L’ORA DI GEOGRAFIA - ECOSISTEMI E RISORSE

L’ORA DI GEOGRAFIA

Ecosistemi e risorse

ECONOMIA

Ecosistemi e società

Fin dall’antichità le caratteristiche dell’ambiente hanno influito in modo determinante sull’evoluzione della specie umana e sullo sviluppo storico delle civiltà. Ogni comunità vive infatti all’interno di un ecosistema – inteso come l’insieme degli organismi viventi e delle sostanze non viventi che interagiscono tra loro e con l’ambiente circostante – le cui caratteristiche (la morfologia del territorio, il clima, le specie animali e vegetali che esso ospita) influiscono direttamente sulla vita degli esseri umani. L’ecosistema costituisce per gli uomini un patrimonio di risorse preziose. La presenza di terreni fertili, di bacini fluviali e di un clima favorevole all’agricoltura, per esempio, rappresentarono gli elementi fondamentali per lo sviluppo delle prime civiltà.

L’antropizzazione dell’ambiente

La ricchezza degli ecosistemi non è però inesauribile: l’impatto dell’uomo sull’ecosistema viene misurato dalla cosiddetta “impronta ecologica”, un indice calcolato in ettari che stabilisce quanta superficie terrestre sarebbe necessaria per rigenerare le risorse consumate da una popolazione e riassorbire i rifiuti prodotti. L’antropizzazione dell’ambiente – ossia le trasformazioni che l’uomo produce sugli elementi naturali attraverso il disboscamento, la costruzione di centri abitati, di impianti produttivi, di vie di comunicazione – può generare situazioni di grave rischio. Queste si concretizzano quando gli effetti delle attività umane superano la capacità di carico degli ecosistemi, cioè la possibilità dell’ambiente di rigenerare le risorse consumate. Condizioni di relativo squilibrio tra attività umane e risorse ambientali si sono verificate anche in passato. Le tribù nomadi di epoca neolitica, per esempio, erano costrette a continui spostamenti perché lo sfruttamento intensivo di un territorio ne esauriva le risorse. Analogamente, il declino delle civiltà fluviali mesopotamiche fu causato anche dagli effetti dell’intensa attività agricola: l’irrigazione, praticata con le acque dei fiumi ricche di sali, provocò un’eccessiva salinizzazione dei terreni, che ne ridusse drasticamente la fertilità. Da qualche decennio, tuttavia, lo sfruttamento degli ecosistemi è cresciuto enormemente, mettendo a rischio la capacità dell’ambiente di rigenerare le risorse necessarie alla vita.

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La biodiversità

Il rischio ambientale causato da un eccessivo consumo delle risorse naturali è aggravato dalla perdita di biodiversità. Maggiore è la biodiversità di un ecosistema, cioè la varietà delle specie di organismi viventi presenti al suo interno, maggiore è la sua capacità di ristabilire l’equilibrio alterato da cause naturali (cambiamenti climatici, catastrofi naturali) o antropiche. Sono proprio le conseguenze dell’antropizzazione a rappresentare oggi il pericolo più preoccupante per la biodiversità del pianeta: l’inquinamento, la deforestazione e lo sfruttamento indiscriminato dei territori producono gravi danni all’ambiente, minacciando la sopravvivenza di molte specie viventi. Attualmente si calcola che scompaiano quasi tre specie animali e vegetali ogni ora, con un ritmo che porterebbe all’estinzione di circa la metà delle specie viventi nell’arco di un solo secolo.

Anche le nostre scelte alimentari hanno conseguenze rilevanti sull’ecosistema. Elevati consumi di carne, per esempio, comportano un uso di risorse e un impatto ambientale maggiori di quelli richiesti da un’alimentazione prevalentemente vegetariana. È stato calcolato che la quantità di cereali utilizzata per produrre un solo piatto di carne (vale a dire i cereali impiegati per nutrire l’animale destinato al macello) sarebbe sufficiente a sfamare 50 persone.

GUIDA ALLO STUDIO
  • Che cos’è un ecosistema?
  • Che cosa misura l’impronta ecologica?
  • Quali trasformazioni produce l’uomo sugli elementi naturali?
  • Come è cambiato il rapporto tra popolazioni e risorse oggi rispetto al passato?
  • Da che cosa è minacciata la biodiversità del pianeta?
  • Quali conseguenze hanno le nostre scelte alimentari sull’ecosistema?

Risorse naturali e fonti energetiche

Le risorse naturali possono essere classificate in base ai tempi che la natura impiega a rigenerarle. Le risorse rinnovabili vengono reintegrate dai cicli naturali in tempi relativamente brevi, e sono dunque virtualmente inesauribili. Le risorse non rinnovabili, invece, una volta utilizzate non sono più disponibili nell’ambiente.

È evidente che se le comunità umane consumano prevalentemente risorse non rinnovabili rischiano di esaurirle del tutto. Anche l’impiego delle risorse rinnovabili, però, è sottoposto a limiti: la loro disponibilità sarebbe gravemente minacciata da uno sfruttamento eccessivo, che non rispetti i tempi della loro rigenerazione naturale.

Il carbone e il petrolio

Il carbone è un combustibile solido che si forma dopo un lunghissimo processo naturale di fossilizzazione, durante il quale avviene la mineralizzazione e l’arricchimento di carbonio dei resti di organismi animali e vegetali intrappolati nei sedimenti della crosta terrestre. Si tratta di una fonte non rinnovabile altamente inquinante, perché la sua combustione produce grandi quantità di anidride carbonica che vengono immesse nell’atmosfera. Tuttavia il carbone è ancora oggi ampiamente usato.

Anche il petrolio è un combustibile fossile, formatosi dalla decomposizione di sostanze vegetali e animali avvenuta circa cento milioni di anni fa. Utilizzato dal XIX secolo, quando affiancò il carbone nel corso della cosiddetta “seconda rivoluzione industriale”, è tuttora il combustibile più usato nel mondo per le produzioni industriali e per alimentare i motori dei mezzi di trasporto.

La relativa scarsità di petrolio e la localizzazione dei maggiori giacimenti in determinate aree geografiche del globo sono un elemento di instabilità geopolitica, che ha provocato più volte, nel corso del secolo scorso e all’inizio del nuovo, gravi tensioni economiche e politiche tra Paesi produttori e Paesi consumatori. Nel 1973 e nel 1979, per esempio, i notevoli aumenti dei prezzi di vendita del petrolio imposti dai Paesi produttori hanno provocato due gravi crisi energetiche internazionali. La questione energetica è stata un elemento chiave anche nella guerra russo-ucraina scoppiata nel febbraio 2022, con la dipendenza di molti Paesi europei (in particolare Germania e Italia) dal gas e dal petrolio importati dalla Russia.

Oltre ai problemi economici e politici, l’impiego del petrolio comporta anche gravi danni ambientali, dovuti all’inquinamento provocato dai residui di lavorazione delle raffinerie e dalle sostanze cancerogene diffuse nell’atmosfera durante la combustione dei suoi derivati (benzina e gasolio).

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Il gas naturale

Dai processi di formazione del petrolio derivano anche i gas naturali, come il metano. Allo stato aeriforme, la diffusione del metano avviene attraverso una rete di gasdotti che collega i luoghi di produzione ai Paesi consumatori. In natura, a temperature molto basse, è possibile trovarlo anche liquefatto. Allo stato liquido viene trasportato tramite cisterne montate sulle navi o sugli autotreni.

Dal punto di vista geopolitico, il gas comporta problemi analoghi a quelli che abbiamo visto per il petrolio. L’elevato costo degli impianti e il rischio che le tensioni politiche possano minacciare il blocco improvviso delle forniture da parte dei Paesi produttori inducono a ritenere che nemmeno il metano costituisca la soluzione definitiva al problema della mancanza di energia. Del resto, anche le riserve di gas naturale sono destinate a esaurirsi nel corso di pochi decenni.

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L’energia nucleare

L’energia nucleare (o termonucleare) sfrutta le enormi quantità di energia sprigionate dalla fissione (cioè dalla “rottura”) del nucleo di atomi di uranio, un metallo radioattivo presente in natura. Si tratta di una fonte non rinnovabile che ha iniziato ad avere una vasta diffusione nella seconda metà del XX secolo, quando si è cercata un’alternativa alla dipendenza energetica dal petrolio. Rispetto a quest’ultimo ha infatti rendimenti molto elevati: per esempio, in una centrale attuale, il trattamento di una sola tonnellata di uranio permette di produrre energia equivalente a quasi 700 000 tonnellate di petrolio, per di più senza immettere sostanze inquinanti nell’atmosfera.

Il nucleare, tuttavia, accanto a questi vantaggi, presenta rilevanti aspetti critici. Innanzitutto, le centrali sono soggette a incidenti che comportano gravi rischi di contaminazione. Nel 1986, l’esplosione di un reattore nella centrale nucleare di Chernobyl (Ucraina) e gli effetti a lungo termine della contaminazione delle radiazioni provocarono la morte di migliaia di persone e un numero elevatissimo di gravi malformazioni e di malattie. Un altro gravissimo episodio di contaminazione radioattiva si è verificato in Giappone nel 2011, in seguito al violento tsunami che ha irrimediabilmente compromesso la sicurezza della centrale di Fukushima, contaminando il mare con materiale altamente radioattivo.

Al di là di questi eventi disastrosi, comunque, l’uso dell’energia nucleare implica costanti problemi di tipo economico e ambientale. Gli investimenti necessari per costruire le sofisticate centrali sono molto elevati e resi incerti dalla minaccia concreta che le scorte naturali di uranio si esauriscano nell’arco di pochi decenni. Rimane poi irrisolto il problema del costoso e difficile smaltimento delle scorie prodotte dall’impiego dell’uranio, che rimangono radioattive per centinaia di migliaia di anni.

Le risorse naturali rinnovabili

La crescita della popolazione mondiale e il costante aumento dei consumi energetici rendono sempre più drammatico il problema dell’approvvigionamento di energia. Oggi oltre l’80% delle fonti è ancora costituito dai combustibili fossili e dall’uranio, cioè da risorse non rinnovabili.

Una possibile soluzione consiste nel ricorso alle energie alternative, che sfruttano risorse naturali rinnovabili. Per il momento, tuttavia, con la sola eccezione dell’energia idroelettrica, il rendimento energetico delle fonti alternative è di gran lunga inferiore a quello dei combustibili fossili e del nucleare. Le fonti rinnovabili presentano grandi vantaggi, come l’inesauribilità e l’impatto ambientale limitato, dal momento che il loro impiego non comporta l’immissione di sostanze inquinanti nell’ambiente.

Nemmeno l’uso di queste fonti è però privo di controindicazioni. La produzione di grandi quantità di energia richiede l’occupazione di ampi spazi e notevoli investimenti economici.

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L’energia solare

Negli ultimi anni si è verificata una notevole diffusione degli impianti che sfruttano l’energia del Sole. Le tecnologie attualmente impiegate sono di tre tipi:

  • i pannelli solari termici, che generano acqua calda da utilizzare negli edifici pubblici e privati;
  • i pannelli a concentrazione, che generano invece vapore e sono utilizzati principalmente per il riscaldamento domestico;
  • i pannelli fotovoltaici, che sfruttano i raggi solari per produrre energia elettrica.

I pannelli fotovoltaici sono composti da silicio, un materiale assai diffuso in natura (è il componente principale della sabbia). Gli impianti fotovoltaici sono dotati di un inverter, un dispositivo che trasforma la luce del sole in corrente alternata. Il rendimento di questi impianti, in teoria, può essere davvero notevole: basti pensare che ogni secondo il Sole trasmette sulla Terra più di 50 milioni di gigawatt (si tratta dell’unità di misura della potenza degli impianti di produzione di elettricità, abbreviata in gW), mentre la potenza media di una centrale elettrica si ferma di norma a 1 gW.

La difficoltà consiste però nel riuscire a sfruttare efficacemente questa enorme potenzialità di energia, un’esigenza che gli impianti attuali non sono ancora in grado di soddisfare appieno. Per esempio, per assicurare il fabbisogno giornaliero di corrente elettrica di una famiglia media (3 kW di potenza), sono necessari impianti fotovoltaici delle dimensioni di circa 25 metri quadrati. Inoltre, la produzione di questi impianti dipende dalle condizioni atmosferiche: sebbene siano in grado di produrre energia anche quando il cielo è nuvoloso, la loro resa massima si ha nelle ore centrali del giorno e in assenza di nuvole. Ulteriori difficoltà dipendono dall’inclinazione dei raggi solari: l’irradiazione è più intensa nella fascia equatoriale, che però è poco abitata, mentre è decisamente più limitata alle latitudini in cui si trovano le aree più popolate del pianeta.

L’energia eolica

Già nell’antichità l’energia eolica (così chiamata dal nome del dio greco dei venti, Eolo) era utilizzata dagli esseri umani per far muovere le vele delle imbarcazioni e le pale dei mulini a vento. L’evoluzione tecnologica degli antichi mulini è rappresentata dalle attuali turbine eoliche (chiamate anche aerogeneratori), composte da enormi pale installate su altissimi piloni, che possono raggiungere anche i 100 metri di altezza. L’energia elettrica viene prodotta da un generatore elettromagnetico, grazie al movimento rotatorio delle pale mosse dal vento.

Gli aerogeneratori richiedono spazi molto ampi e hanno un notevole impatto dal punto di vista paesaggistico. Inoltre, risultano redditizi soltanto se installati in zone molto ventose.

L’energia idroelettrica e mareomotrice

Un rendimento energetico elevato è garantito dalle centrali idroelettriche, attualmente in forte espansione, con decine di migliaia di impianti in tutto il mondo. La produzione di energia idroelettrica copre al momento il 25% circa del fabbisogno totale di energia del mondo e consente di limitare il ricorso ai combustibili fossili. Sfruttando il dislivello altimetrico tra i bacini artificiali e le centrali poste a valle, la forza cinetica dell’acqua muove enormi turbine collegate a generatori di corrente. I principali produttori di energia idroelettrica si trovano nel continente americano, dove immensi bacini idrografici, caratterizzati da notevoli dislivelli, garantiscono le condizioni ambientali ideali per lo sfruttamento dell’acqua.

Questi impianti, però, hanno un impatto ambientale molto critico, dovuto alla cementificazione di ampi bacini fluviali, al dissesto idrogeologico provocato dal disboscamento di vaste aree geografiche e all’alterazione degli equilibri idrici dei territori (interi Paesi sono stati sommersi dai bacini artificiali e le zone a valle sono state spesso colpite da siccità). In alcune aree del mondo, la costruzione di dighe che alterano le caratteristiche dei bacini fluviali e pregiudicano la possibilità di sfruttarne le risorse idriche è addirittura causa di conflitti armati.

Dal movimento delle acque dipende anche l’energia delle maree, generata dall’alternarsi periodico di innalzamento e abbassamento del livello del mare. La diffusione degli impianti in grado di sfruttare questo fenomeno è però attualmente limitata a poche zone costiere degli oceani, dove le maree sono caratterizzate da ampiezze verticali notevoli, che possono raggiungere anche i 20 metri.

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L’energia geotermica e le biomasse

Anche il calore presente nel sottosuolo è oggi sfruttato per ottenere energia. Il calore arriva in superficie sotto forma di getti d’acqua o di vapore (geyser e soffioni) a temperature altissime, che vengono utilizzati per produrre energia elettrica attraverso apposite turbine. Questa risorsa energetica naturale è inesauribile, ha un elevato rendimento e non comporta emissioni inquinanti. La costruzione degli impianti è però vincolata alle condizioni ambientali del territorio: l’estrazione dell’energia geotermica direttamente dalle profondità della Terra sarebbe infatti troppo dispendiosa e per questo motivo la collocazione geografica delle centrali è limitata alle poche aree in cui si trovano sorgenti naturali di calore nel sottosuolo. In Italia, per esempio, le centrali geotermiche sono concentrate in Toscana, nella zona di Larderello.

Un’altra fonte rinnovabile è rappresentata dalle biomasse, cioè i prodotti biodegradabili ricavati dalle attività agricole e zootecniche e dagli scarti alimentari urbani. Opportunamente trattati in appositi impianti, anche questi prodotti di scarto possono contribuire alla produzione di energia. Al momento sono soprattutto i Paesi in via di sviluppo, che non dispongono di altre fonti energetiche, a utilizzare le biomasse per produrre energia, ricavandone mediamente più di un terzo del loro fabbisogno.

Energie rinnovabili e non rinnovabili
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Il grafico mostra la crescita nell'utilizzo di risorse rinnovabili nei Paesi dell'Unione Europea. Le fonti energetiche principali sono quella idroelettrica e quella eolica. L’uso di energia eolica e solare, in particolare, è aumentato significativamente negli ultimi anni.

GUIDA ALLO STUDIO
  • Come sono classificate le risorse energetiche?
  • Quali sono i combustibili fossili?
  • Quali svantaggi presenta lo sfruttamento di carbone, petrolio e gas naturale?
  • In che modo l’instabilità geopolitica di alcuni Paesi può influenzare la disponibilità di determinate risorse?
  • Quali sono i vantaggi e i rischi del ricorso all’energia nucleare?
  • Quali sono le principali energie alternative?
  • Quali difficoltà limitano tuttora l’utilizzo delle energie rinnovabili?

Tempo, spazio, storia - volume 1
Tempo, spazio, storia - volume 1
Dalla Preistoria alla crisi di Roma repubblicana