LA STRUTTURA DELLA TERRA per 5a Liceo Scientifico Lezione di Didattica delle Scienze della Terra per 5a Liceo Scientifico

Pre-requisiti Obiettivi Conoscenza degli elementi chimici, minerali, rocce. Concetti di densità, temperatura, pressione; riflessione e rifrazione. Conoscenza dei terremoti, onde P e onde S. Conoscenza dei processi fisici e chimici che avvengono all’interno della Terra e dell’energia in essa racchiusa. Concetti di elasticità e differenziazione chimica. Obiettivi Conoscenza delle caratteristiche fisiche interne del pianeta Terra. Comprensione dei metodi d’indagine che hanno portato alla suddivisione della Terra in involucri concentrici. Conoscenza delle caratteristiche di Crosta, Mantello e Nucleo.

LA STRUTTURA DELLA TERRA I metodi di osservazione diretta (es.: perforazioni) si sono rivelati inefficaci mentre i metodi diretti (es. studio delle onde sismiche) ci hanno permesso di dividere la Terra in 3 strati concentrici: Crosta: continentale oceanica Mantello: superiore inferiore Nucleo: esterno (liquido) interno (solido) Europa Occid. Russia Pozzo di Kola Germania Usa Le massime profondità raggiunte dalle perforazioni dal 1765 al 1984 Urss

CARATTERISTICHE DELLA TERRA Questi strati sono caratterizzati da diversi valori di densità, temperatura e pressione, che aumentano con la profondità, e sono separati tra loro da superfici, dette discontinuità, in corrispondenza delle quali le onde mutano la loro velocità. La temperatura aumenta con la profondità: 2,5° - 3° C ogni 100 m (gradiente geotermico). La densità media della Terra è 5,52 g/cm3; aumenta dalla superficie verso l’interno. La pressione va da 9 kbar a 3600 kbar procedendo verso il centro.

La crosta Densita' media: 2,8 g/cm3 La sua composizione chimica è data da: O 46% Si 27% Al 8,3% Fe 6,2% Ca 4,7% Mg 2,8% Na 2,3% K 1,8% Densita' media: 2,8 g/cm3 Potassio 1.8 % Ossigeno 46 % Silicio 27 % E’ l'involucro più esterno e sottile. E’ composta da quarzo e altri silicati. Sulla base di differenze di età, composizione e spessore si può quindi distinguere una crosta continentale ed una crosta oceanica.

Crosta Continentale Crosta Oceanica Crosta continentale: spessore: da 35-40 Km, fino a 70 km; densità: 2,7 g/cm3; età: da circa 3,8 miliardi di anni; composizione: strato di sedimenti rocce di tipo granitico rocce metamorfiche. Crosta Continentale Crosta Oceanica Crosta oceanica: spessore: circa 10 km; densità: 3 g/cm3; età: da 200 milioni di anni; composizione: Strato di sedimenti lave basaltiche rocce magmatiche intrusive. Il gradino morfologico che marca il passaggio tra crosta continentale e crosta oceanica è detto scarpata continentale.

La crosta è delimitata verso il basso dalla discontinuità di Mohorovicic (o Moho), che segna il passaggio al sottostante mantello. Essa corrisponde ad un brusco aumento della velocità di propagazione delle onde, e quindi a una maggiore rigidità delle rocce del mantello. L’insieme della crosta e della parte più esterna del mantello prende il nome di litosfera. Sotto la litosfera si trova l’astenosfera, formata dalla parte alta del mantello, che ha un comportamento meno rigido ed è parzialmente fusa.

Il mantello Mantello superiore Mantello inferiore 82% in volume della Terra. Densità: da 3,3 a 5,2 g/cm3. La sua composizione chimica è data da rocce ricche di Fe, Mg, Al, Si, O. Distinguiamo un mantello superiore (fino a 700 km) ed inferiore (fino a 2900 km). E’ separato dal nucleo dalla discontinuità di Gutenberg. discontinuità di Gutenberg

Il nucleo 16% in volume della Terra. Il raggio è circa 3470 km. E’ diviso dalla discontinuità di Lehman in nucleo esterno e interno. Nucleo esterno: caratteristiche di un fluido, si ipotizza formato da Fe e Ni, O e S. Nucleo interno: solido, mescolanza di Fe e Ni. Densità: 13 g/cm3 Temperatura: oltre 4000° C al centro della Terra Pressione: fino a 3600 kbar Discontinuità di Lehman