Le forze della Terra

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1 Nella terra e nello spazio Le forze della Terra Noi viviamo sulla crosta terrestre, qui si trovano le città, le strade, i campi coltivati. Gran parte della crosta però è ricoperta dai mari. Sotto i mari ci sono montagne, valli, grotte esattamente come sulla parte emersa. Ciò che si vede e ciò che succede sulla crosta terrestre dipende anche da quel che è successo e continua a succedere negli strati inferiori della Terra. L uomo sfrutta il suolo fertile con le coltivazioni e il sottosuolo per ricavare materiali importanti per la nostra vita (il petrolio, il gas naturale, l acqua, i minerali come ferro, oro, alluminio, carbone). Sempre sotto terra, ma ad una profondità diversa, avvengono dei fenomeni che sono responsabili dei terremoti e delle eruzioni vulcaniche. Per capire meglio che cosa succede e dove, cominciamo a esaminare una tabella che descrive i diversi strati di cui si compone l interno della Terra secondo le ipotesi formulate finora dagli scienziati: Partendo dall esterno abbiamo nell ordine: la crosta, è la parte più leggera e più sottile, i materiali di cui è composta sono tutti a densità più bassa rispetto a quelli sottostanti e sono solidi; il mantello, è costituito da rocce più pesanti e fluide a causa dell elevata temperatura (tra i e i gradi), ma siccome lo stato superiore preme molto forte la struttura dei materiale è rigida come l acciaio; il nucleo, si divide in due strati. Il nucleo interno è la parte più pesante del nostro pianeta, è formato da metalli come il ferro e vi si raggiungono temperature di gradi. Il nucleo esterno invece è formato da composti più leggeri dei metalli. Il nucleo è il cuore del pianeta, essendo di ferro è anche responsabile del magnetismo terrestre che noi sfruttiamo usando la bussola per orientarci. Il mantello invece è la parte più in movimento perché è da lì che hanno origine sia i terremoti che i vulcani. A mano a mano che si scende in profondità le rocce sono più calde e più pesanti RCS Libri S.p.A. Divisione Education 1

2 Ecco una tabella che elenca i diversi strati e la loro misura: Strato Grandezza misurata NUCLEO diametro del nucleo interno spessore del nucleo esterno MANTELLO spessore del secondo strato del mantello spessore della zona di transizione spessore del primo strato del mantello CROSTA spessore della crosta terrestre DIAMETRO TOTALE della Terra Misura km km km 250 km 390 km 50 km km 2006 RCS Libri S.p.A. Divisione Education 2

3 I terremoti Quando avviene un terremoto ci possono essere conseguenze più o meno gravi: gli effetti vengono misurati con una scala che, dal nome del suo inventore, si chiama Scala Mercalli. Ecco i vari gradi di cui si compone con gli effetti a cui fa riferimento: 1 grado : strumentale registrata solo dai sismografi 2 grado : leggerissima avvertita solo da persone particolarmente sensibili 3 grado : leggera avvertita da persone a riposo, soprattutto ai piani alti 4 grado : mediocre avvertita anche camminando, oscillazione di oggetti appesi 5 grado : forte risveglio di persone che dormono, suono di campane, cadute di oggetti 6 grado : molto forte lievi danni agli edifici, oscillano gli alberi 7 grado : fortissima allarme generale, crepe nei muri, caduta di intonaci 8 grado : rovinosa caduta di camini, gravi danni agli edifici 9 grado : disastrosa crollo di alcuni edifici, rottura di condutture, crepe nel terreno 10 grado : disastrosissima crollo di molti edifici, rotaie piegate, grandi crepacci nel suolo, frane 11 grado : catastrofica pochi edifici superstiti, ponti distrutti, tutti i servizi (ferrovie, condutture, cavi sotterranei) fuori uso, grandi frane, inondazioni 12 grado : grande catastrofe distruzione totale, oggetti scagliati in aria, sollevamenti ed abbassamenti del suolo ad onde Un altro modo per misurare l intensità di un terremoto è la Scala Richter che però non guarda agli effetti del sisma, ma usa una unità di misura che si chiama magnitudo. La misura si ottiene paragonando l energia liberata da un terremoto con quella di un esplosione di dinamite nel sottosuolo. Non ha quindi dei gradi ma un indice numerico preciso. Nella tabella che segue osserva la scala: nella prima colonna puoi leggere la magnitudo, nella seconda la quantità di dinamite che occorrerebbe per provocare una scossa di pari intensità e nella terza qual è la frequenza di quel tipo di scossa. Come vedi scosse leggere si verificano in continuazione, ma il più delle volte non sono avvertite dall essere umano, alcuni animali, ad esempio i cani e gli uccelli, sono invece più sensibili e se ne accorgono RCS Libri S.p.A. Divisione Education 3

4 magnitudo quantità di dinamite frequenza delle scosse sulla Terra 0 1 chilogrammo circa al giorno 1 31,6 chilogrammi 1,5 178 chilogrammi 2 1 tonnellata circa al giorno 2,5 5,6 tonnellate 3 31,6 tonnellate circa 130 al giorno 3,5 178 tonnellate tonnellate circa 15 al giorno 4, tonnellate tonnellate 2-3 al giorno 5, tonnellate 6 1 milione di tonnellate 120 all'anno 6,5 5,6 milioni di tonnellate 7 31,6 milioni di tonnellate 18 all'anno 7,5 178 milioni di tonnellate 8 1 miliardo di tonnellate 1 all'anno 8,5 5,6 miliardi di tonnellate 9 31,6 miliardi di tonnellate 1 ogni 20 anni miliardi di tonnellate sconosciuto Un terremoto con forte magnitudo che si verifica in un luogo deserto può avere sulla Scala Mercalli un grado basso perché produce pochi effetti, mentre uno con magnitudo più debole ma che avviene in zone molto abitate e con edifici costruiti senza seguire le regole antisismiche sulla scala Mercalli può avere un grado molto alto RCS Libri S.p.A. Divisione Education 4

5 I vulcani Sotto la crosta terrestre si trova uno strato di rocce a temperature elevatissime. Queste rocce non sono solide ma neppure del tutto liquide, sono semisolide, perché gli strati di terra e rocce soprastanti li schiacciano, si dice che sono sottoposte a forti pressioni. Se nella crosta terrestre si apre una fessura, le rocce profonde ritornano a essere fluide e pastose (magma), le alte temperatura fanno sì che si formino gas e vapori che spingono con forza le rocce fuse verso la superficie della Terra e così avviene un eruzione vulcanica. La lava che fuoriesce si deposita intorno alle fenditura e poco per volta si forma il cono vulcanico. Ma come mai la Terra si spacca? Anni fa uno scienziato ha formulato una teoria secondo cui la crosta terrestre non sarebbe un blocco unico, ma sarebbe formata da tanti pezzi vicini a cui ha dato il nome di zolle o placche. Le zolle, sulle quali si trovano i continenti o il fondo degli oceani, sono come delle enormi zattere in continuo movimento: in alcuni casi premono l una contro l altra, in altri casi si allontanano fra di loro e in altri ancora scivolano l una a fianco dell altra. Per questo si formano le spaccature che danno origine ai vulcani e avvengono i terremoti. Nella figura sono evidenziati i contorni delle placche e gli hot spot, i punti caldi da cui fuoriesce lava RCS Libri S.p.A. Divisione Education 5

6 Questa teoria ora è stata confermata dalle osservazioni fatte sul fondo degli oceani con l impiego di sonar, radar, batiscafi e di molte altri strumenti. Nelle profondità marine gli oceanografi, cioè gli scienziati che studiano i mari e gli oceani, hanno infatti scoperto un lungo serpentone sopraelevato che si estende per km tutto intorno alla Terra in una zona che passa al centro degli oceani. Questi rilievi sottomarini hanno al centro una profonda fessura (in inglese, rift valley) da cui esce in continuazione del materiale fuso che proviene dalle zone più profonde del mantello. Quando le eruzioni sottomarine avvengono in luoghi poco profondi si possono formare velocemente delle isole. Questo è il caso ad esempio di un isola che affiorò nell estate del 1831 fra la Sicilia e Pantelleria e che alla fine dell eruzione aveva raggiunto un altezza di circa 65 metri e un perimetro di quasi quattro chilometri. Ma quest isola rapidamente scomparve perché i materiali di cui era composta erano molto fragili. Attività 1. La città in cui abiti si trova vicino ad un vulcano? È in una zona sismica? Hai assistito di persona a una eruzione vulcanica o a un terremoto? Racconta una tua esperienza personale o un avvenimento che hai visto e sentito raccontare in televisione relativamente a uno di questi fenomeni. Illustra il tuo testo con disegni e fotografie tratte da riviste o giornali. Prepara anche un intervista da fare a qualche adulto o a un esperto che tu possa contattare facilmente per saperne di più. 2. Puoi simulare il comportamento di un vulcano sfruttando la reazione dell aceto con il bicarbonato. Riempi una bottiglietta vuota di succo di frutta con dell aceto, metti la bottiglietta sotto a un cono di cartone (il cono vulcanico), con un cucchiaino versa del bicarbonato nell aceto dall apertura superiore (il camino): vedrai subito formarsi delle bolle di anidride carbonica che fuoriescono con una certa rapidità (lava)! 2006 RCS Libri S.p.A. Divisione Education 6

7 I minerali Ti è mai capitato facendo una passeggiata in montagna o lungo il mare di trovare dei sassi luccicanti, colorati o con forme strane? Di che cosa sono fatti i sassi e che differenza c è tra un sasso e un minerale? Un sasso di solito è un pezzo che si è staccato da una roccia più grande e una roccia è un miscuglio di una o più specie minerali in proporzione varia. I minerali hanno un nome che dipende dalla loro composizione chimica, cioè dalle sostanze elementari di cui sono fatti. I minerali presenti nelle rocce possono variare molto. Alcuni minerali, come il quarzo, la mica o il talco sono presenti quasi ovunque, mentre altri sono stati trovati solo in una o due località in tutto il mondo. I minerali sono una fonte di materie prime per l attività umana: infatti dentro i minerali ci sono materiali indispensabili, come il ferro. Per ricavare il ferro bisogna trovare dei minerali che lo contengano e usare dei procedimenti per separare il ferro dalle sostanze con cui è mescolato. I minerali, per la loro natura, di solito si trovano sottoterra e gli uomini, per ricercare i minerali utili alle loro attività, hanno costruito delle gallerie sotterranee che si chiamano miniere. I minerali sono composti naturali che si sono formati nel tempo attraverso processi di lunghissima durata (ere geologiche). Per essere chiamata minerale, una sostanza deve essere solida e formata da cristalli. Ma che cosa è un cristallo? Quando le particelle che compongono una sostanza si dispongono in modo ordinato prendendo una forma particolare e caratteristica, si forma un cristallo. La forma del cristallo dipende dal modo particolare di legarsi che hanno quelle particelle, cioè dalla composizione chimica Grafite del minerale. Quindi ogni minerale è un solido formato da cristalli che hanno una forma e una composizione chimica definita. Ma fai attenzione: il diamante e la grafite (la mina della tua matita è grafite) hanno la stessa composizione chimica ma non la stessa struttura cristallina. Per questo la grafite è molto tenera mentre il diamante è il minerale più duro che esista. I minerali conosciuti ad oggi sono oltre Diamante 2006 RCS Libri S.p.A. Divisione Education 7

8 Attività 1. Hai mai visitato una miniera? Nel tuo territorio forse ci sono miniere ancora in funzione o miniere ormai abbandonate. Informati e se puoi organizza una visita con la tua classe per capire meglio come è fatto il sottosuolo e quali ricchezze racchiude. 2. Con l aiuto dell insegnante e attraverso la discussione con i tuoi compagni cerca di rispondere a queste domande. - Quali sono i prodotti minerari della tua regione? - Sai localizzare su una cartina i maggiori giacimenti di ferro e carbone esistenti in Italia? - Sai dove si trova il gas naturale (metano) in Italia? E il petrolio? 3. Con l aiuto di un adulto o rivolgendoti a un museo locale forse puoi trovare minerali caratteristici della tua regione e fare una piccola raccolta. Disponi ogni minerale dentro scatolette trasparenti adatte. Metti delle etichette con il nome del minerale e il luogo da cui proviene. 4.Per capire come si possono formare i cristalli che compongono un minerale puoi fare questa esperienza. Prepara un miscuglio di acqua con tanto sale in un barattolo di vetro, dovrai aggiungere sale fino a quando vedrai che non si scioglie più e quindi il miscuglio è saturo. Ora prepara un coperchietto di cartoncino con un foro al centro da mettere sul barattolo di vetro. Immergi un filo nel miscuglio e tienilo teso appendendo alla sua estremità un chiodo o un dado di metallo (il filo e il dado devono essere dentro l acqua). Fai passare l altra estremità del filo nel foro del coperchietto e, sopra al cartoncino, lega il filo a una matita corta che lo terrà bloccato, chiudi infine il barattolo. Aspetta qualche settimana e vedrai formarsi poco per volta lungo il filo dei cristalli come quelli che vedi nell immagine. Sai dare una spiegazione per quello che vedi? Qual è la sostanza che ha formato i cristalli? Perché? 2006 RCS Libri S.p.A. Divisione Education 8

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