🌍 STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA
La Terra è composta da quattro strati principali, distinti per composizione chimica e proprietà fisiche:
- Crosta
- Spessore: ~5 km (oceani) a ~70 km (continenti)
- Stato: Solido
- Materiale: Rocce silicatiche leggere
- Mantello
- Spessore: ~2.900 km
- Stato: Solido (ma plastico, in parte fluido nella parte superiore)
- Materiale: Rocce silicatiche dense (peridotiti)
- Nucleo esterno
- Spessore: ~2.200 km
- Stato: Liquido
- Materiale: Ferro e nichel fusi
- Nucleo interno
- Raggio: ~1.220 km
- Stato: Solido
- Materiale: Ferro e nichel solidi i quali permettono di identificare il campo magnetico terreste
🔴 COME SI E’ SCOPERTA LA NATURA DEL CENTRO DELLA TERRA?
Il ruolo del nucleo esterno liquido:
- Le onde P rallentano e si rifrangono quando entrano nel nucleo esterno perché passano da un solido (mantello) a un liquido (nucleo esterno).
- Le onde S vengono completamente bloccate, poiché non possono propagarsi in un liquido.
Conseguenze osservabili:
- Esiste una zona d’ombra sismica (tra ~104° e 140° dall’epicentro) dove non si rilevano onde S e le onde P arrivano solo debolmente, dopo essersi rifratte.
- Questo ha permesso di dedurre che il nucleo esterno è liquido, mentre il nucleo interno è solido, perché le onde P aumentano nuovamente di velocità attraversandolo.
Alfred Wegener (1912)
📖 Cos’è?
La teoria della deriva dei continenti fu proposta da Alfred Wegener nel 1912. Wegener sosteneva che i continenti odierni un tempo formavano un unico supercontinente, chiamato Pangea, che nel corso di milioni di anni si è frammentato e le sue parti si sono spostate lentamente sulla superficie terrestre.
🧪 Le prove scientifiche raccolte da Wegener:
- Forma dei continenti: Sud America e Africa combaciano come pezzi di un puzzle.
- Fossili identici: fossili di animali terrestri (es. Mesosaurus, Lystrosaurus) trovati su continenti separati da oceani.
- Strutture geologiche simili: catene montuose e strati rocciosi continui tra Africa e Sud America.
- Tracce glaciali: segni di antichi ghiacciai trovati in regioni calde, indicando che quelle terre erano un tempo più vicine ai poli.
🚫 Limiti della teoria:
Wegener non conosceva il meccanismo fisico che spostava i continenti. Quindi la teoria fu accolta con scetticismo fino agli anni ‘30-‘40, quando nuove scoperte la supportarono.
Chi è Marie Tharp?
Marie Tharp (1920-2006) era una geologa e cartografa statunitense che, insieme al collega Bruce Heezen, ha creato la prima mappa dettagliata del fondale oceanico. La sua ricerca ha mostrato in modo chiaro la presenza della Dorsale Medio-Atlantica, una lunga catena montuosa sottomarina.
Grazie al lavoro di Marie Tharp, si è potuto visualizzare con chiarezza la topografia del fondo oceanico, confermando l’idea che il fondo dell’oceano non è piatto ma presenta creste e fosse profonde. Questo è stato fondamentale per la conferma della teoria della tettonica a placche.
Perché è importante?
Prima del lavoro di Tharp, molti scienziati erano scettici sull’idea di dorsali sottomarine e sulla deriva dei continenti. Le sue mappe sono state decisive per cambiare questa visione e aprire la strada alla moderna geologia.
🌊 Contesto storico: sonar e esplorazione dei fondali oceanici
- Durante la Seconda Guerra Mondiale, la necessità di individuare sottomarini nemici portò a sviluppare tecnologie avanzate come il sonar (Sound Navigation And Ranging), che permetteva di “mappare” il fondo oceanico.
- Nella Guerra Fredda, queste tecnologie furono ulteriormente migliorate per scopi militari e scientifici.
- Questi strumenti permisero di raccogliere dati dettagliati sul rilievo dei fondali, rivelando che non erano piatti ma caratterizzati da grandi strutture come dorsali e fosse.
🔬 Scoperte principali
🔥 Origine del calore interno
Il calore che alimenta i moti convettivi proviene principalmente da due fonti:
- Decadimento radioattivo: Elementi come uranio, torio e potassio presenti nel mantello e nel nucleo terrestre rilasciano calore durante il loro decadimento radioattivo.
- Calore residuo: Il calore rimasto dalla formazione della Terra contribuisce anch’esso al bilancio termico interno.
🔄 Meccanismo dei moti convettivi
Nel mantello terrestre, il materiale roccioso, pur essendo solido, può comportarsi come un fluido molto viscoso nel corso di milioni di anni. Il materiale più caldo, essendo meno denso, tende a salire verso la superficie, mentre quello più freddo e denso sprofonda. Questo crea delle celle convettive, ovvero circuiti chiusi di movimento del materiale.
Un esempio visibile di questo processo sono le dorsali medio-oceaniche, dove il materiale caldo risale, causando la separazione delle placche e la formazione di nuova crosta oceanica. Al contrario, nelle zone di subduzione, la placca più densa sprofonda nel mantello, completando il ciclo convettivo. Se non ci fosse questo processo di subduzione la Terra dovrebbe aumentare il proprio volume, ma sappiamo bene che ciò non accade.
Dorsali oceaniche
- Lunghe catene montuose sottomarine, anche 2000-3000 metri sopra il fondale circostante.
- Si trovano in tutti gli oceani, la più famosa è la Dorsale Medio-Atlantica che attraversa l’Oceano Atlantico da nord a sud.
- Sono il luogo dove il magma risale dalla profondità e crea nuova crosta oceanica.
Fosse oceaniche
- Profondi abissi, situati ai margini degli oceani.
- Sono zone di subduzione, dove una placca tettonica scivola sotto un’altra e viene riassorbita nel mantello terrestre.
- Sono spesso associate a forti attività sismiche e vulcaniche.
Simmetria magnetica
- Nel fondale oceanico sono state osservate bande parallele alla dorsale che mostrano alternanze di polarità magnetica, speculari rispetto alla cresta.
- Queste bande sono la testimonianza che la crosta si forma lungo la dorsale e registra il campo magnetico terrestre del momento in cui si solidifica.
- Quando il campo magnetico terrestre si inverte (fenomeno noto come inversione geomagnetica), le bande cambiano polarità.
Distribuzione dei sedimenti
- I sedimenti sul fondale sono più sottili e giovani vicino alla dorsale, e diventano progressivamente più spessi e più vecchi man mano che ci si allontana.
- Questo conferma che la crosta si forma al centro (dorsale) e si sposta lateralmente.
🧬 Teoria dell’espansione dei fondali di Harry Hess (1962)
- Proposta da Harry Hess, un geologo e ufficiale della Marina americana.
- Hess spiegò che il magma proveniente dal mantello risale lungo le dorsali oceaniche, solidificandosi e formando nuova crosta.
- Questa nuova crosta spinge lateralmente la crosta esistente, causando l’allontanamento delle placche e quindi dei continenti (deriva dei continenti).
- Ai margini delle placche, la crosta vecchia viene riassorbita nelle fosse oceaniche tramite subduzione, mantenendo così un ciclo continuo della litosfera oceanica.
- Questa teoria fu una pietra miliare che, insieme alla scoperta della simmetria magnetica e alla tettonica a placche, rivoluzionò la geologia.
🌐 I margini delle placche tettoniche
Il modello attuale della tettonica a placche (anni ’60) unisce tutte le scoperte precedenti: la litosfera terrestre è suddivisa in grandi placche rigide che galleggiano e si muovono sopra l’astenosfera (mantello semifluido).
📍 Tipi di margini:
Margini divergenti (costruttivi)
- Le placche si allontanano.
- Il magma sale dal mantello, si raffredda e forma nuova crosta oceanica.
- Formano dorsali oceaniche e a volte rift continentali.
📍 Esempi:
- Dorsale medio-atlantica (tra America ed Eurasia/Africa)
- Rift africano orientale → futuro oceano
🧨 Fenomeni: eruzioni vulcaniche sottomarine, terremoti moderati, espansione del fondale
Margini convergenti (distruttivi)
- Le placche si scontrano:
- Oceano-oceano: una placca scende → arcipelaghi vulcanici (Giappone)
- Oceano-continente: l’oceano scivola sotto → catene montuose vulcaniche (Ande)
- Continente-continente: si sollevano montagne (Himalaya)
📍 Esempi:
- Fossa delle Marianne
- Cordigliera delle Ande
- Catena dell’Himalaya e del K2
🧨 Fenomeni: terremoti forti, vulcani esplosivi, tsunami, subduzione
Margini trasformanti (conservativi)
- Le placche scorrono orizzontalmente l’una rispetto all’altra.
- Nessuna nuova crosta formata o distrutta.
📍 Esempi:
- Faglia di San Andreas (California)
- Faglia nord-anatolica (Turchia)
🧨 Fenomeni: terremoti forti e superficiali, nessun vulcano
