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F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 1 I fenomeni geologici che si verificarono.

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1 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore I fenomeni geologici che si verificarono nel passato sono gli stessi che si stanno verificando ancora oggi con le medesime modalità, velocità e intensità. Immagine del 1871 Immagine del 1968 I tempi in cui si svolgono i processi geologici sono enormemente lunghi. Il principio dellattualismo

2 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Durante la storia della Terra si sono verificati anche eventi catastrofici occasionali. Sono fenomeni rapidi, violenti ed eccezionali come: grandi eruzioni vulcaniche, devastanti terremoti, enormi frane, collisioni di meteoriti e asteroidi. St. Helen - WashingtonMeteor Crater - Arizona Velocità dei processi geologici ed eventi catastrofici

3 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Composizione chimica della Terra solida Circa il 90% della dellintera Terra è costituito da 4 elementi, 2 di questi formano il 70% della crosta.

4 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore I materiali che costituiscono la Terra solida sono: minerali: solidi cristallini inorganici caratterizzati da una composizione chimica ben definita. rocce: aggregati di minerali. I minerali

5 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Le particelle che costituiscono un minerale hanno la disposizione spaziale ordinata tipica dei cristalli. Salgemma (cubi)Diamante (ottaedri)Berillo (prismi esagonali) I cristalli si presentano in forme regolari, prismatiche, caratteristiche per ogni minerale. I minerali

6 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore La più piccola unità che forma la struttura cristallina ordinata di un minerale è detta cella elementare. La disposizione spaziale delle celle elementari determina la forma del solido, definita abito cristallino. I minerali

7 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Ogni minerale è identificato da una formula chimica, cioè dal tipo e dal numero di atomi presenti nella sua più semplice unità strutturale. I minerali

8 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Tra gli elementi principali che formano i minerali, lossigeno tende a formare anioni, mentre silicio, alluminio, calcio, sodio, potassio, ferro e magnesio tendono a formare cationi. I minerali Dimensioni relative e cariche dei 10 ioni più comuni nella composizione dei minerali.

9 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Gran parte delle strutture cristalline può essere descritta come il risultato dellimpacchettamento di grandi anioni con cationi che, essendo di dimensioni più ridotte, occupano gli spazi liberi tra i cationi. I minerali I minerali sono neutri. Il numero di anioni e cationi è tale da bilanciare le cariche negative e positive.

10 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Ogni minerale è caratterizzato da specifiche proprietà fisiche: colore; lucentezza; peso specifico; sfaldatura; durezza; temperatura di fusione. Proprietà dei minerali

11 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Il colore di un minerale dipende dalla composizione chimica, cioè dalla presenza di determinati ioni. Proprietà dei minerali Ematite Colore nero Polvere rossa I minerali colorati contengono ferro, cromo, cobalto, manganese, nichel, titanio, rame.

12 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore La lucentezza dipende dal comportamento della superficie del minerale rispetto alla luce. Proprietà dei minerali Pirite Lucentezza metallica La lucentezza può essere metallica, nei minerali opachi, non-metallica, nei minerali più o meno trasparenti. Smeraldo Lucentezza non-metallica

13 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Il peso specifico è il rapporto tra il peso del minerale e quello di un ugual volume di acqua distillata a 4 °C. Proprietà dei minerali Zolfo (2.0)Oro (19,3) Poiché peso specifico e densità sono direttamente proporzionali, i minerali più densi sono anche i più pesanti.

14 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore La sfaldatura è la proprietà dei minerali di rompersi lungo piani preferenziali. Proprietà dei minerali Questi piani corrispondono a superfici in cui i legami chimici sono meno forti. Mica

15 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore La durezza di un minerale è la misura della sua resistenza ad essere scalfito o abraso. Proprietà dei minerali Si determina per comparazione con una scala standard detta scala di Mohs. 1Talco 2Gesso 3Calcite 4Fluorite 5Apatite 6Ortoclasio 7Quarzo 8Topazio 9Corindone 10Diamante

16 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore La temperatura di fusione è la temperatura alla quale larchitettura della struttura cristallina viene demolita. Proprietà dei minerali Alla temperatura di fusione, tipica per ogni minerale, si verifica il passaggio allo stato liquido. Antimonite (525 °C)Quarzo (1710 °C)

17 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Si ha polimorfismo quando due minerali con la stessa composizione chimica hanno struttura cristallina diversa. Proprietà dei minerali

18 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore In basse alla loro composizione chimica i minerali si classificano in classi. Le più importanti sono: elementi nativi; solfuri; solfati e aloidi; ossidi e ossidi idrati; carbonati; silicati. Classificazione dei minerali

19 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Classificazione dei minerali

20 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Sono le rocce, non i minerali, che ci forniscono una visione dinsieme per una descrizione significativa della crosta terrestre. Le rocce e la loro formazione

21 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Le rocce si classificano in base al processo che ne ha determinato la formazione. I processi di formazione delle rocce sono: il processo magmatico; il processo sedimentario; il processo metamorfico. Le rocce e la loro formazione

22 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Il processo magmatico consiste nella formazione di rocce a seguito della solidificazione di un magma. Il magma è una massa di materiali rocciosi allo stato fuso contenente in soluzione anche sostanze allo stato aeriforme. Il processo magmatico

23 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Dal processo magmatico hanno origine le rocce magmatiche o ignee. Il processo magmatico

24 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Le rocce in superficie subiscono un lento processo di disgregazione che prende il nome di erosione. Il processo sedimentario consiste nellaccumulo dei frammenti e nel successivo processo di diagenesi che ne provoca la compattazione e la cementazione. Il processo sedimentario

25 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Dal processo sedimentario hanno origine le rocce sedimentarie. Il processo sedimentario

26 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Il processo metamorfico consiste nella trasformazione della struttura cristallina dei minerali di rocce preesistenti a causa dellaumento della temperatura, della pressione o di entrambe. Il fenomeno è detto anche metamorfismo. Il processo metamorfico

27 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Dal processo metamorfico hanno origine le rocce metamorfiche. Il processo metamorfico

28 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore I diversi gruppi di rocce possono trasformarsi gli uni negli altri attraverso i processi magmatico, sedimentario e metamorfico. Il ciclo litogenetico

29 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Linsieme delle relazioni esistenti tra i vari processi è detto ciclo litogenetico o ciclo delle rocce. Il ciclo litogenetico

30 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore Le rocce odierne testimoniano lultima delle trasformazioni operate dal ciclo litogenetico. Il ciclo litogenetico Il primo stadio del ciclo si può identificare con il processo magmatico, seguono il processo sedimentario ed infine quello metamorfico. La rifusione rinnova completamente il ciclo. I materiali che formano le rocce odierne possono aver percorso il ciclo più volte e aver posseduto in passato caratteristiche anche molto diverse da quelle attuali.

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