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Terra, acqua, aria Cristina Cavazzuti, Laura Gandola, Roberto Odone 21/08/14 Cristina Cavazzuti, Laura Gandola, Roberto Odone Terra, acqua, aria

Capitolo 3. Litosfera: tettonica, terremoti e vulcani 21/08/14 Capitolo 3. Litosfera: tettonica, terremoti e vulcani Wegener e la teoria della deriva dei continenti La struttura interna della Terra La teoria della tettonica I terremoti e il rischio sismico in Italia La struttura e l’attività dei vulcani I vulcani italiani

Wegener e la deriva dei continenti 21/08/14 Lezione 1 Wegener e la deriva dei continenti

21/08/14 1. Secondo Alfred Wegener i continenti si sono spostati nel corso del tempo Wegener nel 1912 formulò la teoria della deriva dei continenti. In passato esisteva un unico supercontinente, che egli chiamò Pangèa circondato da un grande mare, la Pantalàssa. In seguito i continenti si sarebbero allontanati gli uni dagli altri, comportandosi come zattere.

2. Le dorsali oceaniche sono spaccature da cui esce la lava 21/08/14 2. Le dorsali oceaniche sono spaccature da cui esce la lava I fondali oceanici non sono affatto piatti e lisci, ma presentano vaste zone pianeggianti intervallate a lunghe catene montuose chiamate dorsali oceaniche e a profonde depressioni dette fosse. Le dorsali sono sede di intensa attività vulcanica con fuoriuscita di lava basaltica.

2. Le dorsali oceaniche sono spaccature da cui esce la lava 21/08/14 2. Le dorsali oceaniche sono spaccature da cui esce la lava

La struttura interna della Terra 21/08/14 Lezione 2 La struttura interna della Terra

3. La Terra è formata da crosta, mantello e nucleo 21/08/14 La conoscenza diretta che abbiamo dell’interno della Terra è limitata a poche migliaia di metri. Ciò che sappiamo riguardo l’interno del nostro pianeta ha un’origine indiretta. La conoscenza diretta che abbiamo dell’interno della Terra è limitata a poche migliaia di metri. Ciò che sappiamo riguardo l’interno del nostro pianeta ha un’origine indiretta. Lo strato più esterno e sottile è la crosta, costituita soprattutto da silicati di alluminio; sotto la crosta c’è il mantello, uno strato prevalentemente solido formato soprattutto da silicati di ferro e magnesio. Al centro della Terra vi è il nucleo, in parte allo stato liquido, composto soprattutto da ferro e nichel.

4. La crosta terrestre può essere oceanica o continentale 21/08/14 La crosta terrestre corrisponde allo strato superficiale solido che si trova sopra il mantello. La crosta continentale è costituita prevalentemente da rocce metamorfiche e ignee, ricoperte da rocce sedimentarie. La crosta oceanica è molto più sottile e uniforme ed è costituita soprattutto da rocce basaltiche.

5. Il mantello è uno strato di rocce in parte fuse 21/08/14 Il mantello si estende in profondità fino a circa 2900 km ed è costituito da rocce che contengono ferro e magnesio. La crosta e la parte superiore del mantello costituiscono la litosfera.

6. Il nucleo è la parte più interna della Terra 21/08/14 6. Il nucleo è la parte più interna della Terra Il nucleo è il nocciolo del pianeta e ha un raggio di circa 3500 km. È costituito da una regione più interna solida, mentre quella più esterna è liquida. La superficie che separa il nucleo esterno dal nucleo interno si chiama discontinuità di Lehmann. La composizione chimica del nucleo è stata ricostruita analizzando frammenti di diversi meteoriti.

La teoria della tettonica 21/08/14 Lezione 3 La teoria della tettonica

7. La tettonica delle placche spiega i fenomeni geologici 21/08/14 7. La tettonica delle placche spiega i fenomeni geologici I dati raccolti fino alla metà del secolo scorso permisero di stabilire che non erano i continenti a spostarsi, bensì dei grandi blocchi di litosfera, chiamati placche. La teoria della tettonica delle placche sostiene che le rigide placche della litosfera poggiano sull’astenosfera, sulla quale sono libere di muoversi e spostarsi in senso orizzontale. Le placche sono tutte a contatto tra loro, ma possono muoversi indipendentemente.

7. La tettonica delle placche spiega i fenomeni geologici 21/08/14 7. La tettonica delle placche spiega i fenomeni geologici

8. I moti convettivi sono la causa degli spostamenti delle placche 21/08/14 8. I moti convettivi sono la causa degli spostamenti delle placche Attualmente gli scienziati ritengono che la causa dei movimenti delle placche litosferiche sia un trasferimento di calore che avviene all’interno della Terra; poiché le rocce che formano l’astenosfera sono fuse, il calore proveniente dallo strato di mantello sottostante si trasmette per convezione. All’interno dell’astenosfera si formano dei movimenti circolari (celle convettive) che, come se fossero dei grandi rulli, spostano le rigide placche soprastanti.

8. I moti convettivi sono la causa degli spostamenti delle placche 21/08/14 8. I moti convettivi sono la causa degli spostamenti delle placche

9. Lungo le dorsali oceaniche si forma nuova crosta terrestre 21/08/14 9. Lungo le dorsali oceaniche si forma nuova crosta terrestre La spinta laterale generata dalle correnti convettive dell’astenosfera e la risalita in superficie di magma provocano uno «stiramento» della litosfera e un progressivo allontanamento delle due placche limitrofe. Si formano così i margini divergenti. Attualmente i margini divergenti sono soprattutto sottomarini: l’imponente dorsale medio-atlantica, per esempio, si estende per migliaia di kilometri nell’Oceano Atlantico e determina tuttora l’allontanamento delle Americhe dall’Africa e dall’Europa.

9. Lungo le dorsali oceaniche si forma nuova crosta terrestre 21/08/14 9. Lungo le dorsali oceaniche si forma nuova crosta terrestre

10. Lungo i margini convergenti si verifica la subduzione 21/08/14 10. Lungo i margini convergenti si verifica la subduzione Quando si ha uno scontro tra una placca oceanica e una placca continentale, la litosfera oceanica si piega verso il basso, si immerge nell’astenosfera ed entra lentamente a far parte del mantello; questo fenomeno si chiama subduzione.

10. Lungo i margini convergenti si verifica la subduzione 21/08/14 10. Lungo i margini convergenti si verifica la subduzione Poiché la litosfera continentale posta sopra alla zona di subduzione subisce una forte spinta verso l’alto, sulla sua superficie si formano pieghe e corrugamenti che danno origine a catene montuose. Questo processo prende il nome di orogenesi.

21/08/14 Lezione 4 Le cause dei terremoti

11. I terremoti avvengono lungo i margini delle placche 21/08/14 11. I terremoti avvengono lungo i margini delle placche La distribuzione dei terremoti, o sismi, non è omogenea su tutta la superficie terrestre. Alcune placche si muovono parallelamente tra loro, ma in verso opposto, lungo i margini trascorrenti.

11. I terremoti avvengono lungo i margini delle placche 21/08/14 11. I terremoti avvengono lungo i margini delle placche Il punto all’interno della litosfera dal quale ha origine il terremoto si chiama ipocentro; dall’ipocentro partono le vibrazioni elastiche dette onde sismiche. Il punto della superficie terrestre che si trova sulla verticale dell’ipocentro e che viene raggiunto per primo dalle onde sismiche viene detto epicentro.

12. Ci sono diversi tipi di onde sismiche 21/08/14 12. Ci sono diversi tipi di onde sismiche Le onde longitudinali sono chiamate onde prime (o onde P) e si propagano producendo compressioni e dilatazioni. Al passaggio delle onde trasversali, dette anche onde secondarie (o onde S), le particelle del mezzo attraversato oscillano su e giù, in direzione perpendicolare rispetto alla direzione di propagazione dell’onda.

12. Ci sono diversi tipi di onde sismiche 21/08/14 12. Ci sono diversi tipi di onde sismiche Quando le vibrazioni prodotte dal terremoto giungono in superficie, cioè all’epicentro, generano un altro tipo di onde, le onde superficiali, che si propagano anche per migliaia di kilometri facendo compiere alle particelle del suolo ampie oscillazioni sia orizzontali sia verticali. Queste onde sono le più lente a propagarsi, ma provocando movimenti sussultori e ondulatori del terreno, sono le principali responsabili del crollo degli edifici e delle strade.

21/08/14 13. La forza di un terremoto è classificata in base alle scale Mercalli e Richter L’intensità di un terremoto può essere valutata in base agli effetti prodotti dal sisma sull’uomo, sugli edifici e, in generale, sull’area colpita. La scala Mercalli, ideata dal geologo Giuseppe Mercalli (1850-1914), è suddivisa in 12 livelli, o gradi, e si basa proprio su questo principio empirico.

21/08/14 13. La forza di un terremoto è classificata in base alle scale Mercalli e Richter

21/08/14 13. La forza di un terremoto è classificata in base alle scale Mercalli e Richter La scala Richter, detta anche «scala delle magnitudo», si basa sulla misura dell’energia sprigionata dal terremoto nel suo ipocentro. Il valore della magnitudo si ottiene confrontando l’ampiezza delle oscillazioni prodotte dal sisma in esame con l’ampiezza delle oscillazioni prodotte da un terremoto campione.

21/08/14 13. La forza di un terremoto è classificata in base alle scale Mercalli e Richter

Struttura e attività dei vulcani 21/08/14 Lezione 5 Struttura e attività dei vulcani

14. L’interno della Terra produce calore che raggiunge la superficie 21/08/14 14. L’interno della Terra produce calore che raggiunge la superficie A mano a mano che si scende nella litosfera si avverte un aumento della temperatura; tale variazione, che dipende dalla profondità, è chiamata gradiente geotermico ed è pari a circa 3°C ogni 100 metri per le prime decine di kilometri. L’energia che deriva dal calore interno della Terra si chiama energia geotermica.

15. Gran parte dei vulcani si trova lungo i margini delle placche 21/08/14 15. Gran parte dei vulcani si trova lungo i margini delle placche La roccia fusa, o magma, è meno densa della roccia solida; essa quindi tende a salire in superficie e ad accumularsi all’interno della crosta terrestre in un serbatoio detto camera magmatica. Dalla camera magmatica, il magma si dirige verso l’alto lungo un condotto, il camino, e fuoriesce attraverso una spaccatura della crosta chiamata cratere. Quando il magma fuoriesce all’esterno della crosta, prende il nome di lava, la quale si accumula nella zona circostante il cratere formando l’edificio vulcanico.

15. Gran parte dei vulcani si trova lungo i margini delle placche 21/08/14 15. Gran parte dei vulcani si trova lungo i margini delle placche

16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi 21/08/14 16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi L’attività vulcanica emette diversi tipi di materiali solidi; in genere si tratta di frammenti di varie dimensioni, chiamati piroclasti, che vengono lanciati in aria da fenomeni esplosivi o dalla fuoriuscita di gas. Tali frammenti possono essere di dimensioni ragguardevoli come le bombe vulcaniche; possono avere le dimensioni di piccoli ciottoli, come i lapilli; oppure essere piccolissimi e formare la cenere vulcanica.

16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi 21/08/14 16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi

16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi 21/08/14 16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi I materiali allo stato fuso sono rappresentati dalle colate laviche, che hanno temperature diverse in base alla loro composizione chimica e possono perciò essere più o meno viscose.

16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi 21/08/14 16. Un vulcano può emettere materiali solidi, liquidi oppure gassosi I materiali gassosi contengono vapore acqueo, anidride carbonica, zolfo e azoto. Un’attività vulcanica di tipo esplosivo può produrre una nube ardente, che può raggiungere una temperatura interna di 800 °C.

17. I vulcani hanno forme diverse in base al tipo di lava 21/08/14 17. I vulcani hanno forme diverse in base al tipo di lava Se il magma è molto viscoso, la lava che fuoriesce scorre lentamente e solidifica a breve distanza dal cratere; per questo motivo la base del vulcano in genere è poco estesa e il cono vulcanico ha le pareti piuttosto ripide.

17. I vulcani hanno forme diverse in base al tipo di lava 21/08/14 17. I vulcani hanno forme diverse in base al tipo di lava Se il magma è molto fluido e poco viscoso, tende a risalire velocemente verso la superficie e i gas escono liberamente attraverso le fessure della crosta. La lava scorre rapidamente lungo i fianchi del vulcano, quindi gli edifici vulcanici presentano in genere una base larga e pareti poco scoscese; si tratta di vulcani a scudo.

17. I vulcani hanno forme diverse in base al tipo di lava 21/08/14 17. I vulcani hanno forme diverse in base al tipo di lava Quando le fratture tettoniche si trovano in superficie, mostrano spesso una fuoriuscita di lava molto fluida che può raggiungere anche grandi distanze dal luogo di uscita: si formano così i plateau lavici.

18. I fenomeni vulcanici secondari 21/08/14 18. I fenomeni vulcanici secondari Quando un vulcano rallenta la propria attività e non si manifesta più alcun fenomeno effusivo o esplosivo, si possono verificare in superficie fenomeni secondari. Molte sorgenti di acque termali, che escono dal terreno anche a 50-60 °C, hanno questa origine. Ci sono anche i geyser, getti intermittenti di acqua bollente, i fanghi bollenti e le fumarole.