LA COMPOSIZIONE DELLA TERRA

LA COMPOSIZIONE DELLA TERRA

L ORIGINE DELLA TERRA La struttura e composizione della Terra sono il risultato di continue modificazioni avvenute nel corso del lunghissimo tempo che è passato dalla sua origine fino ad oggi, dovute a diverse forze sia interne che esterne GEOLOGIA La scienza che studia l origine della Terra, la sua struttura, la sua composizione e i fenomeni che in essa e su di essa avvengono

L ORIGINE DELLA TERRA I geologi fanno risalire l origine della Terra a 4,6 miliardi di anni fa La Terra è un pianeta e come tutti i pianeti si è formata dall aggregazione di materiali provenienti da una nube cosmica, con la forma di disco appiattito, formata da gas e polveri. Questi ammassi primitivi avrebbero poi attratto migliaia di altri piccoli corpi ingrandendosi sempre di più

L ORIGINE DELLA TERRA All inizio il pianeta Terra era una massa fluida e caldissima che iniziò a raffreddarsi gradualmente. Così la sua parte più esterna fu la prima a solidificarsi. Gli elementi più pesanti discesero, per gravità, verso il basso mentre quelli più leggeri, si disposero sugli strati più esterni. Questo generò la struttura a strati mantenendo una massa fusa all interno della Terra.

STRATI DELLA TERRA

STRATI DELLA TERRA

STRATI DELLA TERRA Si chiama discontinuità di Mohorovicic( o Moho) il passaggio tra la crosta terrestre e il mantello dal nome del geologo e sismologo iugoslavo Andrija Mohorovicic (1857-1936) Si chiama discontinuità di Gutenberg il passaggio dal mantello al nucleo dal nome del geologo e sismologo statunitense Beno Gutenberg (1889-1960)

I MATERIALI CHE COMPONGONO LA TERRA: MINERALI E ROCCE

La forza gravitazionale esercitata dalla Terra trattenne alcuni gas e permise la formazione di una primordiale atmosfera. L ORIGINE DELLA TERRA

L ORIGINE DELLA TERRA Questa primordiale atmosfera era composta da abbondanti gas nocivi come l ammoniaca(nh 3 ) e il metano (CH 4 ) ma anche da vapore acqueo (H 2 O gas ) NO 2 NO

L ORIGINE DELLA TERRA L abbassamento di temperatura dovuto al raffreddamento graduale della Terra fece condensare il vapore acqueo atmosferico producendo le piogge, che originarono i primi oceani Lo sviluppo delle prime forme di vita «fotosintetiche» avvenuto 3,5 miliardi di anni fa in questi primitivi oceani arricchì l atmosfera di ossigeno (O 2 )

ORGANISMI FOTOSINTETICI PRIMORDIALI ALGHE E BATTERI PRIMORDIALI ALGHE VERDI CIANOBATTERI

I MATERIALI CHE COMPONGONO LA TERRA I materiali che compongono la Terra derivano da pochi elementi chimici: Ossigeno (O 2 ) Silicio (Si) Alluminio (Al) Ferro (Fe) Calcio (Ca) Sodio (Na) Nella LITOSFERA (CROSTA TERRESTRE) gli elementi più comuni sono il silicio e l ossigeno

I MATERIALI CHE COMPONGONO LA TERRA ELEMENTI NATIVI elementi chimici allo stato puro, presenti raramente sulla crosta terrestre o litosfera MINERALI E ROCCE combinazione di composti formati da elementi chimici nativi, presenti sulla litosfera

I MINERALI sono sostanze naturali, solide e omogenee sono il risultato di processi naturali possono essere studiati e classificati tramite alcune proprietà fisiche caratteristiche

I MINERALI: Una sostanza solida naturale, generalmente cristallina, formata da un elemento o dalla combinazione di più elementi I minerali sono costituiti da elementi chimici che legandosi tra di loro occupano posizioni precise, formando piccoli solidi chiamati tetraedri La disposizione dei tetraedri in strutture ordinate Il minerale più comune sulla Terra è il QUARZO prende il nome di RETICOLO CRISTALLINO

LE CARATTERISTICHE DEI MINERALI LA DUREZZA indica la resistenza che oppone quando viene scalfito dipende dalla forza dei legami reticolari e si misura con la scala di Mohs SCALA DI MOHS ogni minerale della scala scalfisce il minerale che lo precede e viene scalfito dal minerale che lo segue Minerali teneri Si scalfiscono con l unghia Minerali semiduri Si scalfiscono con una punta d acciaio Minerali duri E non si possono scalfire Il diamante si scalfisce solo con una punta di diamante

LE CARATTERISTICHE DEI MINERALI LA LUCENTEZZA indica come un minerale riflette la luce Metallica simile a quella di un metallo Adamantina se ricorda quella del diamante Vitrea se è simile a quella del vetro Perlacea se ricorda i riflessi della madreperla Terrosa se un minerale non manifesta nessuna lucentezza Perlacea Gesso Metallica Adamantina Vitrea Vitrea Terrosa Rutilo Diamante Actinolite Quarzo ialino Limonite

COME SI FORMANO I MINERALI? SUBLIMAZIONE passaggio diretto dallo stato gassoso a quello solido di gas e vapori emessi in zone vulcaniche (zolfo) Etna dipinto di giallo zolfo

COME SI FORMANO I MINERALI? SOLIDIFICAZIONE passaggio del magma dallo stato liquido a quello solido (quarzo; silicati)

COME SI FORMANO I MINERALI? PRECIPITAZIONE deposito do sali contenuti nelle acque marine o lacustri, evaporando l acqua le concentrazioni di sali aumentano e precipitano su fondo dove si depositano dando origine per esempio al gesso Cava di gesso Parco Naturale Vena del Gesso (Emilia Romagna) Affioramento di gessoso Monte Gesso

LE ROCCE ROCCE: sono masse eterogenee e possono essere semplici o composte SEMPLICI: hanno la stessa composizione chimica (esempio il marmo di Carrara) COMPOSTE: sono formate da minerali diversi, (esempio graniti, porfidi, arenarie) Granito Porfido

LA CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE Le rocce sono classificate in 3 gruppi in base al processo di formazione: ROCCE IGNEE O MAGMATICHE derivano dal raffreddamento e dalla solidificazione di masse di magma ROCCE SEDIMENTARIE si sono formate in seguito al deposito e accumulo di materiali in decomposizione ROCCE METAMORFICHE derivano dalla trasformazione (metamorfismo) delle rocce ignee o sedimentarie

ROCCE IGNEE O MAGMATICHE Possono essere: ROCCE IGNEE EFFUSIVE se si sono formate da magma che si è solidificato all esterno della crosta terrestre ROCCE IGNEE INTRUSIVE se si sono formate da magma che si è solidificato all interno della crosta terrestre

ROCCE SEDIMENTARIE Si formano per accumulo e cementazione di sedimenti ROCCE SEDIMENTARIE CLASTICHE ROCCE SEDIMENTARIE CHIMICHE ROCCE SEDIMENTARIE ORGANOGENE Sedimenti derivati dallo smantellamento di altre rocce Sedimenti derivati dallo smantellamento di altre rocce Sedimenti derivati dal deposito di resti di organismi

ROCCE METAMORFICHE Derivano da rocce ignee o sedimentarie o da altre rocce metamorfiche che, in un processo molto lungo hanno subito un processo di metamorfismo

ROCCE METAMORFICHE: Il metamorfismo Il processo di metamorfismo consiste nella trasformazione della struttura e a volte della composizione, di una roccia per le forti pressioni e delle elevate temperature che si sviluppano nella crosta terrestre. metamorfismo Argilla Ardesia metamorfismo Granito Gnaisse

IL MODELLAMENTO DELLA CROSTA TERRESTRE Le modificazioni che coinvolgono le rocce coinvolgono tutto il paesaggio. La superficie terrestre viene continuamente modellata, a questo contribuiscono due tipi di forze: LE FORZE ENDOGENE forze che si originano all interno della Terra: terremoti, fenomeni vulcanici, altri movimenti della crosta terrestre, agiscono molto velocemente e in modo discontinuo LE FORZE ESOGENE forze che si originano all esterno della Terra: sono dovute all azione dell acqua (corrente dei fiumi e moto ondoso), dagli agenti atmosferici ( precipitazioni, vento, sbalzi di temperatura) dei ghiacciai e degli organismi viventi. agiscono in tempi lunghissimi e in modo continuo attraverso 3 meccanismi: erosione, trasporto, deposizione

L erosione

IL CICLO DELLE ROCCE Le forze endogene ed esogene sono insieme responsabili di una serie di cambiamenti delle rocce, che in tempi lunghissimi formano un ciclo continuo: CICLO DELLE ROCCE o CICLO LITOGENETICO

IL CICLO DELLE ROCCE

I FENOMENI ENDOGENI

I FENOMENI ENDOGENI Le grandi forze che si originano all interno della Terra e che la modificano continuamente, sulla superficie terrestre sono visibili come terremoti e eruzioni vulcaniche.

I VULCANI E LA LORO STRUTTURA Dall esterno un vulcano si presenta come un rilievo montuoso detto CONO ( o edificio) VULCANICO, che si forma a seguito dell accumulo e solidificazione dei materiali precedentemente fuoriusciti

I VULCANI I vulcani si dividono in: Attivi: le eruzioni sono frequenti o continue Quiescenti: il vulcano mostra segni di attività (emissione di gas) ma non erutta da un certo periodo di tempo Spenti: la camera magmatica si è svuotata. La parte più alta del vulcano crolla e si crea una conca (caldera) all interno della quale, a volte, si forma un lago. Nella figura si può osservare un vulcano che si è formato per lo scontro di due placche. Anche due placche che si allontanano possono dare origine ad eruzioni vulcaniche come avviene lungo la dorsale medio-atlantica.

STRUTTURA DI UN VULCANO I vulcani sono fratture della crosta terrestre, da cui esce in modo discontinuo il magma, Una massa di materiale fusi e incandescente presente all interno e al di sotto della crosta terrestre STRUTTURA DI UN VULCANO

STRUTTURA DI UN VULCANO La camera magmatica è un serbatoio che si trova sotto la crosta terrestre e in cui si raccoglie temporaneamente il magma prima di fuoriuscire Il magma è un materiale denso e viscoso, formatosi in seguito alla fusione di rocce, contenente anche gas e vapore acqueo. La sua temperatura è molto elevata ( 1000-1200 C). Quando il magma fuoriesce dai crateri la sua temperatura diminuisce e i gas si disperdono nell atmosfera: il magma diventa lava

LA LAVA La lava contiene diversi minerali tra cui la SILICE ( SiO 2 ). In base al contenuto in silice, le lave possono essere: FLUIDE con un minor contenuto in Silice, sono caratterizzate dalla proprietà di scorrere più velocemente e più a lungo sulle pendici del vulcano VISCOSE sono ricche in Silice, meno mobili e più lente LAVA FLUIDA LAVA VISCOSA

CENERI, GAS, LAPILLI, E BOMBE

LE ERUZIONI VULCANICHE All interno e sotto la crosta terrestre il magma è sottoposto a forti pressioni che in molti casi lo spingono fino in superficie. Si chiama ERUZIONE quando il magma fuoriesce dal cratere del vulcano. Si possono riconoscere alcuni segnali premonitori, che precedono un eruzione: Piccole scosse e sollevamenti del suolo Boati Anomalo riscaldamento delle acque nelle sorgenti In base al tipo di eruzione e dei materiali emessi, si formano coni vulcanici di forma e struttura diversi

LE ERUZIONI VULCANICHE ERUZIONE EFFUSIVA se il magma è fluido e fuoriesce dal cratere senza incontrare ostacoli Eruzione dei vulcani isole Hawaii ERUZIONE ESPLOSIVA se il magma è molto denso ed è pieno di gas e fa più fatica ad uscire. In questo tipo di eruzione vengono lanciati in aria lava e altri materiali solidi Eruzione vulcano isola di Stromboli

I DIVERSI TIPI DI VULCANO VULCANI A SCUDO sono i vulcani tipici delle isole Hawaii, sono vulcani con fianchi poco inclinati lava molto fluida, eruzione di tipo effusiva Vulcano a scudo Etna

I DIVERSI TIPI DI VULCANO CONI DI CENERE si formano se le eruzioni sono di tipo esplosivo ed emettono soprattutto materiali solidi, quali ceneri e lapilli Vulcano Paricutìn Messico

I DIVERSI TIPI DI VULCANO STRATOVULCANI alternano eruzioni esplosive a eruzioni effusive. Sono esempi Stromboli, Etna e il Vesuvio Etna Stromboli

I DIVERSI TIPI DI VULCANO Vulcani lineari la fuoriuscita di lava non avviene da un singolo cratere ma da una spaccatura lineare nella crosta terrestre, sono vulcani anche detti di «tipo islandese» in quanto diffusi in Islanda. La lava che fuoriesce da un vulcano lineare si espande lateralmente alla fessura creando una struttura quasi totalmente piana detta plateau basaltico (altopiano di Deccan in India)

IL VULCANISMO SECONDARIO I fenomeni vulcanici non si esauriscono con la fine delle eruzioni, ma continuano con l emissione di acqua e gas caldi e vapore acqueo. Questi fenomeni prendono il nome di vulcanismo secondario e si manifestano in regioni in cui sono presenti vulcani quiescenti o spenti. In questi vulcani la temperatura della camera magmatica è diminuita e la pressione dei gas è insufficiente per provocare l emissione di lava, ma è abbastanza elevata da consentire la formazione e l emissione di vapori d acqua e di gas caldi. Fenomeni di vulcanismo secondario FUMAROLE SOFFIONI MOFETE SOLFATARE GEYSER ACQUE TERMALI

IL VULCANISMO SECONDARIO FUMAROLE Piccole fessure del suolo da cui viene emesso vapore acqueo (100 C): A contatto con l aria il vapore si raffredda e condensa formando dei «fumi» da qui il nome Parco delle fumarole a Sasso Pisano (Toscana)

IL VULCANISMO SECONDARIO SOFFIONI Fessure del suolo da cui fuoriesce vapore acqueo a forti pressioni e a temperature di 120-200 C. I soffioni boraciferi di Lardarello contengono acido borico nella loro composizione gassosa Soffioni boraciferi zona di Lardarello in Toscana

IL VULCANISMO SECONDARIO MOFETE Emissioni di anidride carbonica, gas più pesante dell aria e perciò ristagna nello strato d aria a diretto contatto con il suolo, rendendo difficile la respirazione Mofete denominate «diamante» del comune di Oliveto Citra In provincia di Salerno Vegetazione morta intorno ad una mofeta

IL VULCANISMO SECONDARIO SOLFATARE Emissioni di gas contenenti zolfo (anidride solforosa o idrogeno solforato). Intorno alle solfatare le rocce appaiono coperte da uno strato di colore giallo per la presenza di zolfo. Solfatare delle isole Eolie

IL VULCANISMO SECONDARIO GEYSER Spettacolari getti d acqua bollente e vapore acqueo che vengono emessi ad intervalli regolari. Perché si formi un geyser è necessaria la presenza di una cavità piena d acqua nella crosta terrestre e di un condotto, a contatto con le rocce incandescenti, l acqua si riscalda, entra in ebollizione e insieme al vapore acqueo vinee espulsa sotto forma di getto; l acqua poi ricade nel condotto del geyser e il ciclo si ripete. Fenomeno frequente in Islanda, parco dello Yellowstone e in Nuova Zelanda.

IL VULCANISMO SECONDARIO ACQUE TERMALI Acque calde che risalgono in superficie dal sottosuolo; Possono derivare dal vapore acqueo proveniente dal magma e condensatosi, oppure dal riscaldamento delle acque sotterranee per contatto con rocce calde. Acque termali di Saturnia, Toscana

I vulcani nel mondo

L isola di Surtsey

I TERREMOTI Il terremoto o sisma è una rapida e improvvisa vibrazione della crosta terrestre, causata da deformazioni e rotture che si verificano nelle rocce

I TERREMOTI Le rocce della crosta terrestre hanno un comportamento rigido. Esse sono sottoposte a forze intense dovute ai movimenti che si verificano nella crosta e nel mantello della Terra. Questi movimenti si sviluppano per lungo tempo in una stessa direzione; nelle rocce quindi si accumulano delle tensioni che provocano deformazioni e fratture. Quando l energia che si è accumulata per lungo tempo si libera improvvisamente, provoca rapidi scuotimenti della superficie terrestre, i terremoti Si chiamano faglie le fratture che si creano nelle rocce a seguito del terremoto.

Le faglie

I TERREMOTI Il punto da cui origina il terremoto si chiama ipocentro. La proiezione ortogonale dell ipocentro sulla superficie terrestre prende il nome di epicentro.

GLI TSUNAMI Se l epicentro è localizzato in mare, si ha un maremoto che provoca onde (tsunami) che possono arrivare fino a 30 m (Sud Est asiatico 26/12/2004)

I TERREMOTI Le onde che partono dall ipocentro sono di due tipi: onde primarie (P - longitudinali) e onde secondarie(s - trasversali). Quando queste onde arrivano alla superficie, si combinano formando le onde superficiali che hanno un movimento di oscillazione orizzontale (onde L) oppure sussultorio (onde R)

PROPAGAZIONE ONDE P

PROPAGAZIONE ONDE S

PROPAGAZIONE ONDE DI RAYLEIGH

PROPAGAZIONE ONDE DI LOVE

ANIMAZIONE DEL TERREMOTO DEL 26 OTTOBRE 2016

ANIMAZIONE DEL TERREMOTO DEL 26 OTTOBRE 2016

STRUMENTAZIONE PER IL MONITORAGGIO E REGISTRAZIONE DELL ATTIVITA SISMICA

«MISURARE» E «CLASSIFICARE» I TERREMOTI Per valutare l intensità di un terremoto si utilizzano la scala Mercalli (in figura) che descrive gli effetti di un terremoto sulle costruzioni umane e la scala Richter che misura la magnitudo ossia la forza del terremoto. Quindi, due terremoti della stessa intensità misurati con la scala Mercalli, possono essere di grado diverso a seconda del luogo in cui avvengono

I terremoti nel mondo