Scienze Della Terra

RADIAZIONE SOLARE E BILANCIO TERMICO

Se si vuole calcolare viene assorbito dalla terra rispetto alla quantita di energia emessa dal sole dobbiamo calcolare :

-alla terra arriva il 51% e ne assorbe 47% e la superfice terrestre ne riflette il 4%

Il 49% dell'energia irradiata dal sole (il sole emmette 100%) viene :

18% riflessa nell'atmosfera

24% nello spazio nubi e pulviscolo

6% vapore acqueo

 EFFETTO SERRA

L'atmosfera (troposfera 0-l2 km) spesso subisce un inalzamento della temperatura dovuto all'inquinamento (scarico macchini rifiuti industriali ) con conseguenze di surriscaldamento dell'aria

 FATTORI CHE INFLUENZANO ATMOSFERA

La temperatura della troposfera si misura in °C varia per differenti fattori :

l'altidudine piu essa aumenta piu la trmperatura diminuisce

la distanza dal mare : il mare ha un effetto mitigante,assorbe lentamente e rilascia lentamente percio si va a creare un clima temperato

le rocce : si riscaldano velocemente e a loro volta si raffreddano velocemente , di conseguenza di notte fa piu freddo

le correnti marine : mitigano (corrente del golfo )

la copertura vegetale : sono più fresche le zone dove c'é verde perche rilasciano una grande quantita di vapore acque che assorbono calore

escursione termica : si dividuono in giornaliere(dal momento piu caldo a quello meno caldo nelle 24ore) e annue (confronto con la temperatura del mese piu freddo con quello piu caldo luglio-gennaio).nel deserto ci sono forti escursioni tra la notte e il di.in inghilterra invece c'é un clima continentale simele ad un lungo autunno e le escursioni sono meno rare.

CLIMA

Gli studiosi si basano sulle isoterme , cioé delle linee continue che uniscono i punti aventi la stessa temperatura media calcolata al livello del mare (luglio-gennaio),e ne deducono una traccia del clima di una determinata zona.

PRESSIONE

E' il peso dell'aria ( troposfera ) sulla superficie e varia dalla composizione chimica

Isobara : si misura la pressione atmosferica in :

- atm

millibar

mm di mercurio

aria ricca di vapore acqueo aria piu leggera bassa pressione

aria secca    aria piu pesanre alta pressione

FATTORI CHE INFLUENZANO LA PRESSIONE:

La temperatura : aria calda é piu leggera perche le particelle si espandono e ho la pressione bassa.se ho temperature basse di conseguenza ho una pressione alta.

L'umidita : l'aria unmida cioe ricca di vapore acqueo é leggerera e comporta una situazione di bassa pressione.L'aria secca é pesante perche ricca d'azoto e ossigeno e ho una pressione alta.

L'altitudine: piu aumenta la distanza dal mare piu lo spessore dell'atmosfera diminuisce e la pressione diminuisce.

Lo studio della pressione nei vari punti geografici avviene attraverso l'osservazione delle linee isobare e unisco i punti che hanno la stessa pressione e ottengo due zone :

alta pressione   aree anticicloniche

bassa pressione    aree cicloniche

l'aria si sposta da zone di alta pressione verso zone di bassa pressione ,cioé da zone anticicloniche a zone cicloniche.

VENTI

Essi sono spostamenti di masse d'aria parallele alla superficie terrestre dalle aree anticicloniche in direzione di quelle cicloniche.Iventi nell'emisfero boreale soffiano verso destra e in quello australe verso sinistra(cio causato dalla legge del movimento terrestre).I venti posso essere periodi come i monsoni.

I venti generali si esaminano secondo lo strato di trosfera in cui soffiano:

alta troposfera

bassa troposfera (sono quelli piu importanti)

BASSA TROPOSFERA livelli:

equatore : sopra e sotto soffiano gli alisei venti orientali

tropici : soffiano i venti occidentali

poli : soffiano i venti polari

ALTA TROPOSFERA:

Sono i venti piu veloci perche nn hanno gli ostacoli che si sarebbero incontrati sulla crosta terrestre.Si distinguono in due correnti:

correnti orientali ( corrispondono nella basso troposfera agli alisei)

correnti occidentali (corrispondono nella bassa troposfera ai venti occidentali)

VENTI PERIODICI (stagionali)

Essi soffiano periodicamente e riguardano piccole zone

Brezza-al mare e ha andamenti diversi ,perche di giorno soffia dal mare verso terra e di notte soffia dalla terra verso al mare.

Monsoni:tipici del sud est asiatico e si dividono in :

estivi : umidi , soffiano verso le coste e sono presenti grande piogge

invernali :secchi , freddi e soffiano verso il mare

VENTI LOCALI

Tipici di una zona collegati da temperatura e pressione .

Maestrale : soffia da nord verso ovest , é freddo , asciutto , violento e arriva dalla Francia.

Phon : caldo e secco proviene dal deserto

Bora : freddo , violento , asciutto ,e proviene da nord-est

Scirocco : caldo , asciutto e proviene dal Shaara

Libeccio : caldo , umido e porta piogge e burrasche

ATMOSFERA

E' lo strato che va dalla terra al sole ed é diviso in zone , le quali a lora volta sono divise da pause tranne l'ultima che a finire nel vento solare.Le zone sono :

troposfera : 0-20 km

stratosfera : 20-45 km

mesosfera : 50-l00 km

termosfera : 100-600 km

esosfera : 600 km

L'atmosfera é un miscuglio di gas con la presenza di impurezze e vapore acqueo.I gas cambiano piu si avvicinano al sole e diventano piu rarefatti ( stato molecolare O2 stato atomico O stato ionico O= ).Essa é composta :

azoto 78%

ossigeno 21%

argon 1%

anidride carbonica 0,03%

altri gas ( gas nobili ) 0,01%

La composizionz dei gas comincia a mutare dopo 100 km , cambiano le forme ma le percentuali rimangono invariate.Dopo i 100 km prevale l'ossigeno fino circa 800 km .Dopo 800 km prevalgono gas leggeri come idrogeno ed elio.

Il vapore acqueo piu ci si alza piu tende a sire causando nebbia e nuvole.e i fenomeni sono nella troposfera e solo in parte nella stratosfera.L'anidride carbonica é fondamentale per la fotosintesi clorofilliana e di notte é maggiore.

Troposfera

Parte piu bassa e piu densa in cui avvengono tutti i fenomeni atmosferici e il maggior quantitativo di vapore acqueo.l'altezza va dagli 8-l4 Km.la temperatura diminuisce con l'aumentare dell'altitudine ed é solo riscaldata dal flusso geotermico.diminoisce sei gradi ogni 100 Km.

Stratosfera

I gas sono gli stessi della troposfera ma piu rarefatti e lapresenza di vapore acque dimenuisce rapidamente.Non sono presenti i fenomeni atmosferici correlati alle precipitazioni ma venti e correnti..

Tra i 30-40 Km si formano delle sottili nubi formate da cristalli di ghiaccio(nubi madreperlate).la temperatura é simile a quella della troposfera per i primi 20 Km poi aumenta di 1°- 3° per Km e aumenta fino a 60°.Vi é la presenza di una zonosfera che avvolgendola la mantiene calda producendo un effetto serra.Questa zona émolto importante per l'uomo in quanto lo protegge dai raggi ultravioletti;ma in questi ultimi anni i gas repellenti hanno provocato il buco nello zono.

Mesosfera

I gas sono estremamente rarefatti e la presenza dei gas leggeri é a scapito di quelli pesanti.la temperatura diminuisce fino a - 90° in quanto nn ha piu l'influenza del flusso geotermico e nemmeno uno stratificazione che produce un effetto serra.Le nubi (nubi notti lucenti) sono formate da cristallini di ghiaccio e pulvischio e di vedono solo nei crepuscoli di estate e sono rosa.Vi sono correnti.

Termosfera

La densità é nulla e sono solo presenti gas leggeri.La temperatura di questa zona aumenta in modo vertiginoso in quanto vicno al sole e raggiunge i migliaia di gradi.La sottozona più importante é la ionosfera (gas presenti solo sotto forma ionica e le particelle degli ioni sono dotati di carica prodotte dalle radiazioni ultraviolette e i raggi X, e cio favorisce la proazione di onde radio ottenedo cosi una comunicazione a grande distanza).Caratteristico fenomeno della ionosfera sono le aurore polari ( avvengono solo se vi é aria rarefatta e ionizzata inpresenza di zone polari ).

Esosfera

La parte piu esterna di questa zona si va a mescolarsi con la corona solare.Temperature altissime.Le particelle a causa dell'alta temperatura superano la velocita di fuga e non vengono piu captate e vanno a formare la frangia della sfera ( e si fondono con la corona solare)

L'UMIDITA DELL' ARIA

L'atmosfera contine il 70% di vapore acque la cui distribuzione nn é uniforme attorno alla terra in quanto influenzata da fattori esterni :la pressione e la temperatura.

L'aria calda é piu ricca di vapore acqueo rispetto all'aia fredda.

L'umidita dell'aria deriva dalla evaporazione di tutte le acque presenti sulla terra e dalla respirazione e traspirazione delle piante (rilasciano a loro volta umidita ) e animali

LE NUBI

Quando l'aria é satura di vapore acqueo si hanno due fenomeni :

condensazione ( passaggio di stato di vapore acqueo a quello libero in prossimità del suolo e si formano le nebbie)

sublimazione ( passaggio stato di vapore allo stato solido a temperature rigide es.neve)

Le nubi sono l'insieme di tantissime goccioline d'acqua sospese nell'aria , spesso associate a cristalli di ghiaccio che si formano a temper atura inferiore ai 0°.

Le nubi si distiguono in basr alla forma:

strati forti : allungate in senso orizzontale parallele alla superficie terrestre

cumuli forti : con contorni ben definiti sviluppati in senso verticale a cupola

Si dividono anche in base alla quota :

basse

medie

alte

LE PRECIPITAZIONI

Quando le nubi sono troppo pesanti per essere sostenute dall'aria ricadono al suolo sotto forma di precipitazioni e possono essere :

liquide : pioggia

solide : neve grandine( la neve si ha quando la temperatura al suolo é di circa 0°; la grandine si ha in presenza di temporali anche quando la temperatura é elevata , ed é dovuta ai movimenti vorticosi all'interno delle nubi ed essendo pesante nn fa in tempo a sciogliersi).

Le precipitazioni sono sempre dovute al raffreddamento di massa aria calda e umida che puo avvenire in due modi :

per risalita in quota di una massa d'aria calda e umida

per il contatto di una massa calda umida con una fredda

Le isoite sono le linee che collegato i punti della terra che hanno la stessa piovosità annua.

I CICLONI TROPICALI

Sono perturbazioni atmosferiche videntissime che si generano in prossimità dell'equatore a causa di una fortissima depressione borica dove la temperatura é estremamente elevata e si verificano nella tarda estate e primo autunno.All'interno del ciclone vi é una zona calma detta occhio del ciclone.

TORNADO O TROMBE D'ARIA

Sono perturbazioni atmosferiche videntissime e hanno un grado di distruttibilità maggiore che i cicloni tropicali.La velocità dei venti supera i 500 kmh e il periodo in cui si manifestano é in primavera e possono originarsi ovunque , ma in particolare nelle regioni tropicali

CICLONI EXTRATROPICALI

Tipici delle altitudine medie e molto meno evidenti di quelli tropicali ed essi condizionano il tempo nelle nostre regioni.Essi si formano per l'incontro a bassa quota di masse di aria fredda di origine polare con masse di aria calda di origine tropicale.

L'aria fredda alza l'aria calda con un moto a vortice e l'aria calda si raffredda e si hanno le precipitazioni e il ciclone si estingue

Grazie a queste conoscienze si possono fare le previsioni del tempo.

STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA

Tutto ciò che va oltre i 15 km di profondità non è conoscibile, perciò tutte le teorie sono ipotizzate ed inverificabili.

La prima teoria fu fatta da Suess, che propose la terra come formata da tre gusci concentrici di diversa composizione chimica:

SiAl, è il guscio più esterno, formato da silicio e alluminio, o meglio da silicati di alluminio.

SiMa, è il guscio centrale, formato da silicio e magnesio, o meglio da silicati di magnesio.

NiFe, è il guscio più interno, formato da nichel e ferro.

Suess proponendo questa suddivisione si basava sulle meteoriti giunte sulla terra che riproponevano in gran parte questa costituzione e anche sul calcolo della densità, in quanto sapendo che la densità media della terra è 5, 52 g/cm2, e che quella della crosta è invece 2,6, è ovvio che all'interno ci devono essere degli elementi più pesanti, come il nichel e il ferro.

Sial, sima e nife si possono circa assimilare a crosta, mantello e nucleo della teoria più moderna.

La terra è un corpo vivo, cioè con dinamica interna ed un calore interno che producono energia. Il calore interno è stato per molti anni un incognita ed era spiegato come calore residuo dell'attività iniziale della terra, attualmente si pensa che sia dovuto al decadimento spontaneo degli isotopi radioattivi verso uno stato più stabile. il calore è maggior nella zona interna della terra, un dato: il gradiente termico, ci permette di misurare l'aumento di temperatura man mano che si scende in profondità.

Gradiente termico: 1° ogni 30 m, o 3° ogni 100m.

Modello geofisico:

crosta + mantello superiore = litosfera, zona solida

mantello centrale = astenosfera, zona parzialmente fluida

mantello inferiore     = solido

nucleo esterno = fluido

nucleo interno  = solido

Nell'astenosfera il calore si trasmette per conone, generando così celle convettive che hanno direzione casuale, questa direzione può cambiare improvvisamente nel corso del tempo, la causa non è ancora conosciuta.

LA TEORIA DELLA DERIVA DEI CONTINENTI

L'isostasia è un fenomeno che si basa sul principio di Archimede, infatti, considerando il comportamento di fluido dell'astenosfera si può semplificare dicendo che la litosfera si trova, avendo densità minore, a "galleggiare sulla litosfera, ciò comporta dei movimenti verticali, in quanto grossi agenti metamorfosanti possono creare delle variazioni di massa della litosfera, di conseguenza la litosfera e astenosfera ricercano un nuovo equilibrio attraverso assestamento verticali.

Un tipico esempi del fenomeno isostatico è la penisola scandinava, che, durante l'ultima glaciazione era completamente ricoperta dai ghiacci, quando questi hanno cominciato a sciogliersi, la penisola ha cominciato ad alzarsi appunto per effetto dell'equilibrio isostatico.

Wegener elaborò a seguito dei suoi innumerevoli viaggi la teoria della deriva dei continenti. Supponeva che tutte le terre emerse ducento milioni di anni fa erano tutte unite a formare un unico continente, la Pangea, ed erano circondate da un unico grande oceano, la Pantalassa. Successivamente la pangea si sarebbe smembrata in vari blocchi sialici che, galleggiando sul sima, sarebbero andati alla deriva verso ovest e verso l'equatore. La teoria della deriva dei continenti gli permetteva di spiegare la complementarietà di forma dei margini continentale, le analogie fra rocce, fossili, flora e fauna che si trovano sui margini di continenti diversi. Giustifica inoltre la presenza di fossili tipici di climi caldi in zone attualmente a climi freddi, per esempio la presenza di giacimenti carboniferi nella fredda Groenlandia (dove morirà nel 1930). Con la sua teoria Wegener per la prima volta tentò di dare una spiegazione scientifica all'orogenesi. Propose infatti che nello spostarsi il sial incontrasse l'attrito sel sima e questo attrito provocasse il corrugamento delle terre emerse e quindi la formazione delle catene montuose.

Il punto più oscuro della sua teoria è che non è chiaro quali siano le forze che portino al disgregamento della pangea, il geofisico tedesco propone come causa il ritardo del sial rispetto la rotazione terrestre, ma, era evidente già al tempo che questo ritardo teorizzato da Wegener non era sufficiente per giustificare simili spostamento, inizialmente Wegener aggiunge anche l'ipotesi che le forze delle maree potessero contribuire, ma nell'ultima edizione del suo trattato accoglie le ipotesi avanzate da alcuni suoi contemporanei che lo spostamento fosse dovuto ad eventuali convettivi del sima.

Alla morte di Wegener le sue teorie furono abbandonate, nel frattempo lo studio dell'interno della terra portò ad abbandonare il modello geochimico e all'utilizzo del modello geofisico.

Intorno agli anni '60 gli stati uniti finanziarono uno studio oceanografico, gli oceani furono scandagliati da navi oceanografiche attrezzate, ed i risultati ottenuti dimostrano che la situazione è simile a quella proposta da Wegener.

Dallo studio si scoprì che i fondali oceanici erano molto più complessi di quanto si pensasse, si sono evidenziate lunghe catene montuose, denominate dorsali oceaniche, costituite da rocce basaltiche, dalle quali fuoriescono magmi basaltici. Dagli studi emerse che allontanadosi dalle dorsali oceanichee andando verso i continenti, le rocce, sempre basaltiche, hanno età sempre maggiore, inoltre si è notato che l'invecchiamento delle rocce è simmetrico ai due lati della dorsale. Inoltre anche le anomalie magnetiche delle rocce sono simmetriche rispetto la dorsale. Infine lo studio dei fondali portò alla scoperta delle fosse oceaniche, le zone in cui la crosta generata al livello delle dorsali viene riassorbita. Parallela alla fossa oceanica si osservano zone di intensa attività vulcanica esplosiva e di forte sismicità. Queste zone sono denominate archi vulcanici. Se le fosse sono in prossimità di continenti allora si ha orogenesi lungo il bordo del continente, se invece la fossa si trova in pieno oceano si ha un arco di isole vulcaniche.

Benioff, studiando la forte sismicità dei sistemi arco-fossa si accorse che più l'ipocentro di un terremoto si trovava lontano dalla fossa più era profondo, gli ipocentri secondo Benioff si collocano lungo una superficie inclinata (il piano di Benioff) di inclinazione variabile tra i 30 e i 70 gradi. Il vulcanesimo degli archi è dovuto alla fusione della crosta che va in subduzione. Il riassorbimento completo avviene a circa 700Km di profondità.

Hess fu così in grado di elaborare una nuova teoria, detta teoria dell'espansione dei fondi oceanici, secondo la quale dalle dorsali medio-oceaniche fuoriesce lava basaltica ad alta temperatura che spinge le rocce più antiche ai margini, dove, la lava più antica va in subduzione formando le fosse oceaniche.

La teoria necessitava di una prova indipendente, cioè assolutamente indiscutibile. Fu trovata nel '63 con lo studio del paleomagnetismo. Quando le lave solidificano a temperature inferiori al punto di curie i minerali al suo interno solidificano orientandosi verso il polo magnetico dell'epoca in cui solidificarono. Andando a confrontare i risultati ottenute sulle rocce di un continente con i risultati di rocce della stessa epoca di un altro continente si notò una notevole differenza di segnalazione dei poli, ciò era dovuto al fatto che dopo la solidificazione i continenti si erano spostati dalla posizione originaria.

LA TETTONICA A PLACCHE

La teoria di espansione degli oceani venne inglobata negli anni '70 nella teoria della tettonica a placche. Questa teoria si basa sulla suddivisione della litosfera in circa 20 placche che, sono in grado di muoversi essendo appoggiate sull'astenosfera.

I moti convettivi dell'astenosfera sono alla base della tettonica a placche, in quanto si presume che la litosfera si muova sull'astenosfera trasportata dai moti convettivi. A seconda della direzione dei moti le placche possono:

Convergere, se due zolle convergono ci possono essere due conseguenze: o orogenesi se le placche sono entrambe continentali(es. placca africana e placca euroasiatica), o subduzione se almeno una delle due placche è continentale (es. giappone)

Divergere, se due zolle divergono si forma un nuovo oceano e si forma una dorsale medio-oceanica da cui esce magma (es. placca americana ed euroasiatica).

Trascorrere, se due zolle divergono l'unica conseguenza sono forti sismi si confini delle zolle (es. placca pacifica e americana).

Le placche possono essere di tre tipi:

Continentali: costituite esclusivamente da crosta continentale (per es. la placca euroasiatica).

Oceaniche: costituite esclusivamente da crosta oceanica (per es. la placca pacifica).

Miste: costituite sia da crosta oceanica che da crosta continentale (per es. la placca africana).

Tutti i fenomeni endogeni (vulcani, terremoti e orogenesi) sono spiegabili con la teoria della tettonica delle placche.

I sismi si collocano lungo i margini delle placche, sia che essi siano costruttivi, sia che siano distruttivi sia che siano conservativi.

L'orogenesi si verifica ogni qualvolta ci sia scontro fra placche, di cui almeno una sia di tipo continentale. Mentre se si scontrano due margini oceaniche si forma un arco vulcanico.

Il vulcanesimo è presente solo quando le placche convergono o divergono, non quando le placche trascorrono.

Wilson suppone che i continenti si siano ricompattati per poi ridividersi più volte. L'ultimo di questi cicli risale a circa 200 milioni di anni fa.

Si sono accertate 3 fasi di attività orogenetica:

Orogenesi caledoniana, circa 500-4000 milioni di anni fa, in scozia. Ormai sono catene quasi completamente spianata, la cima più alta raggiunge i 1100m

Orogenesi ercinica, circa 200-300 milioni di anni fa, in Asia e nell'Europa centrale (appalache, alpi scandinave, urali . ) si tratta di montagne modeste di circa 2000m

Orogenesi alpino-himalaiana, circa 100 milioni di anni fa ed è ancora in corso, da cui si sono originati i massicci alpini ed himalayani. L'acme fu circa 35-40 milioni di anni fa, probabilmente ora la spinta orogenetica è in equilibrio con la azione erosiva esogena.

L'orogenesi caledoniana e quella ercinica sono testimonianze della compattazione dei continenti (Pangea) nell'era paleozoica. La Pangea esisteva anche nell'era mesozoica ma si trovava in periodo di tranquillità orogenetica. L'orogenesi alpino-himalayana si colloca nel terziario ed è la testimonianza dello scontro tra blocchi.

La così detta cintura offiolitica è la testimonianza che le orogenesi avvengono quando un oceano, costituito come sappiamo da basalto, si chiude.infatti le forze di compressione che originano le catene montuose spingono verso l'alto anche i residui del fondo oceanico metamorfosandoli.

Le zone continentali pianeggianti sono dette cratoni, sono zone in cui non c'è orogenesi e non c'è testimonianza di alcuna orogenesi. I cratoni si distinguono in:

Scudi- zone caratterizzate da rocce ignee e metamorfiche, e sono le rocce più antiche del pianeta.

Tavolati- zone che circondano gli scudi in cui sono presenti anche rocce sedimentarie a testimonianza di lunghi periodi di immersione marina.

I PUNTI CALDI

Alcune zone intraplacche dette hot spots (punti caldi), sono caratterizzati da violenta attività endogena. Infatti dalla zona tra mantello e nucleo si originerebbero dei pennacchi che risalirebbero fino in superficie. La loro origine non è stata ancora chiarita, molti credono che siano all'origine dei movimenti delle placche. Alcuni puni caldi sono nelle Hawaii, in Kenya e il Kilimangiaro.

E' proprio la presenza di questi punti caldi a mettere in crisi la teoria della tettonica a placche che, ancora oggi, non è universalmente accettata.

I VULCANI

I vulcani sono fratture della crosta da cui fuoriescono materiali solidi, fluidi e gassosi. I vulcani possono essere spenti, se il loro createre è riempito da acqua a formare un lago, o attivi. Se i vulcani sono attivi, la loro attività si può dividere in esplosiva, effusiva o di quiescenza.

Un vulcano in fase esplosivo passa bruscamente dalla fase di quiescenza ad una violenta eruzione, accomnata dalla fuoriuscita dal cratere di una nube di gas e vapori contente materiale piroclastico.

Un vulcano in fase effusiva è caratterizzato dalla fuoriuscita relativamente lenta di lava attraverso il cratere principale o attraverso crateri secondati.

Un vulcano in fase di quiescenza (o solfatarica) è una fase di riposo del vulcano, dal cratere escono sbuffi di fumo o di vapori.

Come già detto la distribuzione dei vulcani corrisponde generalmente ai confini tra placche, esclusi i punti caldi intraplacche. Le zone in cui il margine è costruttivo (placche divergenti) il vulcanesimo è generalmente di tipo effusivo basico, le zone in cui il margine è distruttivo (subduzione) il vulcanesimo è esplosivo acido.

Il magma primario è quello che risale dal mantello basaltico è fuoriesce dalle dorsali oceaniche. Quello secondario risale dalla crosta, è di tipo acido ed è preceduto dal fenomeno dell'anatessi.

Esistono due tipi di vulcani:

Vulcani a scudo, il cono vulcanico ha pendenza dolcissima, le dimensioni dell'edificio sono enormi ed è generalmente caratterizzato da lave basaltiche

Statovulcani, il cono vulcanico ha pendenze pronunciate, è costituito da piroclastiti e lave acide consolidate, è un il tipico vulcano esplosivo.

Il tipo di eruzione dipende strettamente dalla viscosità del magma, la viscosità dipende dal contenuto di silice del magma, più alto è più.

LE ROCCE E I MINERALI

Minerale: composto omogeneo e chimicamente ben definito che in natura sono i componenti della crosta terrestre, un minerale è costituito in ogni parte nello stesso modo e dalla stessa sostanza, la sua composizione è esprimibile mediante una formula.

Rocce: grande quantità di un minerale, oppure l'insieme di diversi minerali.

Stato cristallino: è la regolare disposizione delle particelle all'interno di un solido

La durezza è la resistenza di un minerale a lascarsi scalfire. La scala di Mohs è utile x definire il grado di durezza di un minerale, è composta da dieci minerali messi in ordine crescente di durezza, i primi cinque elementi (talco, gesso calcite, fluorite e apatite) possono essere scalfiti da una lama di metallo, invece gli ultimi cinque (ortoclasio, quarzo topazio, corindone e diamante) sono in grado di scalfire il vetro. Inoltre ogni elemento della scala può scalfire quelli che lo precedono, ma, ovviamente, può essere scalfito dall'elemento che lo segue.

I silicati sono i più importanti in quanto il silicio è la componente fondamentale del mondo non vivente e la crosta terrestre è composta da silicati di alluminio.

ROCCE IGNEE

Le rocce ignee a seconda del loro contenuto di silicio vengono classificate in:

Acide: SiO₂>65%

Neutre: 55%<SiO₂>65%

Basiche: 45%<SiO₂>55%

Ultrabasiche: SiO₂<45%

Le rocce ignee derivano dal consolidamento dei magmi e delle lave, si dividono in intrusive ed effusive a seconda che si siano consolidate nella profondità della crosta terrestre o che si siano consolidate in superficie.

ROCCE SEDIMENTARIE

Le rocce sedimentarie clastiche sono il risultato della deposizione di materiali derivanti dalla degradazione e dall'alterazione di rocce preesistenti. Per assumere l'aspetto con cui oggi si presentano devono trascorrere milioni di anni nel corso dei quali sono intervenuti fenomeni di cementazione e litificazione che prendono il nome di diagenesi che hanno consolidato i sedimenti sciolti trasformandoli in rocce. La degradazione può avvenire ad opera di agenti fisici, chimici o biologici, come le escursioni termiche, la pioggia etc .

Le rocce sedimentarie possono essere o prodotti nello stesso luogo dove si depositano o venire da altri luoghi, subendo un lungo trasporto da parte di corsi d'acqua. In base alle dimensioni dei detriti i corsi d'acqua operano una selezione, al diminuire della velocità della corrente i frammenti si depositano in tempi e luoghi successivi seguendo un ordine decrescente. I più grossi diventano ghiaia, quelli più fini sabbia, e i più piccoli in assoluto argilla che è composta prevalentemente da silicati idrati di alluminio. Solitamente i sedimenti si trovano accumulati a strati, uno sull'altro, via via che vengono ricoperti da altri materiali, i sedimenti sprofondano e vanno incontro a condizioni ambientali diverse. Le rocce sedimentarie possono derivare anche da sedimenti di tipo fisico chimico o anche dal deposito di resti vegetali e animali.

Il fenomeno carsico: le rocce calcaree non sono solubili, ma, se reagiscono con l'acido carbonico esse si trasformano nel carbonato acido di calcio danno origine al carbonato acido di calcio che è un composto solubile. Per questa ragione nelle zone ricche di rocce calcaree sono frequenti grotte, cavità sotterranee in cui si formano particolari strutture deposizionali, le stalattiti e le stalagmiti.

ROCCE METAMORFICHE

Il metamorfismo è una ricristallizzazione allo stato solido dei cristalli di partenza delle rocce ignne e sedimentarie. Gli agenti che permettono la metamorfosi sono pressione P, temperatura T[1] e il tempo geologico.

La Terra è formata da tre strati concentrici

Gli scienziati, per mezzo dei campioni di roccia provenienti dal sottosuolo (anche se da scarse profondità), hanno ipotizzato un modello della suddivisione interna della Terra.

Secondo questo modello la Terra è formata da tre strati concentrici di varia natura e spessore formatisi quattro miliardi e trecento milioni di anni fa: un nucleo centrale, molto denso, composto di nichel e ferro; uno strato intermedio, il mantello, costituito soprattutto da silicati di magnesio; uno strato più esterno, la crosta terrestre, costituito soprattutto da silicati di alluminio.

La crosta terrestre. È la parte più esterna del globo, ha uno spessore variabile fra i 35 chilometri della crosta continentale (con punte di 70 chilometri in corrispondenza delle catene montuose) e i 6-l0 chilometri della crosta oceanica.

Il mantello. Si estende sotto la crosta terrestre ed è separato da essa da una zona chiamata discontinuità di Mohorovicic (o semplicemente Moho) dal nome del geofisico jugoslavo che la scoprì. Ha caratteristiche intermedie tra lo stato solido e quello liquido e può essere diviso in tre zone: una superiore fatta di materiale rigido ed elastico; una intermedia, detta astenosfera, le cui rocce sono parzialmente fuse e hanno una consistenza plastica; una inferiore, dove le rocce tornano a essere rigide.

Il nucleo. È la parte più interna della Terra. Si trova a circa 2900 chilometri di profondità ed è separato dal mantello da una zona chiamata discontinuità di Gutenberg (dal nome del geologo statunitense che fece importanti studi sulla struttura del pianeta). È diviso in nucleo esterno, allo stato liquido, dove si raggiungono temperature di 2000 gradi centigradi e nucleo interno, allo stato solido. In questa zona più interna la temperatura raggiunge i 4000-5000 gradi, ma la materia incandescente rimane solida a causa dell'enorme pressione.

. La crosta terrestre muta nel tempo

La deriva dei continenti. Nel 1912, lo scienziato tedesco Wegener pubblicò il libro Origine dei continenti e degli oceani, e presentò la sua teoria, per quei tempi rivoluzionaria, sulla deriva dei continenti.

Osservando attentamente un isfero, puoi facilmente notare come i profili delle coste atlantiche dell'America meridionale e dell'Africa abbiano una forma tale da poter essere considerati come pezzi combacianti di un puzzle.

Questa osservazione spinse Wegener a formulare l'ipotesi che in origine le terre emerse fossero unite in un solo blocco, un supercontinente, che lo scienziato chiamò Pangea, circondato da un unico oceano, la Panthalassa. La Pangea, secondo lo scienziato, si spezzò poi in enormi blocchi, gli attuali continenti, che si distanziarono gli uni dagli altri fino a portarsi, come enormi zattere alla deriva, nelle posizioni che occupano oggi. Wegener ricostruì la Pangea accostando fra loro le sagome dei continenti. Ma questa corrispondenza di forme non poteva essere l'unica prova della sua teoria e perciò, a sostegno della sua ipotesi, si servì anche della distribuzione dei resti fossili di animali e vegetali.

I reperti rivelavano infatti la presenza di animali e vegetali della stessa specie in regioni lontanissime tra loro.

Nonostante le prove raccolte, la teoria della deriva dei continenti non ebbe successo, soprattutto perché lo scienziato tedesco non riuscì a spiegare come i continenti potessero "navigare" sul fondo degli oceani, né a individuare le forze che li spingevano.

La sua teoria fu accantonata, fino agli anni Cinquanta, quando i geologi e gli oceanografi iniziarono ad esplorare il fondo del mare per disegnare mappe che facilitassero la navigazione dei sottomarini e trovarono le risposte che Wegener non aveva saputo dare.

L'espansione dei fondali oceanici. Sul fondo dell'oceano Atlantico gli oceanografi scoprirono un'imponente catena montuosa, chiamata Dorsale Medio Atlantica. Essa consiste in una formazione montuosa che attraversa in direzione nord-sud l'oceano Atlantico con andamento simile a quello delle coste dei continenti americano ed africano.

La dorsale è in realtà formata da due catene parallele di rilievi, separate da una valle (larga dai 10 ai 45 chilometri), che è una vera e propria frattura del fondale oceanico. Da questa frattura fuoriesce del magma (materiale roccioso fuso), che spinge lateralmente, separandolo, il materiale già esistente. I rilievi preesistenti si allontanano dunque simmetricamente dalla valle centrale e il fondale oceanico si espande. L'espansione del fondo oceanico lungo la Dorsale Medio Atlantica causa l'allontanamento del continente americano da quello africano. A muoversi non sono quindi i continenti, ma zone più ampie della crosta terrestre.

I movimenti del mantello

Se potessimo raggiungere il mantello ci troveremmo immersi in una sostanza simile a un liquido denso e viscoso, in pratica un fluido che si deforma molto lentamente, attraversato da correnti.

Infatti, a causa della differenza di temperatura fra lo strato superficiale e quello profondo, gli scienziati pensano che nel mantello esistano moti convettivi, cioè dal basso verso l'alto e viceversa.

Si crea così una circolazione di materia che, anche se lentissima (pochi centimetri all'anno), nell'arco di milioni di anni produce spostamenti molto grandi.

In superficie il mantello trascina nel suo moto la crosta terrestre, che essendo meno elastica si frantuma e si divide in zone chiamate zolle o placche crostali.

In corrispondenza delle fratture il materiale magmatico risale in superficie, spinto dalle correnti convettive e dalla pressione interna della Terra. Questo materiale si deposita ai lati e raffreddandosi forma proprio le dorsali, che sono più frequenti in corrispondenza dei fondali oceanici perché qui la crosta è più sottile. Dorsali sono state individuate infatti anche sul fondo degli altri oceani. Tutte insieme costituiscono un unico sistema montuoso che si sviluppa per oltre 60000 chilometri.

Le zolle sono quindi delle enormi zattere che galleggiano sullo strato esterno del mantello. In corrispondenza delle dorsali atlantiche le zolle si allontanano; la Terra però non si espande, cioè non aumenta di volume nonostante la continua formazione di nuova crosta: ciò significa che devono esistere dei punti dove la crosta terrestre viene distrutta.

Le fosse oceaniche

Gli studiosi hanno individuato nelle fosse oceaniche i luoghi di riassorbimento della crosta terrestre.

In pratica, a causa dell'espansione, i fondali finiscono con lo scontrarsi con un continente o con un altro fondale. Nel primo caso la crosta oceanica, più sottile e più densa, si piega e scivola sotto alla crosta continentale; nel secondo il margine di uno dei due fondali sprofonda sotto all'altro. Il risultato è, in entrambi, la formazione di una fossa oceanica. Le zone con la presenza di fosse sono dette di subduzione ; la parte di crosta che scivola sotto finisce nel mantello e quando arriva nell'astenosfera si fonde e sparisce. Se i punti di fuoriuscita del magma sono quelli che corrispondono alla corrente di risalita del moto convettivo, i punti di subduzione corrispondono alla corrente discendente e quindi alla ridiscesa del magma raffreddato, che trascina una contro l'altra due placche. In pratica, le zolle si comportano come più nastri trasportatori adiacenti che ruotano in versi opposti, e gli oggetti che essi trasportano (i continenti) sono destinati ad allontanarsi o ad avvicinarsi fino ad urtarsi. La teoria dell'espansione dei fondali dà quindi una risposta ai quesiti che la teoria di Wegener aveva lasciato insoluti.

I movimenti delle placche modificano la superficie   terrestre

Lungo le dorsali oceaniche e le linee di subduzione identificate dalle fosse, è stata rilevata la presenza di numerosi vulcani e il verificarsi di frequenti terremoti. Studiando la distribuzione globale dei vulcani terrestri e dei terremoti, gli scienziati hanno potuto ricostruire la mappa delle placche crostali.

Queste placche si spostano le une rispetto alle altre con differenti velocità: possono allontanarsi, scontrarsi, o scivolare l'una accanto all'altra.

I moti delle placche sono molto importanti per capire come funziona la Terra. Grazie al loro studio gli scienziati sono riusciti infatti a costruire un modello della crosta terrestre in grado di spiegare le trasformazioni a cui essa è sottoposta.

Questa teoria viene detta tettonica a placche ; "tettonica" deriva dal greco tekton, "costruttore", e dal latino tego, "rivestire": la Terra sarebbe cioè "rivestita" da placche.

L'urto tra una placca continentale e una oceanica

le placche oceaniche scivolano al di sotto delle placche continentali generando una fossa oceanica, ovvero abissi marini che possono raggiungere anche i 10000 metri di profondità. Il margine che si inabissa innalza quello sotto al quale va a sire; qui, lungo la fossa, il magma in risalita genera una catena di vulcani, che con il passare dei millenni si spengono diventando montagne. La cordigliera delle Ande, nata dall'urto fra la zolla del Pacifico e quella del Sudamerica ha infatti origine vulcanica.

L'urto tra due placche oceaniche

Se a urtarsi sono due placche oceaniche si forma sempre una zona di subduzione e quindi una fossa accomnata questa volta da un arco di isole vulcaniche. Le isole Eolie e il Giappone sono esempi di archi vulcanici.

L'urto tra due placche continentali. Se a scontrarsi sono due placche continentali, non si ha invece subduzione perché entrambe le placche sono troppo spesse e troppo leggere per sprofondare nel mantello. La collisione genera una catena di montagne. È il caso della catena dell'Himalaya, originatasi circa 45 milioni di anni fa dalla collisione fra l'India e il continente eurasiatico. In pratica, non potendo scivolare nel mantello, il fondale oceanico, stretto nella morsa dei due continenti, si è corrugato e sollevato, come accade a un tappeto spinto da un piede, generando le montagne. Anche la catena alpina è nata dalla collisione di due placche continentali: quella europea e quella africana.

La nascita di una faglia.

In alcuni casi le placche crostali non si scontrano, ma scivolano l'una di fianco all'altra generando fratture lunghe e visibili anche sulla terraferma. Queste fratture, i cui margini si muovono in versi opposti, si chiamano faglie. Famosa è la faglia di Sant'Andrea in California, i cui movimenti sono la causa dei frequenti terremoti che colpiscono quella regione.

Concludendo, il calore prodotto all'interno del pianeta provoca il movimento delle placche crostali e, di conseguenza, una trasformazione lenta e continua della superficie terrestre.

LA LUNA

Raggio: 1738 km, ¼ del raggio terrestre

Massa: 7,35*10²² kg, 1/81 di quella terrestre

Densità: 3,34 g/cm³

Velocità di fuga in superficie: 2,4 km/s

Atmosfera: assente a causa della bassa forza di gravità, che comporta:

o   Passaggio repentino dal giorno alla notte

o   Il cielo è costantemente nero

o   Assenza di acqua allo stato liquido e solido

o   Forte escursione termica tra giorno e notte

o   Mancanza di fenomeni erosivi

La Terra e la Luna si muovono come un sistema unico.

La Luna è uno dei più grandi satelliti del Sistema solare ed esercita una forte attrazione gravitazionale sulla Terra, per questo si parla anche di sistema doppio etario.

La forma è un ellissoide a tre assi, ma in realtà è praticamente sferica

La Luna rivolge verso la Terra sempre la stessa faccia, poiché il suo moto di rotazione è sincronizzato con quello di rivoluzione.Sulla faccia che mostra si nota un rigonfiamento dovuto all'attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra

CARATTERISTICHE SUPERFICIALI

Mari lunari: sono vaste aree pianeggianti di colore scuro, ricoperte di polveri finissime. Le rocce che li costituiscono sono basalti, che derivano dal raffreddamento di lave fluide, provenienti dall'interno della Luna

Altopiani: occupano l' 80% della superficie lunare. Le rocce di cui sono formati sono molto antiche. Si osservano anche montagne alte più di 9000 m

Crateri: si sono formati per la maggior parte da impatti con meteoriti

Composizione della superficie lunare: A causa dell'impatto con i meteoriti il suolo è ricoperto di polveri finissime, la cui componente più fine è la regolite. Ci sono tre tipi di rocce magmatiche:

- Basalti scuri: si trovano nei mari, con meno Na e più Fe di quelli terrestri

- Basalti chiari: sono più poveri di Fe e Mg, ma più ricchi di Al e Si

- Anortositi: molto rare sulla Terra

STRUTTURA INTERNA

Dal punto di vista sismico la Luna è più quieta della Terra, e i fenomeni sismici che si registrano sono dovuti all'attrazione gravitazionale della Terra.

Crosta: è rigida, ha uno spessore variabile, minore sulla faccia rivolta verso la Terra

Mantello: i materiali rigidi si estendono fino alla parte superiore del mantello e vanno a formare la litosfera lunare. Il mantello inferiore (astenosfera) è costituito da materiali viscosi e plastici

Nucleo: non è pesante e denso come quello terrestre, questo viene ipotizzato perché la Luna non ha campo magnetico, anche se le rocce lunari hanno un magnetismo residuo che fa pensare che al momento della loro formazione esistesse un notevole campo magnetico.

Mascons: concentrazioni di materiali più pesanti sotto la superficie lunare.

I movimenti della Luna

Moto di rotazione: avviene intorno all'asse della Luna, in senso antiorario, e dura 27gg 7h 43min 12s ed equivale alla durata del moto di rivoluzione. Il giorno lunare dura 15gg terrestri, e questo provoca una notevole escursione termica.

Moto di rivoluzione: la Luna ruota intorno alla Terra in senso antiorario su un'orbita ellittica di cui la Terra è uno dei due fuochi.

o   Perigeo: è la posizione in cui la Luna è alla minima distanza dalla Terra

o   Apogeo: è la posizione in cui la Luna è alla massima distanza dalla Terra

o   Linea dei nodi: è la linea che unisce i due punti in cui si intersecano l'eclittica e l'orbita lunare

o   Mese: è il tempo necessario alla Luna per compiere una rivoluzione:

Mese siderale: intervallo tra due allineamenti della Luna e di una stella, dura 27gg 7h 43min 11,5s

Mese sinodico: intervallo tra due allineamenti Luna- Sole, dura 29gg 12h 44min 3s

Le fasi lunari

Un intero ciclo ha la durata di un mese sinodico, e si divide in 4 momenti principali:

Novilunio: la luna si trova in congiunzione (tra il Sole e la Terra) e mostra la sua faccia non illuminata

Primo quarto: la Luna si trova in quadratura (formando un angolo retto con la Terra e il Sole)

Plenilunio: la Luna si trova in opposizione (la Terra è tra la lUna e il Sole) ed appare completamente illuminata

Ultimo quarto: la Luna è in quadratura

Poiché il mese sinodico dura ca. 29gg, le fasi lunari si ripetono nello stesso momento dell'anno ogni 19 anni. Questa periodicità è detta ciclo aureo

Le eclissi

La Terra e la Luna proiettano in direzione opposta rispetto al Sole un cono d'ombra e un cono di penombra.

Eclisse di Luna: avviene se la Luna si trova in opposizione mentre attraversa un nodo. Nelle eclissi totali la Luna entra completamente nel cono d'ombra della Terra, in quelle parziali vi entra solo parzialmente, quando invece attraversa il cono di penombra si verifica un'eclisse di penombra.

Eclisse di Sole: avviene quando la Luna si trova in congiunzione e in prossimità di uno dei nodi. Si ha un'eclisse totale quando la Luna è in perigeo e la Terra in afelio. Se la luna è in apogeo e la Terra in perielio si ha un' eclisse anulare.

Origine ed evoluzione della Luna

Ipotesi della fissione: quando la Terra si trovava ancora allo stato fuso, la sua rotazione era rapidissima e l'attrazione da parte del Sole avrebbe causato delle maree gigantesche che avrebbero portato al distaccamento di una parte del materiale terrestre

Ipotesi della cattura: la Luna era un corpo autonomo che vagava nello spazio e sarebbe stata catturata dall'attrazione gravitazionale della Terra

Ipotesi dell'accrezione: la Luna si sarebbe formata dall'aggregazione di particelle che orbitavano intorno alla Terra