L UNIVERSO E LA TERRA

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1 INSEGNAMENTO DI GEOGRAFIA LEZIONE IV FORZE ENDOGENE E FORZE ESOGENE PROF. EMILIA SARNO

2 Indice 1 PREMESSA L UNIVERSO E LA TERRA LA COSTITUZIONE DELLA TERRA E LA SUA CONFIGURAZIONE LE STORIA DELLA TERRA E LE ROCCE FORZE ENDOGENE I VULCANI I TERREMOTI LE FORZE ESOGENE ALTERAZIONE ESERCITATA DALL ARIA LE ACQUE SELVAGGE E L EROSIONE DEL SUOLO I GHIACCIAI E LA MORFOLOGIA GLACIALE L AZIONE DEL MARE E LA MORFOLOGIA COSTIERA L AZIONE EOLICA LA MORFOLOGIA CARSICA BIBLIOGRAFIA di 19

3 1 Premessa Questa lezione tratterà delle caratteristiche geo-fisiche della terra sia dal punto di vista endogeno, sia esogeno. Per questi motivi nella prima parte si esaminano la struttura della terra e i relativi fenomeni come il movimento dei continenti, i vulcani e i terremoti. Nella seconda parte invece si esaminano le forze esogene e quindi i fattori che modellano e modificano la superficie terrestre. 3 di 19

4 2 L universo e la terra La terra è uno degli innumerevoli astri o corpi celesti che costituiscono l universo. Gli astri si dividono in stelle, pianeti, satelliti. Le stelle mantengono sempre la stessa posizione e emettono luce propria. I pianeti sono corpi di forma sferica che risultano illuminati da altre stelle intorno alle quali descrivono giri regolari. La terra è illuminata dal sole e compie giri intorno ad esso. I satelliti si muovono intorno ad un pianeta e riflettono sempre la luce di una stella. Oltre alle stelle, ai pianeti e ai satelliti esistono corpi minori come le comete, le stelle cadenti o i meteoriti. Il sole con i nove pianeti Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Uranio, Nettuno, Plutone - costituisce il sistema solare. La terra ha una forma irregolare e non è propriamente sferica perché appiattita ai poli e ha una forma che si avvicina a quella dell ellissoide di rotazione 1. Compie diversi movimenti, ma i principali sono quello di rotazione per cui la Terra gira intorno a sé stessa e quello di rivoluzione per cui gira intorno al sole 2, e quello conico dell asse, detto di precessione degli equinozi. Per compiere la rotazione su sé stessa la terra impiega un giorno; il movimento intorno al sole richiede un anno intero (365 giorni, 6 ore, 9 minuti e 9 secondi). In relazione ai movimenti della terra è stato definito il calendario e la terra è stata divisa in 24 fusi orari che corrispondono ad altrettante zone della terra; ogni fuso e quindi ogni zona adottano la stessa ora convenzionale. 1 Questo aspetto influisce anche sulla cartografia. Si veda l opuscolo La cartografia: concetti basilari. 2 Un terzo movimento è dovuto all inclinazione dell asse e è la causa delle precessione degli equinozi; la precessione (cioè l anticipo) fa anticipare le stagioni e gli equinozi nell anno in corso rispetto al precedente. Si definiscono equinozi 4 di 19

5 3 La costituzione della terra e la sua configurazione L interno della Terra è ancora parzialmente sconosciuto, benché si effettuino studi e analisi geofisiche. Si ritiene che la terra sia così costituita (fig. 1): crosta terrestre mantello nucleo esterno nucleo interno. La crosta terrestre è la parte più esterna ed è formata da diversi tipi di rocce. Il mantello è la parte più consistente, infatti rappresenta i due terzi del suo peso. Esso si divide in litosfera (parte rigida), astenosfera (parte magmatica) e mesosfera (parte ancora rigida). Sotto il mantello si trova il nucleo esterno che è allo stato liquido. La parte più interna della terra è il nucleo interno, una massa presumibilmente solida e densa. La superficie terrestre consiste di terre emerse e mari, così suddivise 3/10 le terre emerse, 7/10 le acque. Nella distribuzione geografica delle terre emerse si possono individuare masse principali, denominate continenti. I continenti sono 3 (fig. 2): il Continente Antico, composto dall Asia, dall Europa e dall Africa; il continente nuovo composto dall America Settentrionale, Centrale, Meridionale, scoperto alla fine del Quattrocento; il continente Nuovissimo, o Australia, scoperto agli inizi del Seicento; il continente Antartico o Antartide, scoperto nell Ottocento e esplorato nel Novecento. E bene precisare che i continenti geograficamente sono quattro, tenendo conto che continente significa appunto terra emersa, mentre le parti del mondo sono sette: Europa, Asia, Africa, America Settentrionale, America Meridionale, Oceania, Antartide. Le terre emerse hanno anche una configurazione verticale, cioè le forme del rilievo. Il rilievo si misura dal livello medio del mare. Le grandi forme del rilievo sono la montagna, la collina, la pianura e l altopiano. i due istanti nel corso dell anno in cui il Sole si trova perpendicolare all equatore e la separazione tra la zona illuminata e la zona in ombra della Terra passa per i poli. 3 Si segue in questo caso la suddivisione più consolidata. 5 di 19

6 Figura 1 La struttura della terra Figura 2 La distribuzione delle terre emerse 6 di 19

7 4 Le storia della Terra e le rocce La terra si è venuta formando oltre quattro milioni e mezzo di anni fa. Questo tempo estremamente lungo è suddiviso in ere 4 geologiche: Precambiana o Archeozoica (periodo dell iniziale formazione della terra) Paleozoica Mesozoica Cenozoica o Terziaria Neozoica o Quaternaria. La figura 3 dettaglia le ere geologiche, le loro suddivisioni e gli anni corrispondenti. 7 di 19

8 In questo grandissimo arco di tempo la terra ha definito la sua costituzione e la comparsa del uomo è avvenuta negli ultimi due milioni di anni fa, nell età neozoica. Nel corso delle ere si è costituita la crosta terrestre e quindi le rocce. Le rocce si distinguono in eruttive, sedimentarie, metamorfiche. Le rocce eruttive sono dette anche magmatiche perché si sono formate dal raffreddamento e dal consolidamento del magma. Sono anche il risultato del raffreddamento delle colate laviche (fig. 4). Le rocce sedimentarie sono il prodotto dell accumulo e del deposito di detriti o frammenti che nel corso del tempo si formano o sulla terra o in ambiente marino (fig. 5). Le rocce metamorfiche derivano da quelle eruttive ma subiscono alterazioni nel tempo a causa dell aumento della temperatura. Nel corso delle ere non si sono solo formate le rocce ma anche le risorse del sottosuolo come i giacimenti minerari che rappresentano la ricchezza di uno stato. Figura 4 esempio di roccia vulcanica Figura 5 esempio di roccia sedimentaria 4 Per era si intende un lunghissimo periodo di tempo. 8 di 19

9 5 Forze endogene In relazione alla formazione della terra, agli inizi del Novecento, Alfred Wegener propose una suggestiva teoria, secondo la quale la Terra inizialmente era un grande continente (denominato Pangea), circondato da un unico oceano (denominato Pantalassa), che poi si sarebbe frazionato nei vari continenti attuali. Da questa idea suggestiva negli anni Sessanta del secolo scorso, è stata messa a punto la teoria della tettonica a zolle per spiegare la formazione dei diversi continenti e i loro movimenti che danno origine ai terremoti e alle eruzioni vulcaniche. La crosta terrestre è costituita dalla litosfera (dal greco lithos =pietra) che ha uno spessore di chilometri. La litosfera è suddivisa in placche o zolle di varia forma e dimensione che galleggiano sull astenosfera (asthenos= debole), strato viscoso. Vi è quindi un grande mosaico con placche molto ampie: la zolla africana, la zolla pacifica, la zolla eurasiatica, la zolla nordamericana, la zolla indoaustraliana, la zolla antartica. Sullo strato viscoso le zolle si muovono, si spingono, si toccano lungo i bordi e si incuneano l una sotto l altra; comunque scorrono orizzontalmente ad una velocità media da 1 a 20 cm all anno (fig. 6). Il movimento è prodotto dal magma che in alcuni casi fuoriesce dai margini delle zolle o comunque con la sua forza produce gli spostamenti delle zolle. Generalmente il magma fuoriesce in corrispondenza delle dorsali oceaniche e quindi si crea nuova crosta terrestre. Accade anche nei movimenti di due zolle che, se si dirigono l una contro l altra, si possano sovrapporre e danno origine alle catene montuose. Questo fenomeno si denomina orogenesi, formazione delle catene montuose (fig. 7). In altri casi quando due zolle si dirigono l una contro l altra, accade che una sprofondi sotto l altra e la materia torni allo stato fuso, formando la zona di subduzione, nei fondali oceanici. In altri casi ancora se i bordi di due zolle si toccano, avvengono compressioni tanto forti che provocano i terremoti. 9 di 19

10 Figura 6 Zolle in cui è divisa la crosta terrestre Figura 7 Nell immagine a sinistra la crosta oceanica si immerge in quella a destra con lo scontro delle zolle si forma una catena montuosa 10 di 19

11 5.1. I vulcani Il magma presente nella crosta terrestre in particolari condizioni ambientali riesce a risalire in superficie formando un condotto o camino vulcanico. Il vulcano è quindi uno squarcio della crosta terrestre dal quale fuoriesce a intervalli irregolari materiale fluido (lava) o anche gassoso, dotato di elevata temperatura, unitamente a frammenti di rocce (fig. 8). Il vulcano è costituito dal focolare, che è la zona alimentatrice, dal camino, cioè il condotto da dove risale la lava, dal cratere, cioè l apertura da cui la lava si espande all esterno. Le eruzioni sono di due tipologie: effusiva e esplosiva. La prima è costituita da emissione di magma che scorre lentamente in superficie; la seconda è detta esplosiva perché violenta e distruttiva, infatti la fuoriuscita di lava si unisce a ceneri e a polveri vulcaniche. Le colate laviche sono veri esempi di fiumi infuocati che bruciano ogni cosa. La lava quando si raffredda si solidifica e impedisce la formazione della vegetazione. Le eruzioni sono precedute da terremoti ed emanazioni gassose o rumori sotterranei. Se l esplosione è particolarmente forte la lava e i materiali vulcanici possono essere proiettati molto lontano dal vulcano stesso (fig. 9). Il vulcanismo con l attività effusiva prevale lungo le dorsali oceaniche, mentre quello esplosivo si colloca lungo il margine dei continenti. Bisogna poi distinguere tra vulcani attivi e vulcani spenti, benché questi ultimi in qualche caso riprendano a funzionare anche dopo molto tempo. Sulla terra vi sono circa 700 vulcani attivi. I vulcani sono classificati in diverse tipologie: vulcano hawaiano per il quale è preponderante il magma fluido e l attività effusiva (fig. 10); vulcano a scudo, che appaiono appiattiti sulla sommità; vulcano stromboliano con un attività effusiva prevalente, ma con magma meno fluido; vulcano pliniano, come il Vesuvio, con magma viscoso e attività esplosiva. Inoltre, vi sono forme di vulcanesimo secondario, cioè emanazioni gassose, come le zolfatare di Pozzuoli, o i geyser (in Islanda, negli USA) che sono simili a fontane intermittenti di acqua riscaldata. Si devono anche ricordare i soffioni boraciferi di Larderello (in Toscana) che emettono getti di vapore acqueo molto caldo, unito ad acido borico. 11 di 19

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13 5.2. I terremoti La terra è soggetta a vibrazioni dovute ai terremoti o sismi. Come si chiariva in precedenza, laddove si crea lo scontro tra due zolle o placche, si producono vibrazioni o onde sismiche. Il movimento ha la sua origine dall interno della crosta terrestre, da un luogo denominato ipocentro che poi sarà corrispondente all epicentro sulla crosta terrestre. L urto che determina lo scuotimento del suolo si propaga in diverse direzioni. In relazione al tipo di movimento si distinguono due tipi di terremoto: sussultorio e ondulatorio. Il terremoto sussultorio consta di rapidi innalzamenti e abbassamenti del suolo. Questo tipo di movimento non provoca molti danni a persone e a cose. Molto grave è invece il terremoto ondulatorio che è simile alle onde marine e produce effetti devastanti. Anche il mare può essere interessato a vibrazioni che danno origine ai maremoti. Lo tsunami non è altro che un violentissimo maremoto. Invece il bradisismo è un movimento lento del suolo, per i quali tratti della superficie terrestre si spostano abbassandosi o innalzandosi. L Italia, ad eccezione della Sardegna, presenta un alto rischio sismico per la sua posizione tra la zolla eurasiatica e quella africana. Per questi motivi è importante la prevenzione e l utilizzo di norme di sicurezza nella costruzione degli edifici (fig. 11). Figura 11 Spaccatura della terra a causa del terremoto 13 di 19

14 6 Le forze esogene La superficie terrestre è il risultato delle forze endogene, come l orogenesi, il vulcanesimo, i terremoti, ma anche di forze esogene, cioè agenti esterni come i fenomeni meteorologici (sole, vento, precipitazioni), le acque correnti, i ghiacciai, il mare. Grazie a questi fattori si modella la morfologia terrestre o geomorfologia. L azione dei fattori esogeni o esterni avviene tramite tre fasi: l erosione, che corrisponde ad un azione distruttiva, il trasporto dei materiali da una zona all altra, il deposito dei materiali trasportati Alterazione esercitata dall aria L aria atmosferica esercita una continua azione sulla litosfera anche per gli sbalzi di temperatura. E un alterazione di natura chimico-fisica e determina la decomposizione delle rocce e della copertura vegetale della superficie terrestre. Il fenomeno è particolarmente intenso nelle regioni di montagna e in quelle tropicali. Questa alterazione si riflette nelle forme del paesaggio, accumulando detriti ai piedi delle pareti montuose e producendo le frane (fig. 12). Le frane consistono nell improvviso e rovinoso distacco dal pendìo montuoso di una massa o di materiali che scivolando possono provocare danni a persone o a cose Le acque selvagge e l erosione del suolo Le acque che non sono assorbite dal terreno scorrono in superficie ed esercitano un imponente attività di erosione, di trasporto e di deposito. Le acque provenienti dalle piogge o dallo scioglimento delle nevi compiono una progressiva denudazione del terreno, asportandone detriti. In tal modo l acqua consuma la superficie terrestre e produce erosione. Le acque selvagge anch esse favoriscono le frane (fig. 13). Le acque incanalate nei corsi dei fiumi o dei ruscelli esercitano la loro azione erosiva sui loro stessi alvei e conducono poi i detriti fino alla foce; in questo caso i materiali possono anche modificare il corso stesso dei fiumi. 14 di 19

15 Accade anche che i detriti risultanti dalla forza delle acque formino depositi sia all interno dei fiumi sia ai piedi delle montagne e delle colline. Figura 12 Rocce alterate dall aria Figura 13 Rocce erose dall acqua 15 di 19

16 6.3. I ghiacciai e la morfologia glaciale I ghiacciai sono grandi masse di ghiaccio che sono soggetti a spostamenti per la gravità. Nella loro lenta discesa portano materiale roccioso che formano le morene. I ghiacciai sono simili ad un gigantesco nastro trasportatore che trascina frammenti e grandi massi. Le morene sono accumuli di sedimenti. L azione dei ghiacciai è particolarmente importante nelle zone montane. Essi hanno modellato le Alpi ad esempio e hanno scavato valli che hanno la particolare forma ad U L azione del mare e la morfologia costiera Il mare compie un azione distruttiva ma anche costruttiva sulla conformazione della costa. Il mare opera una sorta di abrasione delle coste alte perché colpendole alla base le demoliscono. Il moto ondoso scava un solco alla base della parete rocciosa la quale crolla e finisce per arretrare. Si formano così particolari coste alte: la falesia, parete rocciosa a picco sul mare; la ria, insenatura lunga e stretta, perpendicolare alla costa; il vallone, insenatura lunga e stretta, ma parallela alla costa, il fiordo, insenatura stretta molto ramificata (fig. 14). Figura 14 Esempio di fiordo norvegese 16 di 19

17 Sulle coste basse invece l azione del mare tende ad accumulare e a formare la spiaggia. L accumulo dei detriti come sabbie e ghiaie sono evidenti nelle insenature. Una frequente caratteristica delle coste basse è rappresentata dalle lagune, che finiscono per formare un orlo intorno ad esse. Le lagune sono specchi di acque marine, poco profondi, separati dal mare aperto mediante isole sabbiose, ma comunicanti con esso L azione eolica Per azione eolica si intende la forza impressa dal vento. Essa può agire fortemente sulle acque marine provocando onde alte (fig. 15). Inoltre produce un opera di erosione e di deposito sulla superficie terrestre. L azione del vento può essere forte. Esso asporta polveri e sabbie operando la deflazione. Ancora il vento esercita l abrasione o la corrasione, cioè solleva polveri e sabbie e le spinge con forza sulle rocce operando appunto una continua abrasione. Nei deserti questa azione eolica è molto intensa e il vento trasportando la sabbia forma le dune. Ovviamente il profilo delle dune cambia continuamente a causa del vento. Si tenga conto che il vento è capace di trasportare la sabbia per chilometri e può formare estesi depositi come in alcune regioni della Cina settentrionale. 17 di 19

18 6.6. La morfologia carsica Presso il confine nord-orientale d Italia si estende una regione denominata Carso. Da questo territorio deriva il termine carsismo che indica una serie di fenomeni che si sviluppano su un particolare tipo di roccia: quella calcarea, cioè costituite da carbonato di calcio. Le rocce calcaree per la loro composizione [carbonato di calcio] permettono all acqua di penetrarle, anche perché l acqua, costituita da anidride carbonica, scioglie il calcare. Tramite questa continua penetrazione dell acqua si allargano le fessure nelle rocce e si formano le doline, cioè conche di forma quasi circolare, che possono essere di pochi metri ma anche particolarmente grandi. Sempre per lo stesso fenomeno sulle rocce si formano dei solchi anche paralleli tra loro che intagliano le rocce. I laghi carsici sono presenti sulla superficie terrestre e nei sotterranei. L opera di scioglimento non avviene solo in superficie ma anche all interno delle rocce e difatti filtrando l acqua si formano grotte e pozzi. Nelle grotte sempre per lo scioglimento da parte dell acqua del carbonato di calcio si formano stalattiti [formazioni pendenti come ghiaccioli dal soffitto] e stalagmiti [formazioni molto grandi sul fondo delle grotte]. Grotte così particolarmente affascinanti si trovano in Puglia, le grotte di Castellana, ma anche in altre località (fig. 16). Figura 16 Esempi di grotte carsiche 18 di 19

19 Bibliografia G. De Vecchis, Appunti di Geografia Generale, Kappa, Roma, A. Hallam, Le grandi dispute della Geologia. Dall origine delle rocce alla deriva dei continenti, Zanichelli, Bologna, L.B. Leopold, L acqua. Introduzione all idrologia, Zanichelli, Bologna, E. Lupia Palmieri, M. Parotto, Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli, Bologna, T. L. McKnight, D. Hess, Geografia fisica, Piccin, Perugia, B. Nice, Geografia, De Agostini, Novara, M. Panizza, Elementi di geomorfologia, Pitagora, Bologna, M. Tozzi, La dinamica della Terra, CUEN, Napoli, di 19