diventato un mare e aveva preso subito a ospitare altre faune. Settemilacinquecento anni fa il Mediterraneo si rovesciò nel Mar Nero in una catastrofe che avrebbe prima sgomentato e poi ispirato gli uomini, e per sapere che è vero basta guardare ancora oggi i pescatori del Bosforo: gettano un secchio nell'acqua più profonda e si fanno trasportare senza motori e senza vele dentro il Mar Nero, una corrente profonda di acqua più densa che viene dal Mediterraneo li trascina senza sforzi, un fiume sottomarino ultimo retaggio del diluvio universale. A nuoto con un vaso per andare ad attingere acqua da una pompa rimasta al di sopra del livello dell alluvione. Dacca, Bangladesh, settembre 1998 22

Senza acqua:il sistema solare H2O L acqua allo stato liquido esiste solo sulla Terra; su Marte e sulla Luna, se c'è, è allo stato solido e solo un'eruzione o l'impatto di un corpo celeste può provocarne il temporaneo scioglimento; sul Sole è gassosa, altrove ancora ghiacciata e "sporca". Sulla Luna, per esempio, nella depressione di Aitken (presso il polo sud lunare) le sonde spaziali hanno successivamente messo in luce una specie di freezer naturale in cui le temperature si mantengono costantemente attorno ai -230 C a causa della profondità di oltre 10.000 metri che impedisce l arrivo dei raggi solari sul fondo.all interno del cratere (che ha un diametro di 2.300 km, uno dei più grandi del sistema solare) c è un impasto presumibilmente durissimo di ghiaccio e polvere, una specie di stagno fangoso congelato la cui profondità è ancora incerta (fra 3 e 30 metri) e che potrebbe contenere centinaia di migliaia di metri cubi di acqua. Ci sono però ancora molti dubbi: infatti gli apparecchi non hanno realmente toccato la superficie dello stagno ghiacciato, sono state le sonde che hanno rivelato la presenza di una sostanza che ha una capacità di riflettere le onde dei radar diversa da quella del suolo e delle rocce lunari tutto attorno. Ma sulla Luna non ci sono falde acquifere sotterranee (tutti i campioni di rocce lunari analizzati sono secchi ), né c è una circolazione superficiale di acque, ed è quindi difficile spiegarsi da dove proviene quell acqua. È probabile che una cometa, nell impatto con la superficie lunare, abbia potuto trasformare in acqua il suo corpo di ghiaccio. Su Marte le evidenze del passaggio di acqua sono ormai palmari: alvei di corsi d acqua ormai secchi vengono messi in luce in molte immagini da satellite e dimostrano Nomadi chiedono acqua a un camion di passaggio di un agenzia di aiuti. Sahara, Mali, luglio 1984 24

che, se non oggi, in passato di acqua libera sul pianeta rosso ce ne è stata parecchia. Oggi due enormi calotte glaciali occupano i poli di Marte e conservano allo stato solido tutta l acqua del pianeta a causa della temperatura superficiale molto bassa (attorno ai -50 C). Un eruzione vulcanica o l impatto con una meteorite possono temporaneamente sciogliere grossi volumi d acqua e farla scorrere per centinaia di metri o addirittura per chilometri, fino a quando si ghiaccerà di nuovo, magari dopo essersi concentrata in un piccolo lago. Va però ricordato che, nel caso di Marte, si tratta di un acqua particolare, di composizione differente rispetto alla nostrana H2O. Un tratto della grande depressione Valles Marineris, lunga più di 5000 km e caratterizzata da strutture di tipo fluviale e da grandi frane La cascata di Mae Klang, nel Parco Nazionale Doi Inthanon. Chang Mai,Thailandia, marzo 2002 26

Il lavoro dell acqua H2O Normalmente l acqua penetra nelle fessure delle rocce superficiali e produce un gran lavoro fisico di erosione: infatti, quando la temperatura scende, si trasforma in ghiaccio, aumenta di volume e rompe letteralmente la roccia frantumandola in un fenomeno che va sotto il nome di crioclastismo. Il crioclastismo funziona a pieno regime quando l escursione termica è significativa e porta le minime sotto lo zero, come nelle zone di montagna, ed è anche condizionato dall andamento delle stagioni. Ma il lavoro più importante le acque superficiali lo compiono sfruttando il loro chimismo, in particolare la loro eventuale aggressività che deriva, in genere, dalle impurità sempre presenti al loro interno. L ossigeno, per esempio, provoca ossidazioni e dà luogo alla ruggine, ma il maggior responsabile dell alterazione chimica è senz altro il biossido di carbonio, disciolto nell acqua sotto forma di acido carbonico. Quando sono attaccate dall acido carbonico le rocce, come il granito, subiscono una serie di trasformazioni che hanno come risultato finale la produzione di sali, silice e minerali residuali (come l argilla). mancanza di suolo perché il pendio è troppo ripido suolo trasformato formatosi su sedimenti non consolidati sedimenti non consolidati suolo poco spesso sul pendio a seguito della maggiore erosione suolo residuale sviluppatosi su roccia madre in posto roccia madre in posto Fango lasciato dalle acque dell alluvione dopo che si sono ritirate. Mozambico, febbraio 2000 28

I ghiacciai I ghiacciai sono enormi masse di ghiaccio che si formano nelle regioni fredde e in alta montagna a causa della compattazione e ricristallizzazione della neve. Per quanto contrasti con l esperienza comune e con l immagine che se ne ha, i ghiacciai si muovono e, anzi, la loro mobilità ne rappresenta una delle caratteristiche distintive. Il movimento lentissimo dei ghiacciai è la causa del modellamento della superficie terrestre nelle aree dove si trovano, o si trovavano, estese coperture di ghiaccio. L hotel di ghiaccio. Svezia, dicembre 2001 H2O ghiacciaio principale 30

I ghiacciai sono preziose riserve di acqua potabile (il 2% dell idrosfera, cioè 30 miliardi di m 3 ) e svolgono una fondamentale funzione di regolatori ecologici del clima. Se è vero che il continuo innalzamento della temperatura e i mutamenti climatici stanno lentamente intaccando l'integrità di queste fonti, facendo aumentare gli ormai noti fenomeni di scioglimento, le ricerche svolte hanno ormai dimostrato che l'azione spesso irresponsabile dell'uomo, che sfrutta i ghiacciai a scopo tecnico-sportivo, incrementa e amplifica sensibilmente i fenomeni di degrado. Di conseguenza anche l'acqua, riserva di cui i ghiacciai sono ricchi, è in grosso pericolo. Per quello che riguarda il loro possibile futuro scioglimento va ricordato che, se si sciogliessero tutti, la superficie del livello del mare salirebbe di oltre 70 metri, ma l unico contributo significativo lo darebbero i ghiacciai continentali e quelli alpini: infatti se si fondesse la sola banchisa del Polo Nord (cioè l acqua del mare ghiacciata) il livello del mare non aumenterebbe neppure di un centimetro, avendo il ghiaccio un volume maggiore dell acqua liquida. Fontanella, Evian. Francia, maggio 2002 32

H2O Le falde acquifere Le acque fossili e tutte le acque che si trovano nella crosta terrestre (escluse quelle di origine vulcanica) sono di origine piovana, visto che possono derivare da viaggi sotterranei lunghissimi. L acqua però non riposa in grandi cavità sotterranee come si potrebbe pensare, anche se qualche volta è effettivamente così, come nelle regioni carsiche dove si rinvengono grotte con veri e propri laghi di grandi dimensioni. È quanto avviene nella zona del Carso - dal Friuli fino in Slovenia - dove si verifica uno dei processi erosivi più caratteristici nelle regioni carbonatiche della Terra, il carsismo. Dove abbondano i calcari, il biossido di carbonio contenuto nell acqua aggredisce chimicamente i rilievi fino a creare un paesaggio ricco di forme dolci, inghiottitoi naturali e doline, depressioni circolari dal fondo piatto dove corsi d'acqua e veri e propri fiumi si immergono nel sottosuolo per continuare a scorrere in profondità e riemergere anche a parecchi chilometri dal punto di immersione. L acqua sotterranea è, invece, più comunemente, contenuta nelle rocce come in enormi spugne, e questo processo di accumulo è di straordinaria importanza perché rappresenta la riserva e la fonte delle acque che escono dai nostri rubinetti. Benché solo lo 0,6% dell acqua si trovi nel sottosuolo, nei primi 800 metri di crosta dei continenti ce ne è una quantità di migliaia di volte maggiore di quella contenuta in tutti i fiumi del globo. Una falda acquifera è una porzione del sottosuolo in cui tutti gli spazi vuoti nei sedimenti e nella roccia sono pieni di acqua a saturazione; la superficie freatica è il limite superiore di una falda. In genere la superficie freatica ha la stessa forma del rilievo sotto il quale si trova ed emerge in superficie alimentando le sorgenti o direttamente fiumi, laghi e paludi. Un membro dell Ufficio per il Controllo della Qualità dell Acqua della California con un campione di acqua prelevata dal New River nel punto in cui entra negli Stati Uniti. Risultati di analisi precedenti avevano dimostrato la presenza di batteri 40.000 volte superiori ai limiti di sicurezza. Calexico, California, agosto 2000 34

Non tutte le rocce possono contenere la stessa quantità d acqua, tutto dipende dalla loro capacità a farsi attraversare, cioè dalla loro permeabilità, che dipende dalla percentuale di vuoti e di fratture che la caratterizzano. Naturalmente più piccoli sono i vuoti, più lento è il passaggio dell acqua: è il caso dell argilla che, per questa ragione, può essere considerata impermeabile. livello della falda dopo lunga siccità corso d acqua sorgente falda acquifera sospesa strato impermeabile area di saturazione (falda acquifera) pozzo produttivo superficie freatica emunta superficie freatica principale pozzo asciutto Rifugiati del Tigray nel campo di Wad Kowli, Sudan, traggono acqua da un fiume inquinato scavando buche lungo la riva sabbiosa. Gennaio 1985 36

Senza acqua: disponibilità e disuguaglianze H2O Ogni anno la domanda di acqua mondiale incrementa e sempre più uomini e animali si trovano in difficoltà, anche se l acqua sulla Terra resta più o meno quella, ragione per cui le falde vengono continuamente sovraescavate e in molte regioni scoppiano veri e propri conflitti per la sete. I consumi d acqua sulla Terra sono molto diversi da continente a continente: nell America del Nord ogni famiglia consuma circa 350 litri al giorno, mentre in Europa il consumo scende, di media, a 165 litri al giorno e in Africa precipita a soli 20 litri. Del tutto particolare è il caso di Roma che ha una disponibilità di acqua (di qualità) straordinaria: ogni famiglia romana dispone di 500 litri al giorno convogliati da cinque grandi sorgenti e quattro campi alimentati da pozzi per un totale di 23 m 3 /s su una rete idrica di 6.000 km. Nei prossimi 20 anni la quantità media di acqua procapite diminuirà di un terzo rispetto a oggi, contribuendo, fra l altro, ad aggravare i problemi della fame nel mondo. Ogni anno muoiono oltre 2 milioni di persone per malattie causate dall acqua inquinata e oltre 650.000 persone sono rimaste vittime, nell ultimo decennio, degli effetti catastrofici di eventi naturali provocati dalle inondazioni. Ma anche gli altri esseri viventi soffrono: le specie acquatiche sono diminuite drasticamente, dal 10 % di quelle ittiche al 24 % in meno dei mammiferi. Le necessità quotidiane di acqua potabile per gli esseri umani sono in realtà basse: quattro - cinque litri per persona, ed è noto che i nomadi del deserto sono in grado di lavarsi completamente con il contenuto di una sola bottiglia di acqua. Ma produrre generi alimentari per gli uomini necessita di molta più acqua, da 2000 a 5000 litri al giorno: è in questo campo che si dovrebbe risparmiare recu- Una bambina riempie bottiglie d acqua da una piccola fonte ad Abi Adi sull altopiano etiopico durante la terribile siccità del 1984-1985. Etiopia, gennaio 1985 38

perando acqua già usata e utilizzando finalmente metodi di irrigazione per sgocciolamento e non più per canalizzazione. Basterebbe poco: migliorando l efficienza dell acqua dell 1% si guadagnano circa 200.000 litri di acqua dolce per ettaro per anno. L acqua non è presente in modo omogeneo sul pianeta Terra e di fronte ad aree che ne sono ricchissime - e nelle quali dell acqua si fa uso e abuso - ne esistono molte altre che ne dispongono in quantità insufficienti, tanto che la continua riutilizzazione per usi diversi della poca acqua a disposizione la rende anche veicolo di infezioni e malattie. Tuttavia l acqua è presente in quantità abbondanti in tutti i continenti: basta dare uno sguardo al planisfero, ai grandi bacini fluviali e ai grandi laghi per rendersene conto. Addirittura ogni uomo (se non vogliamo considerare gli altri esseri viventi) ha teoricamente a disposizione circa 18.000 litri di acqua al giorno! Il problema è che mentre nel nord ce ne è comunque di più e viene ben distribuita, nel sud ce ne è di meno e viene poco e male distribuita. L EMERGENZA IDRICA Chi ha più acqua (in metri cubi annui pro capite) 1 Groenlandia (Dan) 10.767.857 2 Alaska (Usa) 1.563.168 3 Gujana francese 812.121 4 Islanda 609.319 5 Gujana 316.689 107 ITALIA 3.325 Sud America 3.000.000 ACQUA NEL SOTTOSUOLO (in Km 3 ) Nord America 4.300.000 Europa 1.600.000 Africa 5.500.000 Asia 7.800.000 Australia 1.200.000 Siccità.Villaggio Meshal, Eritrea, aprile 1991 40

H2O Troppa acqua: inondazioni e alluvioni Più di tremila anni fa le regolari esondazioni del Nilo e dei grandi fiumi mesopotamici erano considerate con favore dalle popolazioni locali, visto che portavano sedimenti nutrienti per il suolo (il famoso limo ), diminuivano l arsura e impedivano le fastidiose tempeste di polvere. Presso tutte le civiltà dell uomo il fiume era indispensabile alla vita e veniva venerato come una divinità: il Tevere era un padre per Roma e non c è ragione di pensare che così non fosse il Po per gli antichi popoli padani e veneti. Cosa sia improvvisamente e drammaticamente cambiato negli ultimi decenni resta un vero mistero: qualcosa si è rotto nell equilibrio idrogeologico del territorio e sembra essere superato il punto di non ritorno. Quando c'erano boschi ben tenuti e mancavano opere di canalizzazione esasperata, le acque meteoriche impiegavano il doppio del tempo per raggiungere il fiume; in altre parole lo scorrimento superficiale era più lento, le possibilità di evaporazione e di infiltrazione erano maggiori e il territorio ne risultava, di conseguenza, più protetto. Permeabilità del suolo, tipo e densità della vegetazione sono dunque fattori decisivi a parità di pioggia caduta: opere di irregimentazione indiscriminata, disboscamenti e incendi "preparano" il terreno a un'erosione accelerata le cui inevitabili conseguenze catastrofiche si fanno sentire al primo evento piovoso al di sopra delle medie stagionali. Quando i fiumi scorrono liberi nelle loro grandi pianu- zone collinari alveo cementificato terrazze zone collinari tombino grondaia strada terreni inondati argini insediamento diga Alte quantità di sostanze nutritive utilizzate dall agricoltura intensiva provocano un aumento delle alghe, con una conseguente riduzione dell ossigeno nell acqua e la morte per soffocamento dei pesci. Saltan Sea, Stati Uniti, giugno 2000 42