La struttura della Terra e lo studio delle onde sismiche
La Terra, come gli altri pianeti, ha una struttura stratificata ed è divisa in:
— nucleo (la parte più interna dei pianeti)
— mantello (sono le parti intermedie e costituite da elementi più leggeri)
— crosta
— atmosfera (i gas)
Nei vari strati la densità della materia aumenta con la profondità causa della compressione dovuta all’aumento della pressione.
Si può studiare l’interno della Terra:
— mediante la velocità delle onde sismiche, che dipende da:
– composizione delle rocce
– profondità proprietà elastiche (che dipendono dalla temperatura)
— mediante la direzione di propagazione delle onde sismiche, influenzata da processi di:
– riflessione (separano i diversi strati)
– rifrazione (cambiano la loro direzione)
– diffrazione (passano da uno strato all’altro)
Gli strati della Terra
1. La struttura interna della Terra viene studiata mediante:
— indagini dirette (scavi profondi)
— indagini geofisiche indirette (studio della propagazione
delle onde sismiche)
2. In base all’andamento della velocità e della direzione delle onde sismiche si distinguono:
— discontinuità di Moho, tra crosta e mantello
— discontinuità di Gutenberg, tra mantello e nucleo
— discontinuità di Lehmann, tra nucleo esterno e nucleo interno
3. In base allo studio della propagazione delle onde sismiche
e alle proprietà dei materiali è possibile distinguere:
Crosta terrestre (tra 7 e 40 km)
• crosta oceanica (basalti e gabbri)
• crosta continentale (vari tipi di rocce)
Mantello (da Moho a 2900 km circa di profondità), composto da peridotiti
– mantello superiore
• mantello litosferico (rigido)
• astenosfera (più plastica)
• zona di transizione
– mantello inferiore (tra 660 km e 2900 km circa, composto da perovskite)
Nucleo (composto da ferro e nichel):
– nucleo esterno (allo stato liquido)
– nucleo interno (allo stato solido)
L’andamento della temperatura all’interno della Terra
1. Temperatura della Terra: da 5500 °C al centro a 0 °C in superficie:
— il flusso di calore non è uniforme:
– è maggiore in corrispondenza delle dorsali oceaniche
– è minore nei continenti
2. Calore interno della Terra causato da:
— contrazione gravitazionale durante la formazione del pianeta
— decadimento di isotopi radioattivi con lungo tempo di dimezzamento
3. Trasmissione del calore all’interno della Terra:
— la geoterma descrive l’andamento della temperatura con la profondità
— il gradiente geotermico è la variazione di temperatura in un dato intervallo di profondità
— fenomeni di fusione parziale nei punti in cui la curva dei punti di fusione interseca la geoterma
La litosfera è rigida perché la sua temperatura è inferiore alla temperatura di fusione.
L’astenosfera è più molle e plastica perché la sua temperatura è prossima alla temperatura di fusione.
Nel mantello inferior(molto rigido), le rocce si muovono molto più lentamente che nel mantello superiore.
Nel nucleo la temperatura aumenta molto più lentamente rispetto alla pressione.
La struttura tridimensionale della Terra e il campo magnetico terrestre
1. La tomografia sismica (basata sulle variazioni di velocità delle onde sismiche) consente di visualizzare la struttura tridimensionale della Terra.
2. Il campo magnetico terrestre è generato da moti convettivi nel nucleo esterno (geodinamo) per:
— convezione termica(quado il calore si trasmette dal nucleo al mantello per conduzione, e i materiali fluidi nella parte più esterna del nucleo si raffreddano, diventano più densi e sprofondano.)
— convezione chimica(la cristallizzazione del ferro allo stato solido alla base del nucleo esterno , con la conseguente formazione del nucleo interno.)
— presenza di isotopi radioattivi(forniscono ulteriore calore alimentando la convezione termica.)
3. Il campo magnetico terrestre viene descritto mediante:
— intensità, misurata in Gauss
— direzione, descritta mediante due angoli:
– declinazione magnetica
– inclinazione magnetica
4. ll campo magnetico terrestre può subire variazioni:
