Formazione della terra

Materie:Appunti
Categoria:Scienze Della Terra

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Testo

• Le rocce più antiche della Terra hanno 3,8 - 4,2 miliardi di anni e sono state ritrovate in diverse zone, quali la Groenlandia, il Labrador, lo Zimbabwe e il Minnesota.
• L’età del sistema solare è di 4,560 milioni di anni.
• La Terra si formò dall’aggregazione di materiali metallici e rocciosi che ruotavano intorno al Sole in via di formazione. I frammenti si aggregarono a formare corpi rocciosi maggiori, i planetesimali. L’agglomerato di materiali che costituiva la Terra nel corso del suo processo di formazione si accresceva per i continui urti con altri frammenti e aumentava la temperatura a seguito (vedi sotto).
• Quando la Terra si formò attraverso l’accrezione si è progressivamente riscaldata. Vari meccanismi sono responsabili del calore originario o primordiale della Terra
o ENERGIA DA IMPATTI: Conversione dell’energia cinetica in energia termica a causa dell’impatto dei planetesimali sulla superficie terrestre.
o ENERGIA SPRIGIONATA DURANTE LA FORMAZIONE DEL NUCLEO: Conversione dell’energia gravitazionale in energia termica. Infatti quando ha avuto origine il nucleo terrestre grandi gocce di ferro fuso sono sprofondate e il conseguente spostamento dei silicati più leggeri verso il mantello e la crosta. Tutto ciò avrebbe liberato una grande quantità di energia gravitazionale che, tramite attrito e resistenza viscosa, si trasformò in calore.
o RISCALDAMENTO ADIABATICO. Il progressivo aumento della massa della Terra primordiale, derivante dalla continua pioggia di bolidi di varia grandezza, aumentò sempre più la pressione sulla parte interna del pianeta, causando quindi il suo aumento di temperatura. E, data la scarsa conduttività delle rocce, la dispersione verso l’esterno di tale calore era quanto mai difficile.
o RADIOATTIVITÀ DI ISOTOPI A VITA BREVE che si formano durante eventi quali la formazione di una supernova, ma decadono rapidamente. Le particelle atomiche emesse da tali elementi venivano assorbite dai materiali circostanti e la loro energia cinetica trasformata in calore.
• Dopo la prima fase di riscaldamento primordiale della Terra, entrarono in azione i processi radioattivi degli isotopi a lunga vita.
• Le stime danno temperature attorno ai 3,700° C per il limite nucleo-mantello e attorno ai 5000°C per il centro della Terra.
• Esistono due differenti “motori termici”:
o Il calore solare che fa muovere l’atmosfera e l’idrosfera
o Il calore interno che fa muovere i continenti e deforma la crosta terrestre
• Circa il 90% della Terra è costituito da quattro elementi: ferro, ossigeno, silicio e magnesio. Ma poiché il ferro si condensò al centro per differenzazione gravitativa, nella crosta questo elemento risulta piuttosto carente. Al contrario silicio, alluminio, calcio, potassio e sodio si spostarono verso l’esterno, aumentando considerevolmente la loro concentrazione nella crosta.
• Il nostro satellite è nato da un impatto gigantesco: la Terra è stata colpita da un corpo la cui parte esterna fu sbalzata nello spazio e cominciò a orbitare attorno alla Terra, diventando la Luna, mentre il nucleo si conficcava nel corpo terrestre.
• Le superfici di discontinuità separano zone con proprietà fisiche e chimiche differenti. Infatti le differenti velocità con cui le onde primarie e secondarie attraversano le rocce riflettono variazioni di pressione, temperatura, composizione e grado di fusione parziali esistenti all’interno della Terra. Le discontinuità rivelano perciò la presenza di vari gusci concentrici che agiscono come lenti che riflettono e rinfrangono le onde mettendo chiaramente in luce la struttura stratificata dell’interno terrestre.
• Dopo un periodo stimato tra 300 milioni e un miliardo di anni dalla agglomerazione iniziale della Terra sarebbe stata raggiunta la temperatura di fusione del ferro, a una profondità di 400-800km. Durante la differenzazione il ferro sprofondò verso il centro e i materiali più leggeri migrarono verso l’esterno e la Terrà diventò un pianeta zonato:
o Crosta: 0-40 km
o Mantello: 40 – 2890 km
o Nucleo esterno di ferro fuso: 2890 – 5150 km
o Nucleo interno di ferro solido: 5150 – 6370 km
• TEORIA DELLA TETTONICA DELLE PLACCHE: giustifica l’esistenza dei grandi fenomeni geologici che fanno della Terra un pianeta dinamico, in continua evoluzione. Secondo questa teoria, l’involucro roccioso esterno della Terra, la litosfera, è fratturato in placche che galleggiano su uno strato parzialmente fuso sottostante (astenosfera), mosse da lenti moti convettivi generati dal grande calore interno immagazzinato nel nucleo. Nuova litosfera viene continuamente prodotta (per compensazione isostatica) in corrispondenza delle dorsali medio-oceaniche, mentre altra viene riassorbita in corrispondenza delle zone di subduzione. Il volume globale della Terra rimane costante. La teoria della tettonica delle placche sostiene che:
o I continenti si spostano lateralmente
o I bacini oceanici si sono formati per allontanamento dei blocchi continentali
o Quando due massi continentali collidono, si originano delle catene montuose.
• Materiale caldo del mantello sale e dà origine alla placche, che divergono e si allontanano. Dove le placche convergono, una placca, raffreddatasi, viene trascinata al di sotto della placca adiacente, sprofonda, si riscalda e sale di nuovo.
• La litosfera, che si forma calda e plastica in corrispondenza delle dorsali oceaniche, ridiscende poi, fredda e pesante, nelle zone di subduzione.
• L’interno della Terra è rimescolato da lenti movimenti di materiale, detti correnti convettive, che servono a disperdere l’elevatissimo calore presente all’interno del pianeta.
• I due criteri di suddivisione dell’interno della Terra:
o In base a criteri chimico-mineralogici:
• Crosta: involucro più esterno delimitata alla base dalla discontinuità Moho. Ha spessore variabile da 3km in corrispondenza di certe dorsali oceaniche a 90km sotto le grandi catene montuose.
• Mantello superiore: si estenda dalla Moho fino a 400km di profondità
• Zona di transizione: separa il mantello superiore da quello inferiore. Si estende da 400 a 670km di profondità.
• Mantello inferiore: si estende da 670km fino alla discontinuità di Gutenberg alla profondità di 2,900km.
• Nucleo esterno: si estende da 2,900 a 5,200 km di profondità. È allo stato liquido. Infatti all’interfaccia nucleo-mantello la velocità delle onde P decresce mentre le onde S non riescono a passare.
• Nucleo interno: si estende da 5,400km al centro della Terra. È solido. Infatti la velocità delle onde P aumenta e le onde S vengono di nuovo trasmesse.
o In base allo stato fisico dei minerali:
• Litosfera: è suddivisa in vaste piastre o placche che slittano sulla sottostante astenosfera.
• Astenosfera: rappresenta quella parte del mantello in cui le rocce si trovano più vicine al punto di fusione. Ha uno spessore di 60-70km sotto gli oceani e di 110-150km sotto i continenti. Il limite litosfera-astenosfera non è notte.
• Mesosfera: si trova a 670km.
• Nucleo esterno
• Nucleo interno
• IL NUCLEO: Il nucleo nella sua parte più interna (raggio: 1,170km) è solido, anche se vicino al punto di fusione, e ha temperature elevate (5000°C) mentre nella sua parte più esterna è liquido ed è probabilmente interessato da moti convettivi, legati all’esistenza del campo magnetico terrestre. Il limite tra nucleo esterno e interno si trova a 5,200km di profondità ed è assai netto e definito dalla discontinuità di Lehmann. È formato principalmente da leghe di ferro e nichel inoltre dal elementi più leggeri quali l’ossigeno e lo zolfo.
o La zona d’ombra delle onde P, localizzata sempre alla stessa distanza angolare dall’epicentro (tra 103° e 143°) dimostra l’esistenza, alla profondità di 2,900km, di una superficie di discontinuità sferica, che causa la rifrazione delle onde P. Tale superficie separa il nucleo dal mantello:
o La zona d’ombra delle onde S: le onde S non si registrano mai nella zona compresa tra 103° e 180° di distanza angolare dall’epicentro. Per questo motivo si ritiene che la parte esterna del nucleo si trovi allo stato liquido.
• IL MANTELLO: si estende dalla Moho fino al limite con il nucleo che si trova a 2,900km di profondità. Dal punto di vista chimico è piuttosto omogeneo e costituito in prevalenza da silicati. Ha una struttura che varia con la profondità, così da definire una zona di transizione tra mantello superiore e mantello inferiore.
• LA CROSTA: sta sopra alla Moho. (discontinuità netta, che si realizza in uno spessore di circa 100m sotto le aree oceaniche fino a un massimo di 1km in corrispondenza di certe regione tettonicamente attive. La temperatura è stimata attorno ai 500-700°C sotto i continenti e ai 150-200°C sotto gli oceani.). Esistono due tipi di crosta:
o CROSTA CONTINENTALE:
• Difficilmente distinguibile in due parti mal definite a causa della complessa storia geologica dei blocchi continentali.
• Spessore variabile da 30 a 80-90km
• Costituisce il 79% in volume di tutta la crosta
• Densita bassa: 2,67 g/cm3
• Composizione felsica: prevalentemente granitica
• Età elevata: fino a 4miliardi di anni
o CROSTA OCEANICA:
• Chiaramente suddivisibile in tre strati
• Spessore abbastanza costante di 7-8km
• Densità elevata: 3g/cm3
• Composizione mafica: prevalentemente basaltica
• Età ridotta: mai più vecchia di 170-180 milione di anni
• La forza di gravità è la forza di attrazione che si esercita tra i corpi e il cui valore è direttamente proporzionale al prodotto delle masse dei corpi e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i loro baricentri. Questa relazione è espressa dalla legge della gravitazione universale di Newton.
o Fg = m1.m2 / d2
• Se la Terra fosse perfettamente sferica e non ruotasse, l’attrazione gravitazionale esercitata dal pianeta sarebbe la stessa in ogni punto della sua superficie. Invece non è così perché la Terra ruota su se stessa e perché non è sferica ma schiacciata ai poli. La forza centrifuga è massima all’equatore, dove è massima la velocità lineare della rotazione terrestre, e nulla ai poli. Mano a mano che ci si allontana dall’equatore la forza centrifuga, che è perpendicolare all’asse di rotazione, diminuisce sia perché diminuisce la velocità lineare sia perché acquista direzione sempre più discosta da quella del raggio terrestre e quindi solo la sua componente nella direzione del raggio, che è decrescente verso i poli, agisce in verso opposto alla gravità.

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