I movimenti. litosfera

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1 I movimenti della litosfera

2 La struttura interna della Terra

3 La disomogeneità interna della Terra è dovuta a rocce di diversa densità e composizione Attraverso lo studio delle onde sismiche conosciamo le modalità con cui le onde si propagano e attraversano il pianeta ed ipotizziamo la sua struttura interna.

4 Come si può esplorare l interno della Terra? Unità 14 - Lezione 1 4

5 Come si può esplorare l interno della Terra? L interno della Terra viene studiato principalmente tramite indagini geofisiche indirette basate su misure di velocità direzione di propagazione delle onde sismiche, che sono correlate a composizione, densità e proprietà elastiche delle rocce attraversate Unità 14 - Lezione 1 5

6 Che cosa sono le superfici di discontinuità? Le superfici di discontinuità sono superfici sferiche all interno della Terra in corrispondenza delle quali si verificano brusche variazioni nella velocità e nella direzione di propagazione delle onde sismiche Le superfici di discontinuità separano due strati con proprietà fisiche e/o composizione chimica differenti Unità 14 - Lezione 1 6

7 Che cosa sono le superfici di discontinuità? In base alla composizione chimica si distinguono tre principali strati crosta mantello nucleo Unità 14 - Lezione 1 7

8 Che cosa sono le superfici di discontinuità? In base alle caratteristiche fisiche si distinguono litosfera astenosfera mantello inferiore nucleo esterno nucleo interno Unità 14 - Lezione 1 8

9 Unità 14 - Lezione 1 9

10 La crosta terrestre La crosta terrestre corrisponde allo strato superficiale solido che si trova sopra il mantello. Ha uno spessore medio che varia dai 7 km ai 40 km La crosta continentale, in corrispondenza dei continenti, è costituita da rocce metamorfiche e ignee, ricoperte da rocce sedimentarie. Sotto gli oceani la crosta oceanica è più sottile e uniforme, in corrispondenza dei continenti, è costituita da rocce basaltiche.

11 Al di sotto della crosta terrestre si trova uno spesso strato di rocce in parte fuse chiamate mantello Il mantello si estende fino a 2900 km ed è costituito da rocce che contengono ferro e magnesio. La crosta e la parte superiore del mantello costituisce la litosfera.

12 Il nucleo è costituito prevalentemente da metalli pesanti La parte più interna del nostro pianeta è chiamata nucleo. La superficie che separa la parte interna dalla parte esterna del nucleo si chiama discontinuità di Lehmann. Analizzando frammenti di diversi meteoriti, ricca di ferro e nichel, si ritiene che la composizione interna possa essere simile.

13 Come varia la temperatura all interno della Terra, in relazione alla profondità? La temperatura della Terra aumenta dalla superficie (in media 0 C) al centro (in media 5500 C), e perciò il calore si trasferisce continuamente dalle zone più interne a quelle più esterne Questo andamento della temperatura è definito gradiente geotermico La curva che lo descrive è chiamata geoterma Unità 14 - Lezione 1 13

14 Unità 14 - Lezione 1 14

15 Qual è l origine del campo magnetico terrestre? Secondo l ipotesi più accettata, il campo magnetico terrestre sarebbe originato dal movimento dei materiali metallici e fluidi del nucleo esterno che, attraverso il meccanismo della geodinamo, producono un campo magnetico dipolare Unità 14 - Lezione 1 15

16 Wegener e la teoria della Deriva dei continenti

17 Secondo Alfred Wegener i continenti si sono spostati nel corso del tempo Wegener nel 1912 propose le teoria della deriva dei continenti. In passato esisteva un unico supercontinente, che egli chiamò Pangéa circondato da un grande mare, la Pantalàssa. In seguito i continenti si sarebbero allontanati gli uni dagli altri, comportandosi come zattere.

18 Le prove palentologiche e paleoclimatiche della teoria di Weger Wegener raccolse prove a sostegno della sua ipotesi. Le prove paleontologiche mettevano in relazione tra loro alcuni fossili (felci e rettili) trovati in aree geografiche molto distanti tra loro.

19 Le prove palentologiche e paleoclimatiche della teoria di Weger Le prove geologiche mettevano in relazione le successioni litologiche che ricorrono sulle coste dell Africa meridionale e del Brasile. Le prove paleoclimatiche mettevano in relazione le zone del Brasile, dell India e dell Africa Occidentale dove affioravano rocce erose da ghiacciai nonostante il clima caldo di queste regioni. Non arrivò mai a dimostrare con certezza la sua teoria.

20 Gli studi dei fondali oceanici hanno rivelato la presenza di depressioni e rilievi sottomarini Numerosi rilevamenti dei fondali oceanici furono eseguiti con l utilizzo di ecoscandagli, che permisero di costruire un immagine del fondo marino, riproducendo con precisione vallate e montagne sottomarine.

21 Lo studio dei fondali e dei sedimenti fornisce altre informazioni sulla formazione dei continenti Nel 1968 la Glomar Challanger attraversò gli oceani trivellando il fondale marino per prelevare campioni cilindrici, chiamati carote. Dall analisi delle carote è emerso che più ci si allontana dalla dorsale più l età dei basalti aumenta e che aumenta anche lo spessore dei sedimenti che lo ricopre. Da ciò si deduce che i fondali oceanici si formano a partire dalle dorsali.

22 Lo studio del magnetismo delle rocce fornisce informazioni sull epoca della loro formazione Quando la lava o il magma solidificano, i minerali ferrosi in essi contenuti tendono ad orientarsi parallelamente al campo magnetico terrestre. Una volta che la roccia è solidificata, i minerali restano bloccati nella loro posizione. Studiando l orientamento delle particelle ferrose è possibile ricavare informazioni sul campo magnetico presente al momento della formazione delle rocce, cioè sul loro paleomagnetismo.

23 Sul nostro pianeta, i vulcani e i terremoti sono concentrati in zone particolari Spesso nelle regioni in cui avvengono i terremoti sono presenti anche vulcani attivi, come se fossero aree di instabilità.

24 La teoria della tettonica delle placche

25 La teoria della tettonica delle placche spiega gli attuali fenomeni geologici Le informazioni raccolte permisero di stabilire che frammenti di litosfera di grandi proporzioni, chiamate placche, si spostano. La teoria della tettonica delle placche sostiene che le rigide placche litosferiche poggiano sulla astenosfera e sono libere di muoversi e spostarsi in senso orizzontale. Le placche si possono muovere indipendentemente, possono avvicinarsi o allontanarsi.

26 I moti convettivi dell astenosfera sono il motore che fa muovere le placche litosferiche Nelle sostanze fluide il trasferimento di calore avviene per convenzione: la parte di fluido che si trova in basso tende a salire perché scaldandosi diminuisce di densità, e viceversa. Questo fenomeno si riscontra nelle dorsali oceaniche che rappresentano una lunghissima fascia di litosfera oceanica inarcata verso l alto, che si accresce per la fuoriuscita di lava da una spaccatura della crosta, chiamata rift.

27 I moti convettivi dell astenosfera sono il motore che fa muovere le placche litosferiche

28 I moti convettivi dell astenosfera sono il motore che fa muovere le placche litosferiche Due placche litosferiche si allontanano l una dall altra e i loro margini divergono (margini divergenti). Le fratture che si formano perpendicolarmente alla dorsale sono dette faglie trasformi.

29 Lungo i margini divergenti c è una risalita di magma e si forma una nuova litosfera I moti convettivi nel mantello spingono verso l alto la litosfera e, dalle spaccature, inizia ad uscire magma. Lo stiramento della litosfera provoca una grande depressione chiamata fossa tettonica o rift valley.

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31 L incontro delle placche e il fenomeno della subduzione Se una placca oceanica collide con una placca continentale, la litosfera oceanica si flette verso il basso, si immerge ed entra a far parte del mantello. Questo fenomeno prende il nome di subduzione. Le aree delle due placche interessate da questo fenomeno sono dette margini convergenti.

32 L incontro delle placche e il fenomeno della subduzione Nella zona di subduzione, il margine della placca oceanica che si piega verso il basso dà luogo ad un profondo solco che corrisponde ad una fossa oceanica. Quando la litosfera oceanica sprofonda sotto quella continentale, subisce un riscaldamento. Il magma formato tende a risalire e in superficie origina fenomeni vulcanici formando un arco vulcanico e catene montuose (orogenesi).

33 Tre tipi di convergenza tra placca oceanica e placca continentale tra due placche oceaniche tra due placche continentali

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35 Le prove a conferma della validità della teoria della tettonica delle placche sono le inversioni le inversioni di polarità magnetica

36 la distribuzione di vulcani e terremoti

37 l età dei fondi oceanici man mano che ci si allontana dalla dorsale

38 Le catene montuose si possono formare in seguito allo scontro di due placche continentali La collisione tra due placche continentali non porta alla formazione di una zona di subduzione, perché hanno la stessa densità e lo stesso spessore. Se le forze sono molto intense le due placche penetreranno l una nell altra e danno origine a catene montuose. Come l Himalaya, per esempio.

39 Le catene montuose si possono formare in seguito allo scontro di due placche continentali L orogenesi delle Alpi.

40 L orogenesi (nascita delle montagne)

41 I terremoti e il rischio sismico in Italia

42 I terremoti avvengono in genere lungo i margini delle placche La distribuzione dei terremoti, o sismi, non è omogenea sulla superficie terrestre. Alcune placche si muovono parallelamente ma in direzione opposta lungo i margini trascorrenti. A causa del forte attrito il movimento procede per scatti, se la forza supera l attrito si generano terremoti.

43 I terremoti avvengono in genere lungo i margini delle placche Il punto all interno della litosfera si chiama ipocentro; dall ipocentro partono le vibrazioni dette onde sismiche. Il punto in verticale che si trova sulla superficie terrestre che viene raggiunto per primo dalle onde sismiche viene detto epicentro.

44 Un terremoto dà origine a diverse onde sismiche Le onde longidutinali sono chiamate onde prime (onde P) e si propagano producendo compressioni e dilatazioni. Le onde trasversali dette anche onde secondarie (onde). Le particelle oscillano su e giù in direzione perpendicolare

45 Un terremoto dà origine a diverse onde sismiche Quando le vibrazioni prodotte dal terremoto raggiungono la superficie della Terra generano altri tipi di onde, le onde superficiali, che si propagano anche per migliaia di kilometri. Queste onde sono le più lente a propagarsi, ma provocando movimenti sussultori e ondulatori del terreno, sono le responsabili del crollo degli edifici.

46 Il sismografo è uno strumento in grado di registrare le onde sismiche Le onde sismiche partono dal punto di origine del terremoto, attraversano l interno della terra e sono captate da speciali strumenti chiamati sismografi. Il sismogramma è la traccia lasciata dal pennino sulla carta. Riproduce l andamento delle vibrazioni.

47 Per valutare la forza di un terremoto si possono utilizzare la scala Mercalli e la scala Richter L intensità di un terremoto corrisponde alla misura degli effetti che il terremoto ha prodotto sull uomo, sugli edifici e sull ambiente. La scala Mercalli si basa su questo principio ed è suddivisa in 12 gradi. Non fornisce indicazioni sull energia effettivamente sprigionata dal terremoto. La scala Mercalli è utile per valutare l intensità dei terremoti avvenuti nel passato (quando non era ancora misurabile l energia sprigionata)

48 Per valutare la forza di un terremoto si possono utilizzare la scala Mercalli e la scala Richter La scala Richter, detta scala della magnitudine, si basa sull energia sprigionata dal terremoto. Il valore della magnitudine si ottiene confrontando l ampiezza delle oscillazioni prodotte dal sisma in esame con l ampiezza delle oscillazioni prodotte da un terremoto campione.

49 A causa della posizione geografica, l Italia è una zona a elevato rischio sismico La penisola italiana è interessata da un intensa attività sismica concentrata in particolare lungo la catena alpina, appenninica e dell arco calabro, cioè in corrispondenza delle zone di interazione tra la placca africana e quella euroasiatica.

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51 La struttura e l attività dei vulcani

52 Un vulcano è una struttura geologica complessa, che si genera all'interno della crosta terrestre per la risalita, in seguito ad attività eruttiva, di massa rocciosa fusa (chiamata magma) formatasi al di sotto o all'interno della crosta terrestre. Comunemente con il termine vulcano ci si riferisce solo alla parte esterna e visibile dell'apparato vulcanico ossia proprio al rilievo, più o meno conico, formato dall'accumulo di tutti quei materiali liquidi, solidi o gassosi, che sono stati emessi dai crateri durante le varie fasi eruttive del vulcano stesso. La fuoriuscita di materiale è detta eruzione e i materiali eruttati sono lava, cenere, lapilli, gas, scorie varie e vapore acqueo.

53 La forma e l'altezza di un vulcano dipendono da vari fattori tra cui l'età del vulcano, il tipo di attività eruttiva, la tipologia di magma emesso e le caratteristiche della struttura vulcanica sottostante al rilievo vulcanico. Immagine dal satellite durante l'eruzione dell'etna nel Spettacolare eruzione del Mount St. Helens, Stato di Washington (18 maggio 1980).

54 Il magma è un sistema complesso di roccia fusa, comprensivo anche di acqua, altri fluidi e sostanze gassose in esso disciolte, e talvolta cristalli. Dal punto di vista geochimico il magma è distinto dalla lava, poiché possiede ancora la componente gassosa disciolta. Magmi primari, basici si formano per fusione parziale del mantello terrestre. La roccia madre che entra in fusione parziale è una roccia povera in silice. Questo magma è fluido e pertanto veloce nell'attraversare la crosta terrestre e da esso deriva la lava basica. L'elevata velocità di risalita di questi magmi impedisce il loro raffreddamento quindi la temperatura al momento dell'eruzione può aggirarsi anche attorno ai 1200 C. L eruzione è solitamente di tipo effusivo. Magmi secondari, acidi si formano in condizioni particolari di subduzione della crosta terrestre: porzioni di crosta vengono spinte in profondità e fondono. Il magma acido (ricco cioè in silice) risulta particolarmente viscoso e tende a solidificare all'interno della crosta terrestre formando un plutone. Raramente raggiunge la superficie terrestre e quando ciò accade, avviene in modo violento ed esplosivo.

55 Se la lava che si raffredda è molto fluida, alla sua superficie si forma una crosta di aspetto regolare, liscio e levigato:lava pahoehoe (in hawaiiano significa: «ci si può camminare sopra a piedi nudi») Se la lava è viscosa, la superficie della colata, più rigida, si frantuma in numerosi frammenti spigolosi e taglienti: lava aa (non si può camminare a piedi nudi)

56 Le Piroclastiti sono frammenti solidi o semisolidi, di composizione e dimensioni varie, eiettati dal vulcano nell atmosfera durante una fase di attività esplosiva. Derivano da materiali strappati alle rocce dell apparato vulcanico, oppure da lave solide che ostruiscono i condotti e vengono frantumate durante l esplosione In base alle dimensioni si classificano in: Ceneri Lapilli Bombe

57 I vulcani possono essere classificati in base al tipo di apparato vulcanico esterno o al tipo di attività eruttiva: entrambe queste caratteristiche sono strettamente legate alla composizione del magma (e quindi della lava che emettono). Un vulcano a scudo presenta fianchi con pendenza moderata, ed è costruito dall'eruzione di lava basaltica fluida. I maggiori vulcani del pianeta sono vulcani a scudo. Il nome viene dalla geometria degli stessi, che li fa assomigliare a scudi appoggiati al terreno. Un vulcano a cono è caratterizzato da lave acide. In questi casi il magma è molto viscoso e trova difficoltà nel risalire, solidificando velocemente una volta fuori. Quando alle emissioni laviche si alternano emissioni di piroclastiti, si parla di stratovulcani. Eruzioni di questo tipo possono essere molto violente (come quella del Vesuvio che seppellì Pompei ed Ercolano), poiché il magma tende ad ostruire il camino vulcanico creando un tappo che verrà distrutto da un esplosione.

58 Violente eruzioni possono causare lo svuotamento parziale della camera magmatica ed il collasso dell edificio vulcanico. Si forma in questi casi un ampia depressione: la caldera

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60 Vulcanismo secondario

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