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Astronomia e astrofisica
Sistema solare
Origine ed evoluzione del Sole e del sistema solare
Il sistema solare si formò tra 5 e 4,6 mld di anni fa da un unico pulviscolo. Questo spiega le regolarità nel comportamento dei pianeti: ruotano attorno al sole secondo lo stesso verso, percorrendo orbite quasi complanari. Nebulosa primordiale: T molto bassa e varia composizione derivata dall’esplosione di una supernova. Con aumento T e densità al centro della nebulosa, formazione del proto-Sole per un fenomeno di contrazione gravitazionale, che portò ad un aumento della velocità di rotazione e della forza centrifuga del sistema. Il resto della nube si assottigliava come se fosse un disco a causa del collasso gravitazionale. Il proto- Sole iniziò (nelle fasi finali di formazione) a emettere un forte “vento solare” che trascinò gli elementi + freddi e leggeri verso le regioni + lontane del sistema (ridistribuzione secondo m e d). nel nucleo del proto-Sole: reazioni di fusione termonucleare e nel disco circostante si formano i protoplaneterimi con polveri, ghiaccio o roccia. Alcuni iniziano a crescere fino a formare protopianeti che poi diventeranno pianeti.
Pianeti interni ed esterni
Pianeti = ruotano sul proprio asse (rotazione) e si muovono attorno al Sole (rivoluzione) Interni o terrestri: Mercurio, Venere, Terra e Marte; di piccola massa e + densi, pochi satelliti, bassa velocità di rotazione, costituiti da rocce e metalli e con un’atm + rarefatta. Esterni o gioviani: Giove, Saturno, Urano, Nettuno (e Plutone); ricchi di elementi leggeri e – densi (composizione + simile a quella del Sole), elevata velocità di rotazione e atm densa.
Asteroidi, comete, meteore, meteoriti
Asteroidi = piccoli corpi d diametro 900km. grande concentrazione tra marte e giove. derivano da frammentazione in seguito a collisioni successive d pianetini con nucleo uguale a quello della terra. Comete = piccola massa. ghiaccio e polveri. visibili qnd vicine al Sole. Provengono dai confini estremi del sistema solare dove c’è la NUBE DI OORT. messe in movimento da attrazione gravitazionale esercitata da stelle vicine al Sole. alcune percorrono orbite ellittiche intorno a sole, altre orbite paraboliche o iperboliche. nucleo con metalli silicati. qnd sono vicine al sole rilasciano alcuni elementi(x calore) sviluppando chioma, k sotto pressione del vento solare diviene coda mettendosi dalla parte opposta a dove è il sole. Meteore = frammenti di comete o asteroidi che entrano nell’atm terrestre e si incendiano x l’attrito. stelle cadenti. Meteoriti = derivano da asteroidi che entrano nell’atm terrestre e precipitano al suolo.
Leggi di Keplero e legge della gravitazione universale di Newton
Il movimento di rivoluzione dei pianeti è descritto dalle 3 leggi di Keplero: 1° = i pianeti si muovono intorno al Sole su orbite ellittiche, di cui il Sole è uno dei fuochi. La distanza tra sole e pianeta varia: perielio (punto dell’orbita + vicino al Sole), afelio (punto dell’orbita + lontano dal Sole). [linea degli apsidi (retta che congiunge perielio e afelio, asse maggiore dell’ellisse)] 2° = ogni pianeta si muove sull’orbita in modo tale che il raggio vettore (=linea che lo congiunge idealmente al Sole) spazzi aree = in tempi =. 3° = tempi d rivoluzione pianeti² = K (costante) loro distanza media dal Sole³ questa legge spiega inoltre che la velocità angolare media di rivoluzione di un pianeta è tanto minore quanto + esso è lontano dal Sole. La spiegazione di tale movimento è data anche dalla legge di gravitazione universale di Newton = 2 corpi dotati di massa m e m’, si attirano con una forza direttamente proporzionale al quadrato della distanza tra i 2.
Terra
Forma e dimensioni
Forma (determinata dalla forza centrifuga, determinata a sua volta dalla rotazione della terra) più o meno sferica, con un rigonfiamento all’equatore e uno schiacciamento ai poli. Forma geometricamente + vicina alla vera forma della Terra = ellissoide di rotazione ( sferoide ) = solido generato dalla rotazione di un’ellisse intorno all’asse minore (asse polare) ma in questa rappresentazione l’equatore è una circonferenza. Approssimazione + efficace = ellissoide a 3 assi = forma che più si avvicina alla vera forma della terra, con 2 raggi diversi sul piano equatoriale, ma non tiene conto delle irregolarità della superficie terrestre. Fisicamente più precisa = rappresentazione della Terra come un geoide = solido ideale la cui superficie passa per il livello del mare medio ed è perpendicolare in ogni punto alla direzione della forza di gravità (del filo a piombo).
Dimensioni : r equatoriale = 6378,4 km. m = 5,976x10² kg. δ media = 5,5g/cm³. g media =
9,81m/s²
Misura della circonferenza della Terra di Eratostene (+ disegno)
Eratostene sapeva che alle 12 del 21 giugno a Siene (oggi Assuan) il Sole si rifletteva nei pozzi. Ne dedusse che i raggi in quel momento erano perfettamente perpendicolari alla superficie terrestre. Contemporaneamente, ad Alessandria d’Egitto (che secondo Eratostene era sullo stesso meridiano di Siene ma più a Nord –e in realtà è spostata di 3° a Est rispetto a Siene-), i
raggi solari formavano con la verticale del luogo un angolo α di 7°12’ (=1/50 di angolo giro).
Poiché la distanza Terra-Sole è molto grande, i raggi che giungono alle 2 città possono essere considerati paralleli. Ne dedusse quindi che la differenza di angolazione dei raggi sulle due
città dipendeva dalla curvatura della Terra. Poiché l’angolo α è uguale all’angolo al centro =
all’arco di circonferenza compreso tra Siene e Alessandria, anche la distanza lineare tra le 2 città doveva essere = a 1/50 della circonferenza terrestre. La distanza tra le due città era, secondo Eratostene, = 5000 stadi, percui, la circonferenza della Terra doveva essere = a 250000 stadi, mentre il raggio terrestre = a 40000 stadi. Essendo 1 stadio = 175 m, la misura della circonferenza terrestre di Eratostene (43750 km) sarebbe sbagliata di 3741 km: la circonferenza della terra è = 40009 km.
Moto di rotazione: caratteristiche e conseguenze; esperienze di
Guglielmini e Faucault
ROTAZIONE = movimento periodico della Terra attorno al suo asse. Dura 23h56m4s = giorno sidereo. Da O a E visto da PN celeste e da E a O visto da PS celeste. La velocità angolare di rotazione è uguale in ogni punto della Terra (che percorre un angolo di 360° in 1 giorno). La velocità lineare di rotazione è direttamente proporzionale alla latitudine e all’altitudine (aumenta man mano che ci si allontana dall’asse di rotazione terrestre). Il periodo di rotazione rallenta di 2 millesimi di secondo ogni secolo principalmente a causa dell’attrito delle maree, azione frenante esercitata dalla Luna sugli oceani. Le sue conseguenze sono:
_1. Alternarsi dì-notte
- Movimenti apparenti della sfera celeste:_ La sfera celeste ruota su se stessa su asse del mondo da E a W in = giorno sidereo. In realtà, motivo per cui quello della sfera celeste è un movimento apparente, è la terra che ruota su se stessa da W a E e causa l’apparente rivoluzione delle stelle. Così come ci sembra che il Sole compia una rivoluzione apparente intorno alla terra in 24h. In realtà è la terra a compiere la rivoluzione intorno ad esso e da questo movimento dipende l’alternarsi delle stagioni. 3. Forza centrifuga : agisce in modo ┴ all’asse di rotazione, diretta verso l’esterno; ha intensità diversa a seconda della latitudine ed è causa dello schiacciamento polare e del rigonfiamento all’equatore, contrasta la forza di gravità riducendo il valore di g man mano che ci si avvicina all’equatore) 4. Forza di Coriolis: a causa della quale ogni corpo che si muove liberamente sui paralleli sulla sfera celeste dall’equatore ai poli viene deviato dalla sua direzione iniziale secondo lo schema: equatore F 0 E 0poli verso est; poli F 0 E 0equatore verso ovest. Maggiore è la velocità del corpo in movimento, maggiore è il valore della forza di coriolis. **Prove della rotazione della Terra: (+disegni)
- Guglielmini**
.e calotta polare antartica (tra circolo polare antartico e polo S).
Moto doppio conico dell’asse e sue conseguenze
La Luna e il Sole esercitano una maggiore attrazione gravitazionale sul rigonfiamento dell'equatore che sulle altre parti della Terra, tendendo così a far coincidere il piano dell' equatore con il piano dell'orbita. A questa forza si oppone invece il moto di rotazione terrestre, che tende a mantenere invariato l'asse terrestre. Queste due forze provocano un moto doppio-conico dell'asse terrestre a causa del quale l’asse terrestre modifica la sua direzione senza modificarne l’inclinazione rispetto al piano dell’eclittica e descrive un doppio cono nello spazio, tornando nella posizione originaria dopo 26mila anni. La conseguenza di questo moto è la precessione degli equinozi (anticipazione del momento vero e proprio dell’equinozio) a causa della quale l’anno solare (misurato come intervallo tra 2 equinozi di primavera) dura meno dell’anno sidereo.
Orientamento sulla superficie terrestre: coordinate geografiche
Elementi fondamentali del sistema di riferimento ideale per l’orientamento: Asse di rotazione terrestre = linea immaginaria che passa per il centro della terra attorno a cui essa ruota. Piano dell’equatore = piano immaginario perpendicolare all’asse e passante per il centro terra. E’ il circolo massimo, insieme di punti equidistanti dai poli che divide la sfera terrestre in emisfero boreale e emisfero australe. Reticolato geografico: Paralleli = circoli determinati dall’ intersezione con la superficie terrestre di piani // al piano dell’equatore. Sono circonferenze di diametro sempre minore man mano che ci si avvicina ai poli; sono 180, 90 a N dell’equatore e 90 a S alla distanza di 1° l’uno dall’altro. Meridiani = semicirconferenze passanti per i poli, in teoria infiniti, ma sono 360, collocati ognuno alla distanza di 1°, numerati da quello fondamentale, il meridiano di greenwich. La posizione di un punto sulla superficie è dato da: Latitudine = distanza angolare tra il parallelo passante per il punto p e l’equatore. 0° (equatore) - 90°N-S (polo nord-sud). Longitudine = distanza angolare tra il meridiano passante per il punto p e il meridiano fondamentale. 0° (meridiano di greenwich) - 180°E-O (antimeridiano di greenwich). Altitudine = distanza tra la verticale passante per il punto considerato e il livello medio del mare.
Orientamento sulla sfera celeste: coordinate astronomiche
La sfera celeste è un modello immaginario del cielo che l’astronomia usa per studiare posizione e movimenti dei corpi celesti; ha raggio infinito e i corpi sono sospesi a distanza apparentemente simile. Per determinare la posizione degli astri sulla sfera celeste si usano 2 metodi:
1. coordinate altazimutali :
punti di riferimento: verticale (retta immaginaria pass x il punto in cui si trova l’osservatore) che passa per lo zenit (sopra) e il nadir (sotto), piano dell’orizzonte astronomico (piano passante per il centro della sfera e perpendicolare alla verticale del luogo). coordinate dell’astro: altezza (distanza angolare del punto dal piano dell’orizzonte), azimut (distanza angolare tra il piano del circolo verticale passante per l’astro il piano passante per il segmento S-N).
2. coordinate equatoriali :
punti di riferimento: piano dell’equatore celeste (circonferenza massima tracciata sulla sfera i cui punti sono equidistanti dai poli celesti e che divide la sfera in emisfero boreale e australe), asse del mondo (linea ideale derivata dal prolungamento all’infinito dell’asse di rotazione della terra che interseca la sfera in polo nord e sud celesti). coordinate dell’astro: declinazione (distanza angolare tra stella e piano equatoriale), ascensione retta (distanza angolare tra meridiano celeste dell’astro e il meridiano passante per
il punto γ = punto in cui si trova il sole il 21/3).
Giorno e anno sidereo e solare
Giorno sidereo = 23h 56m 4s = tempo di rotazione della Terra lungo il suo asse; l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi consecutivi di una stella sullo stesso meridiano
Giorno solare = 24h = tempo che intercorre tra 2 culminazioni del sole sullo stesso meridiano; è un po' più lungo in inverno e un po' più corto in estate, poiché varia la velocità del moto di rivoluzione della Terra. --- Causa della differenza = diversi perché bisogna considerare che la terra, mentre gira su se stessa, gira intorno al sole spostandosi ogni giorno di 1°. Questo spostamento non è apprezzabile perché il punto di riferimento è una stella fissa grande e molto distante dalla terra. La rotazione completa è il giorno sidereo. Anno sidereo = 365gg 6h 9m = tempo di rivoluzione della Terra intorno al Sole; intervallo di tempo compreso tra 2 congiunzioni successive del sole con la stessa stella Anno solare = 365gg 5h 48 m 45 s = intervallo tra 2 passaggi del Sole all’ equinozio di primavera --- Causa della differenza = precessione degli equinozi (anticipazione del momento vero e proprio dell’equinozio) causato dall'azione perturbatrice che gli astri vicini esercitano sulla direzione dell'asse terrestre e dal moto doppio conico dell’asse. In realtà, la durata dell'anno solare si accorcia di circa mezzo secondo ogni secolo.
Stelle
Misura delle distanze in astronomia
Distanza di una stella = può essere determinata attraverso il metodo della parallasse (effetto della parallasse = movimento apparente della stella causato dallo spostamento dell’osservatore più evidente quanto è minore la distanza tra il corpo e l’osservatore) che consiste nel determinare l’ampiezza dell’ angolo p (= metà dello spostamento angolare apparente di una stella in 1 anno, angolo al vertice del triangolo che ha cm base il semiasse dell’orbita della terra intorno al sole che diminuisce all’aumentare della distanza terra-astro) che si misura in parsec (1 pc = distanza a cui un corpo ha angolo di parallasse di 1’’ d’arco). Altre unità di misura: UA (= distanza media terra-sole), al (=distanza percorsa dalla luce in 1 anno).
Fonte dell’energia stellare: fusione termonucleare (ciclo protone-
protone)
Due o più nuclei atomici si uniscono per generare un nucleo più complesso. Da nuclei di idrogeno si ottengono nuclei di elio. Ma il nucleo che si forma ha sempre massa minore rispetto alla somma dei nuclei impiegati per il suo sviluppo: la quantità smaltita è trasformata in energia (E=mc²) L’energia è enorme e sufficiente a garantire il funzionamento di una stella. Perché ciò si realizzi è necessario che si verifichi la vincita delle repulsioni elettrostatiche che si realizzano quando i nuclei degli atomi si avvicinano l’uno all’altro. I nuclei atomici devono avere una energia cinetica e una velocità elevatissime(condizione che si attua solo quando sono elevate la densità e la pressione esterna) Quindi le reazioni di fusione nucleare avvengono solo nel nocciolo poiché le condizioni necessarie non sussistono nell’involucro del nocciolo. Una parte dell’energia prodotta è dissipata integralmente sotto forma di luce verso l’esterno L’altra produce una pressione rivolta verso l’esterno, detta PRESSIONE DI RADIAZIONE, che si oppone alla pressione generata dalla forza di gravità (sua inversa) impedendo il collasso dell’astro. La stella, dunque, collasserà solo in cui non si verificano reazioni di fusione.
Luminosità e magnitudine apparenti e assolute
Le stelle hanno luminosità: apparente = splendore della stella cm appare. Dipende da distanza e da luminosità assoluta. assoluta = quantità di en tot emessa nel tempo dalla superficie della stella. Dipende dalle dimensioni e dalla T superficiale. In base ai valori della luminosità le stelle vengono divise in classi di magnitudine (= misura della luminosità della stella in base a una scala di riferimento) che può essere: apparente = osservata dalla terra e che dipende dalla luminosità e dalla distanza dalla terra assoluta = magnitudine apparente che una stella avrebbe se fosse a 10pc dalla terra (32al)
C’è sempre comunque un difetto di massa = il 0,7% della massa viene trasformato in raggi γ
( che vengono assorbiti dall’involucro del nocciolo) con fusione di 4 nuclei di H per formarne 2 di
He (legge di conservazione della massa di Einstein E=mc ² ) : il nucleo così formatosi è più leggero della somma dei 2 che si sono uniti; la massa perduta si è trasformata in energia, emessa sottoforma di radiazioni elettromagnetiche.
• Protostella : ha origine da una nebulosa nelle cui aree più scure (aree di Bock, in cui
non passa luce perché più dense) si addensa la materia le cui particelle hanno aumentato la loro energia cinetica per l’accelerazione della forza di gravità; la materia si scalda emettendo energia sottoforma di raggi infrarossi.
• Stella: Poi aumentano T e p. Quando T=10milioniK, iniziano le reazioni termonucleari:
è il momento in cui nel nucleo in plasma del nocciolo iniziano a mescolarsi gli e- da cui prima erano separati. L’energia necessaria per innescare queste reazioni, viene dall’energia liberata durante la contrazione gravitazionale interna che deve esser tale da vincere le repulsioni elettrostatiche tra i nuclei (elevata energia cinetica e dunque elevata T). Affinchè si raggiunga la stabilità propria delle stelle della sequenza principale , devono equilibrarsi 2 forze: compressione di gravità all’interno e pressione di radiazione all’esterno (dal surriscaldamento interno della stella causato dalla reazione termonucleare e che crea una pressione verso esterno). Le stelle stanno nella SP fin quando non esauriscono H, dopo di che riprendono a contrarsi.
- Se m<0,5 masse solari , non ci possono essere nuove reazioni termonucleari, si spengono e diventano nane bianche. - Se m>0,5 masse solari, si trasformano in giganti rosse nel cui nocciolo T>100milioniK e vi sono reazioni di fusione dell’He con formazione di C; l’involucro esterno, a causa dell’enorme quantità di calore che si sprigiona, si espande e si raffredda. Quando C è consumato completamente:
- le stelle con m piccola muoiono,
- quelle con m grande attraversano fasi di contrazione gravitazionale alternate a momenti di reazioni di fusione che producono elementi più pesanti e che richiedono T sempre più elevate. Poi _:
- le stelle con m più grande_ procedono fino al ferro,
- le stelle più leggere si fermano e muoiono.
• Fase finale :
- Se m<8 masse solari , diventano nane bianche (che esternamente hanno T superficiale elevata per la dispersione di calore, ma all’interno sono composte di materia allo stato degenere che non produce più energia perciò si raffredda e, dopo esser diventata nana nera , si spegne) passando attraverso uno stadio di nebulose planetarie in cui espellono involucri esterni. - Se m>8masse solari, esplodono ( supernovae ) violentemente aumentando a dismisura la luminosità; il nucleo di queste collassa e fa disperdere l’involucro esterno che produce nuovi elementi chimici. Il residuo subisce una contrazione senza far innescare nuove reazioni. Poi:
- Se 1,44masse solari<m<3masse solari, diventa stella neutrone (corpo che ruota rapidissimamente di dimensioni simili a quelle della terra, la cui materia è composta di neutroni).
- Se m>3masse solari, diventa buco nero (in cui nulla può vincere la forza di gravità).
Scienze della Terra
Atmosfera
Origine ed evoluzione; formazione e funzioni della fascia di ozono
L’ atm si formò durante l’eone Adeano e l’eone proterozoico in 3 fasi:
1. atmosfera primaria = elementi leggeri (He, H) poi dispersi a causa della gravità troppo
bassa per trattenerli e delle T elevate
2. atmosfera secondaria o riducente = formata in seguito alla degassazione dall’interno
della terra e costituita da biossido di carbonio, vapor d’acqua, ammoniaca, H, acidi e priva di ossigeno molecolare, non in grado di filtrare i raggi UV
3. atmosfera ossidante = formatasi per la comparsa di organismi procarioti fotosintetici;
ricca di O.
Si ebbe così anche la formazione dello strato di ozono , che protegge la Terra dalle radiazioni ad alta energia provenienti dal Sole assorbendo i raggi UV: nell’ozonosfera c’è equilibrio dinamico tra formazione e distribuzione di ozono (distrutto dai clorofluorocarburi
- gas non tossici, non infiammabili, inerti, utili per i sistemi refrigeranti ma, andando verso lo strato di ozono, rilasciano il Cl che distrugge ozono per formare O molecolare, che reagirà nuovamente per formare O atomico e provocare BUCO dell’ozono -).
Composizione dell’atmosfera attuale
Atmosfera: involucro gassoso che circonda la terra, trattenuto dalla forza di gravità e la protegge dalle radiazioni solari; è costituita da:
- N2 (78%, poco reattivo, importante per la vita: viene fissato dai batteri azotofissatori che sintetizzano nitrati e nitriti utili alle piante e i batteri denitrificanti lo restituiscono all’atmosfera),
- O2 (prodotto dalla fotosintesi di organismi sulla terra e dalla respirazione cellulare),
- O3 (ozono, concentrato in una fascia tra 15 e 50 km d’altezza da terra, protegge da UV del sole),
- CO2 (prodotto dagli esseri viventi durante la respirazione, solubile, si scioglie nelle acque oceaniche dove viene utilizzato dagli esseri viventi marini per la costituzione degli scheletri),
- Ar,
- altri gas,
- H2O2,
- pulviscolo (pollini, spore, batteri, particelle minerali). L’atmosfera ha una struttura a zone concentriche separate da discontinuità (pause) caratterizzate dall’invertito segno del gradiente di T:
- troposfera = con tropopausa (zona di transizione con il livello successivo, con uno spessore di poche centinaia di metri, e T=k). Involucro più denso, a contatto con la superficie terrestre. Concentrazione dell’ 80-90% dei gas e del 75% di H2O2. Zona molto dinamica. T diminuisce con l’aumento dell’altitudine (in media 5°C ogni 1km)
- stratosfera = con stratopausa (zona di transizione con T ai massimi valori). Avvolge la terra fino a 50km di altezza. Ha minore densità, i gas sono più rarefatti. A circa 20 km di quota c’è lo strato di ozono, l’ ozonosfera, che assorbe UV, in cui c’è equilibrio dinamico tra formazione e distribuzione di ozono (distrutto dai clorofluorocarburi, gas non tossici, non infiammabili, inerti, utili per i sistemi refrigeranti ma, andando verso lo strato di ozono, rilasciano il Cl che distrugge ozono per formare O molecolare, per poi reagire nuovamente per formare O atomico e provocare BUCO dell’ozono).
- mesosfera = con mesopausa. T bassissima fino a -90°C per 2 motivi: O molecolare non ha concentrazione sufficiente per permettere la formazione di ozono; la distanza elevata da terra le impedisce di ricevere calore. Qui si disintegrano la maggior parte dei meteoriti.
- termosfera o ionosfera = con termopausa. Avviene qui la ionizzazione di gran parte dei gas presenti nell’atmosfera, la cui causa è l’elevata energia delle radiazioni solari che fa sì che avvengano urti tra queste e le particelle dei gas. T cinetica molto elevata, ma tuttavia non vi è propagazione di calore. Grazie agli strati ionizzati, vengono riflesse sulla terra le onde radio.
- esosfera = oltre 600km di altezza. Sfuma, fino a confondersi con l’atmosfera solare, non ha un limite. Gli atomi di He e H sfuggono al controllo gravitazionale della terra. T aumenta.
Radiazione solare, bilanciamento termico della Terra, ruolo dei viventi
e delle correnti marine
Energia dalla radiazione solare : L’atmosfera riceve energia dalle radiazioni solari a onda corta; la quantità di energia che raggiunge ogni minuto il limite esterno dell’atmosfera su una superficie di 1 cm² si chiama costante solare ; la quantità di energia che raggiunge effettivamente la terra e che viene assorbita da essa, è pari al 47% della radiazione totale incidente sul limite esterno dell’atmosfera. L’atmosfera è riscaldata in parte dalle radiazioni solari dirette, in parte dal calore assorbito dalla terra e riemesso da essa verso lo spazio. Le radiazioni a onda lunga emesse dalla Terra vengono a loro volta trattenute dalla bassa atmosfera per la presenza di CO2 e di H2O2 F 0 E 0effetto serra.
- femici (mafici) = rapporto Si:O basso, % alta di ioni metallici, % bassa di tetraedri, + Fe e Mg, scuri e densi per la loro presenza. Olivina, pirosseni, anfiboli, mica.
- salici (felsici) = rapporto Si:O alto, % bassa di ioni metallici, % alta di tetraedri,
- Al, chiari e meno densi. Feldspati, quarzo. classificazione in base ai legami tra i tetraedri:
- (^) nesosilicati = tetraedri isolati in cui O- è condiviso con cationi. rapporto Si:O = 1: densità elevata, soluzioni solide, duri e compatti, solidificano a T elevate olivina (Mg,Fe) 2 SiO 4 , granati, zircone
- inosilicati = si sfaldano facilmente lungo direzioni // alle catene F 0 E 0 tetraedri uniti tramite un atomo O in una catena semplice minerali di varie famiglie, scuri, densi, ricchi di Fe e Mg (femici) rapporto Si:O = 1: pirosseni (Mg,Fe)SiO 3 F 0 E 0 2 catene di tetraedri unite insieme tramite O- e ioni+ formando catena doppia minerali di composizione variabile con colori verde marrone blu rapporto Si:O = 4: anfiboli (Ca 2 Mg 5 )Si 2 O 22 (OH) 2
- fillosilicati = facile sfaldatura lamellare lungo piani // agli strati dei tetraedri + catene di tetraedri unite a dare origine a piani (strati) collegati ioni+ si inseriscono tra un piano e l’altro. maglie esagonali che si estendono sul piano. rapporto Si:O = 2: muscovite (mica con Al, chiara), biotite (mica con Fe o Mg, scura), talco, clorite, minerali argillosi (caolinite)
- tectosilicati = 4 atomi di O di un tetraedro si uniscono a altri 4 ioni+ di altri tetraedri e formano una struttura spaziale rapporto Si:O = 3: chiari, incolori feldspati / alluminosilicati (le differenze tra loro dipendono dal rapporto tra tetraedri con Si e tetraedri con Al e dalla diversa quantità di ioni met+; Al forma un legame in meno rispetto al Si, per cui un atomo di O è –, motivo x cui i tetraedri si uniscono a ioni met+) NON SILICATI:
- ossidi e idrossidi = O unito a elemento metallico e acqua + O. ematite S 2 O 3 , magnetite Fe 3 O 4 , limonite Fe 2 O 3 + nH 2 O
- carbonati = contengono il gruppo carbonato CO 3 ²-. Calcite CaCO 3 , dolomite Ca,Mg (CO 3 ) 2
- solfuri = contengono zolfo S
- alogenuri = contengono alogeni. Salgemma NaCl
- solfati = contengono il gruppo solfato SO 4 -. Gesso CaSO 4 , anidrite CaSO 4 + 2H 2 O
- (^) fosfati = contengono il gruppo fosfato
Rocce: Ciclo litogenetico = insieme di processi endogeni o esogeni che portano alla
formazione di rocce.
Gruppi:
- magmatiche = da processi endogeni. si formano dopo il raffreddamento e la solidificazione (cristallizzazione) del magma che è una miscela di sostanze allo stato fuso prodotta in profondità tra 5 e 200km in seguito alla fusione di porzioni di mantello superiore o di crosta; a 600°C<T<1600°C risale attraverso le fratture della crosta e i vulcani raffreddandosi
- sedimentarie = da processi esogeni che avvengono in superficie in ambienti con T e P modeste. si formano per: accumulo di detriti derivante dall’erosione di rocce preesistenti; precipitazione di sali; accumulo di resti prodotti dagli organismi
- metamorfiche = da processi endogeni. derivano da rocce preesistenti che hanno subito delle modificazioni in seguito a variazioni di T o P
Processo magmatico
Rocce magmatiche
Classificazione in base alla struttura
- intrusive (plutoniche) = solidificano in profondità; processo di solidificazione lunghissimo perché il calore viene disperso lentamente e avviene in un ampio intervallo di T (perché nel magma ci sono sostanze con diverse T di solidificazione) F 0 E 0strutture: olocristallina (granulare, dove tutti i minerali sono visibili ad occhio nudo come cristalli con forma e colore definiti); idiomorfa (riescono a raggiungere il loro abito cristallino); allotriomorfa (la cui forma coincide con lo spazio rimanente)
- effusive (vulcaniche) = solidificano in superficie; da magmi che, spinti dalla P dei gas, arrivano in superficie provocando eruzioni vulcaniche e solidificano. La lava è il magma che fuoriesce (e perde gas fino ad esserne privo) in 2 modi: esplosioni (solidifica subito) o colate (solidifica in giorni o settimane) F 0 E 0strutture: vetrosa (amorfa, da un’attività vulcanica esplosiva in cui P e T della lava diminuiscono bruscamente –solidificazione veloce- es: ossidiana, pomice); porfirica (fenocristalli – che si formano quando il magma è nel vulcano in profondità - immersi in una pasta di fondo microcristallina o vetrosa in cui si mescolano quando il magma solidifica)
- ipoabissali = da piccole masse di magmi, già modificati per la risalita, che solidificano in prossimità della superficie, nelle fratture: originano qui dei filoni che solidificano + in fretta nelle cui parti terminali si concentrano i gas del magma F 0 E 0strutture: porfirica (vedi sopra); aplitica (finemente granulare con cristalli di uguali dimensioni); pegmatitica (con cristalli grossi)
Classificazione in base alla composizione (in base alla quantità di
silice)
- sialiche = % alta di silice e chiare.
- quarzo
- feldspati = formati da K, Al, Si, O: plagioclasi, ortoclasio
- feldspatoidi = formati da Na, Al, Si, O: leucite, nefelina
- intermedie
- femiche = % bassa di silice e scure; hanno + Fe e Mg.
- miche = silicati complessi formati da Fe, Mg, K, Al: biotite, muscovite
- pirosseni = formati da Fe, Mg, Al, Ca o Na
- anfiboli = formati da Fe, Mg, Al, Ca, OH-
- olivine = Mg 2 SiO 4 oppure Fe 2 SiO 4
- ultrafemiche = silice assente, scurissime
Famiglie in cui sono comprese rocce con diversa struttura ma uguale composizione chimica:
- graniti = sialiche; da magmi alcalo-calcici; chiare; modeste quantità di minerali femici;
δ variabile (< femiche); contengono quarzo, feldspato di potassio, plagioclasio sodico.
Intrusivi = graniti. Effusivi = rioliti (struttura porfirica); ossidiane e pomici (struttura vetrosa)
- dioriti = intermedie; da magmi alcalo-calcici; grigie; minerali sialici e femici proporzionati in modo simile; non contengono quarzo o ne hanno poco, ma contengono: anfiboli, feldspati, plagioclasi Intrusive = dioriti (se hanno quarzo = granodioriti). Effusive = andesiti
- gabbri = femiche: da magmi alcalo-calcici; non contengono feldspati e quarzo, ma solo minerali femici come plagioclasio calcico, pirosseno e un po’ di olivina. Intrusivi = gabbri. Effusivi = basalti (scure, struttura porfirica) e leuciti (femiche, da magmi alcalini, struttura porfirica con fenocristalli bianchi su pasta di fondo grigia)
- riolitiche = da magmi sialici, più viscose, 800-900°C, scorrimento lento, rare perché i sialici solidificano in profondità; formano strutture bulbose appena uscite dal cratere o dentro (cupole, duomi, guglie); se il raffreddamento è veloce e il magma è ricco di acqua e gas, si formano lave spugnose o vetri vulcanici come l’ossidiana
- andesitiche = da magmi intermedi, comportamento intermedio tra le precedenti
2. per la loro struttura/forma possono essere:
- (^) a corda = basaltiche. generano colate molto fluide in prossimità del camino vulcanico e si distendono in strati sottili ricoperti da una pellicola levigata che solidifica rapidamente che mantiene una certa plasticità, poiché deformato dal fluido sottostante, fino a formare strutture a pieghe
- a blocchi scoriacei = basaltiche. aspetto spugnoso, costituite da blocchi con superficie irregolare poiché scoriacea. Si forma quando la lava, che ha perso i componenti volatili e si è solidificata in superficie. Questo strato si spacca in blocchi frastagliati
- a colonna = basaltiche. subiscono brusco raffreddamento (=contrazione forte) e solidifica in colonne verticale a sezione prismatica
- a cuscini = basaltiche o andesitiche. Effuse da vulcani sottomarini. Gas e lava liberati lentamente. lava solidifica subito formando una pellicola vetrosa che isola la bolla di materiale fuso.
- materiali piroclastici = i piroclasti sono solidi o semisolidi [polveri ( F 0 E 0tufi vulcanici), ceneri, lapilli e bombe ( F 0 E 0brecce vulcaniche)] eiettati nell’atm attraverso esplosioni violente e, quando ricadono, i + pesanti rimangono vicino al vulcano e i + leggeri vanno
- lontano: quando solidificano formano le rocce piroclastiche. Possono essere eiettati assieme a una nube ardente di gas molto densi che si muove come una colata lavica. Possono essere delle base surge, vere e proprie colate di piroclasti meno densi (elevata P) e ricchi di gas e acqua
Plutoni
corpi ignei (magmatici) intrusivi che si formano dalla solidificazione in profondità dei magmi che non riescono a raggiungere la superficie. Hanno forme e dimensioni variabili e sono sempre circondati da rocce incassanti di altra natura. Quando attraversa trasversalmente degli strati sedimentari, si chiamano p. discordanti ; quando si inseriscono tra uno strato e l’altro, si chiamano p.concordanti. Cmq, in base alla forma, alle dimensioni e ai rapporti tra le rocce incassanti, si possono dividere in:
- batoliti
- filoni
- laccoliti
Processo sedimentario
Rocce sedimentarie
Caratteristiche
Struttura stratificata : nella roccia ci sono strati subparalleli di detriti cementati. Ogni strato corrisponde a un preciso evento sedimentario. Lo studio degli strati è importante per la ricostruzione della storia della terra, anche perché negli strati possono esserci fossili animali o vegetali Struttura compatta : la roccia è composta da sali che si formano per precipitazione o da materiali accumulatisi negli organismi biocostruttori.
Classificazion e basata sulla genesi delle rocce:
- rocce clastiche o detritiche = rocce coerenti formate da clasti incoerenti o cementati. La loro classificazione si basa sulle dimensioni e sulla forma delle particelle più abbondanti di cui sono costituite e sull’eventuale cemento presente. - Ghiaie (clasti grossolani, d>2mm) F 0 E 0conglomerati (ciottoli arrotondati), brecce (ciottoli spigolosi). Si trovano lungo pareti montuose o coste rocciose. Hanno
subito un breve trasporto perché richiedono un sistema di trasp con maggiore energia
- (^) Sabbie (clasti medi, 2mm<d<1/16mm) F 0 E 0arenarie (15% delle rocce sedimentarie). Si trovano nei deserti, sui fiumi, sui laghi, in zone marine poco profonde.
- Silt (clasti piccoli, 1/16mm<d<1/256mm) F 0 E 0siltiti
- (^) Argille (clasti microscopici, d<1/256mm) F 0 E 0argilliti (possono assorbire molta acqua fino alla rottura in scaglie secondo superfici piane. Possono essere associate a sedimenti fini di origine chimica o organogena producendo rocce di composizione mista.
- Rocce piroclastiche dalla sedimentazione e diagenesi dei materiali solidi eruttati dai vulcani. Possono essere: - brecce vulcaniche (blocchi grossolani) - tufi (frammenti con 32mm<d<4mm) - (^) cineriti (polveri con d<4mm)
- rocce di deposito chimico = formate da sostanze depositate durante processi chimici. Possono essere:
- evaporiti = rocce cristalline formate dalla precipitazione (secondo la loro solubilità) di sali dopo l’evaporazione intensa dell’acqua in clima caldo-arido (es: salgemma , gesso , anidriti )
- (^) calcari inorganici = dalla precipitazione di CaCO 3 ; es: travertino - spugnosa, usata come pietra di costruzione -, stalattiti e stalagmiti - dalla disposizione concentrica del calcare-
- rocce silicee = dalla precipitazione di SiO 2 ; es: selce - compatta -, diaspro - stratificata-. La silice può essere presente in forme diverse a seconda del grado di diagenesi: es. opale (silice amorfa) F 0 E 0 calcedonio F 0 E 0 quarzo
- rocce residuali = dall’accumulo nel luogo di formazione; es: caolino, bauxite, lateriti.
- rocce organogene = formate da sedimenti prodotti da esseri viventi. Possono essere:
- carbonatiche:
- calcari = ambiente marino o acque dolci, da resti di organismi unicellulari o da gusci (conchiglie) di invertebrati contenenti CaCO 3. Sedimentazione lenta e indisturbata. Es: stromatoliti (tappeti di cianobatteri e batteri che trattengono CaCO 3 con struttura a lamine convesse; le più antiche hanno 3mld di anni)
- dolomie = dalla diagenesi di calcari marini in cui l’acqua ha portato alla sostituzione degli ioni Ca con ioni di Mg attraverso la dolomitizzazione dei calcari. Costituite al 50% da dolomite. Scogliere coralline.
- silicee: dalla diagenesi di organismi marini (diatomee e radiolari) che usano SiO 2 per costruirsi i gusci e gli scheletri. Sono porose e friabili. Es: diatomiti, radiolariti (se vengono ulteriormente litificate, si trasformano in selci)
- fosfatiche: da scheletri di vertebrati o dall’accumulo di escrementi di uccelli marini. Contengono fosfato di calcio, sfruttate per produrre fertilizzanti
- combustibili fossili: dall’accumulo e dalla trasformazione di materiali organici, bruciano con l’ossigeno e producono energia. - carboni = compatte e brillanti o friabili e opache, fino al 95% carbonio, per distillazione danno vapori (gas combustibili) che bruciano lasciando il carbon coke (massa grigia, porosa e leggera). Costituiti da resti di vegetali (felci, equiseti, licopodi, conifere, foglie, spore, granuli pollinici) e sono associate a rocce sedimentarie di origine continentale (clastiche). Derivano da un processo incompleto di decomposizione, che fa aumentare indirettamente il contenuto di carbonio, operato da batteri in acqua in condizioni anaerobiche in ambiente paludoso. In base al contenuto di carbonio si distinguono vari tipi di carboni via via più antichi e con +carbonio.
- torba = +recente, - carbonio, poca energia nella combustione
- lignite = +compatta, + energia della torba
- litantrace = +carbonio, usata per produrre coke, gas illuminante, catrame vegetale
Ci sono 3 tipi di metamorfismo in base alle situazioni geologiche :
- di contatto = quando una roccia viene a contatto con un magma che risale verso la superficie. Il magma apporta variazioni causate dal calore nella composizione e nel grado di cristallizzazione della roccia che incontra. Anche gli agenti mineralizzatori (gas) del magma facilitano trasformazioni nell’aureola di contatto (zona circostante la roccia.) si formano rocce granulari *.
- cataclastico = quando le masse rocciose sono piegate e fratturate nelle zone di tensione e frizione della crosta terrestre. Trasformazioni chimiche e mineralogiche ridotte o assenti. Causato dall’azione di pressioni elevate. Le rocce sono ridotte in frammenti di dimensioni variabili, i minerali possono subire una ricristallizzazione, possono orientarsi o allungarsi.
- regionale = a causa dell’azione combinata di pressione e temperatura. Coinvolge ampie zone della crosta. Quando le rocce vengono sepolte in profondità per il carico dei sedimenti o quando le rocce sono coinvolte in fenomeni che causano il corrugamento di alcune parti della crosta. Portano alla formazione di nuove specie mineralogiche. Forma strutture lamellari e, se T molto elevata, granulari. Si formano rocce massicce con cristalli grandi orientati immersi in una parta di fondo di piccoli cristalli o laminari.
Rocce metamorfiche
Struttura
I mutamenti fisico-chimici che avvengono durante i processi metamorfici dipendono da:
- tipo di processo
- intensità delle variazioni di T o p
- (^) caratteristiche delle rocce I cambiamenti dovuti a T e p più evidenti sono visibili nella struttura; provocano 3 effetti:
- (^) ricristallizzazione e aumento della grana (= dimensione dei cristalli) per aumento di T. tipica del metamorfismo di contatto *. (es: marmo derivante dal metamorfismo del calcare in cui i cristalli di calcite si ingrandiscono)
- frantumazione della roccia in granuli tipica del metamorfismo cataclastico. Granuli cementati tra loro (struttura simile alle rocce sedimentarie) oppure semplicemente finemente granulare.
- orientazione preferenziale dei minerali , dovuta all’azione di pressioni forti in un’unica direzione che fanno sì che la roccia si comporti in modo plastico e duttile. Frequente nel metamorfismo regionale.
- lineazione (= allineamento dei minerali allungati nella direzione in cui agisce la pressione) es: anfiboli e pirosseni
- foliazione (= cristalli della stessa specie tendono ad accrescersi e a riunirsi in piani alternati a piani diversi, contorti o piegati, per composizione e grana) F 0 E 0 scistosità = particolare foliazione che fa sì che la roccia si rompa in lastre lungo piani di scistosità paralleli
Classificazioni
1. In base all’intensità della variazione di temperatura e pressione in cui avvengono i processi
metamorfici, si distinguono i gradi di metamorfismo : il più basso è simile alla diagenesi, poi vi sono quelli di grado più alto:
- ultrametamorfismo = fusione parziale delle rocce causata da forti variazioni di p o T, nelle regioni profonde, piegate e deformate della crosta (con p e T elevate). Quando si fondono le rocce, a seconda del loro punto di fusione, si forma un migma (= massa costituita da paleosoma -parte solida- e neosoma - parte fusa sialica-) che si solidifica e forma rocce simili alle granitiche, le migmatiti
- (^) anatessi = conseguenza del precedente se T è molto elevata; dalla fusione parziale delle rocce si può formare un vero e proprio magma (= totalmente allo stato fuso) che genera rocce intrusive. La temperatura (che varia tra 600°C e 1200°C) oltre la quale si verificano questi due dipende da:
- composizione iniziale delle rocce
2. Ogni precisa condizione termodinamica corrisponde a un particolare grado di metamorfismo
in cui si formano determinati minerali e che definisce una facies metamorfica (che comprende tutte le rocce che hanno subito un metamorfismo di un particolare grado, che si formano cioè, nello stesso intervallo di T e p). A ogni facies corrispondono alcune associazioni di minerali indice. Ogni facies è indicata col nome di una roccia tipica ma comprende tutte le rocce formatesi alle stesse condizioni:
- zeoliti
- hornfels
- (^) scisti verdi
- scisti blu
- anfiboliti e micascisti
- granuliti
- eclogiti
3. Basata sulla struttura , sulla loro origine e sul grado di metamorfismo subito.
- Dal metamorfismo di rocce magmatiche sialiche e di argille:
- argilloscisti = struttura debolmente scistosa. Derivano dal metamorfismo di basso grado delle argille. Si dividono in lastre sottili di grande estensione superificiale. Es: ardesie
- filladi = scistose a grana fine. Derivano dal metamorfismo di basso grado delle argille o delle rocce magmatiche sialiche. Si sfaldano facilmente secondo piani simili a fogli. Contengono quarzo e miche in letti alternati chiari e scuri.
- scisti (verdi) = sfaldatura scistosa. Derivano da un metamorfismo più intenso. Es: micascisti in cui si alternano piani di quarzo e mica di > spessore rispetto a quelli delle filladi.
- gneiss = struttura scistosa poco evidente. Derivano dal metamorfismo di alto grado di rocce argillose o granitiche. Formati da grossi cristalli separati.
- Dal metamorfismo di rocce basaltiche e ultrafemiche:
- (^) scisti blu = dal metamorfismo di basalti a p elevata e a T modesta. Si trova il glaucofane
- (^) eclogiti = dal metamorfismo di basalti a p e T elevate. Si trovano pirosseni e granati
- Dal metamorfismo di rocce carbonatiche:
- marmi = dal metamorfismo di qualsiasi grado, di contatto o regionale, di calcari. Le sue venature dimostrano la presenza di impurità argillose o silicatiche.
Dinamica della litosfera
Teoria di Wegener della deriva dei continenti
Secondo questa teoria, fino a 200milioni di anni fa esisteva un unico grande continente, Pangea , circondato da un unico grande oceano, Pantàlassa. America Nord unita a Eurasia, America Sud unita a Africa e Antartide+Australia+India unite al sud dell’Africa. 180milioni di anni fa la Pangea iniziò a dividersi e le grandi masse continentali hanno iniziato a muoversi orizzontalmente su un substrato profondo plastico fino a raggiungere le posizioni attuali. La nascita delle catene montuose è una conseguenza dei movimenti di deriva. La teoria è provata da prove :
- geomorfologiche = a circa 900m di profondità, Africa e America Sud si incastrano perfettamente. Guardando le linee di costa, non combaciano perché la linea di costa non costituisce il limite tra oceano e continente.
- paleontologiche = sulle coste atlantiche dell’Africa e dell’America del Sud sono stati ritrovati rocce e fossili animali e vegetali simili. In precedenza, per spiegare la distribuzione della flora e della sulle coste atlantiche, si ricorreva all’ipotesi dei ponti continentali (= tratti di crosta continentale, che in passato avrebbero collegato continenti, ora sprofondati nei fondali oceanici) che per Wegener non è possibile, perché non è possibile che rocce leggere sprofondino.
- convergenti, distruttivi = coincidono con i sistemi arco-fossa e le catene montuose recenti (intensa attività sismica e vulcanica effusiva o intrusiva). Margini lungo i quali le zolle entrano in collisione e si hanno meccanismi di compressione.
- (^) conservativi = coincidono con le faglie trasformi estese a scorrimento orizzontale (intensa attività sismica, no vulcanica). Margini lungo cui le zolle scivolano parallelamente (senza creazione o distruzione di litosfera) in senso opposto. Le faglie trasformi che tagliano trasversalmente le dorsali (scarpate ripide con attività sismica superficiale e attività effusiva) sono margini lungo i quali le zolle si muovono in senso opposto solo nei tratti compresi tra un troncone e l’altro della dorsale; la loro formazione dipende dalla quantità di lava emessa nei singoli tratti. Attività sismica associata ai margini di placca: presente nelle zone di subduzione ; gli ipocentri sono in profondità e solo lungo il piano di subduzione, che viene chiamato piano di Beinoff. Attività vulcanica associata ai margini di placca :
- (^) lungo i margini divergenti delle placche (zone di distensione della crosta) eruzioni lineari con attività effusiva tranquilla; magma primario dalla fusione del mantello astenosferico
- nelle zone di subduzione , attività vulcanica esplosiva; magma misto
- (^) nelle zone di compressione, si formano magmi di anatessi che risalgono con difficoltà per le forti pressioni e che possono generare plutoni granitici o granodioritici
- (^) nelle zone in cui giungono in superficie pennacchi , si generano punti caldi dai quali effondono lave basaltiche. Il motore della tettonica delle zolle sono
- i movimenti convettivi del mantello. Le celle convettive coinvolgono o solo l’astenosfera o tutto il mantello o formano due strati sovrapposti. Cmq, i rami ascendenti di 2 celle contigue sono sotto le dorsali e quelli discendenti, invece, sotto le zone di subduzione; i rami superiori paralleli alla superficie terrestre sono alla base delle zolle e fungono da nastri trasportatori.
- i pennacchi di materiale caldo provenienti dal mantello inferiore a contatto col nucleo F 0 E 0inarcando la crosta, generano punti caldi = fenomeni vulcanici isolati non originati dall’interazione tra 2 margini di zolle; zone con flusso termico elevato, in qui si verifica emissione di lava basaltica -il pennacchio-. La posizione dei pennacchi non muta nel tempo, per cui, quando la zolla si sposta scorrendo sopra un punto caldo, lasciano delle tracce = serie di coni vulcanici spenti allineati in ordine di età decrescente. Principali placche : zolla euroasiatica, zolla filippina, zolla indoaustraliana, zolla nordamericana, zolla pacifica, zolla delle cocos, zolla caraibica, zolla di nazca, zolla sudamericana, zolla antartica, zolla adriatica, zolla egea, zolla araba, zolla africana, zolla turca 3 diversi fenomeni orogenetici (= processi tettonici, vulcanici e metamorfici che contribuiscono alla costruzione di una catena montuosa):
.1 collisione tra litosfera continentale e litosfera oceanica
la litosfera o. (+densa) si piega e si immerge sotto quella c.(-densa) = subduzione della placca o. le cui dimensioni si riducono e deformazione del margine di quella c.; si forma una fossa oceanica (che segna il limite tra le 2 placche), inizia attività sismica intensa sul margine di subduzione (margini continentali attivi). La zolla o. si incunea lungo un piano di subduzione inclinato sotto la placca c. verso il basso trascinando con sé i sedimenti sovrastanti e i frammenti del margine della zolla c. lacerato. Mantello e litosfera a 100-150km di profondità si fondono e formano un magma che, risalendo, crea un arco vulcanico sul margine della zolla c. F 0 E 0 ispessimento crosta terrestre, formazione di una catena montuosa.
.2 collisione tra 2 porzioni di litosfera oceanica
la placca +rigida e fredda scivola sotto l’altra ( subduzione ) formando una fossa in pieno oceano. Magmi generati dalla fusione della zolla andata in subduzione risalgono attraverso la litosfera dell’altra F 0 E 0vulcanesimo sottomarino o arco vulcanico insulare (+ detriti dell’erosione della parte emersa, lave, lapilli, ceneri F 0 E 0Filippine e Giappone)
.3 collisione tra 2 porzioni di litosfera continentale
zolle poco dense che non possono infossarsi; si fratturano, i sedimenti scorrono gli uni sugli altri accavallandosi fino a costruire una catena montuosa. Compressione. Può essere la fase terminale della subduzione.
Cratoni e orogeni
Cratoni = nuclei + antichi dei continenti, la cui crosta ha raggiunto una elevata stabilità (sismicità quasi nulla e flusso di calore basso e uniforme) e comprendono: scudi = costituiti da rocce magmatiche e metamorfiche antiche fino a 3,8 mld di anni. In essi i rilievi non sono molto accentuati per l’erosione e il metamorfismo subito dalle rocce. Non hanno una composizione omogenea, sembrano blocchi rocciosi (diversi per composizione e per epoca di formazione) affiancati e saldati lungo piani di faglia. A volte coperti da sedimenti. tavolati = che si estendono intorno agli scudi con una copertura di sedimenti sopra un substrato roccioso come quello degli scudi. Le rocce magmatiche e metamorfiche sono coperte da coltri di rocce sedimentarie che ne nascondono la composizione e la struttura. Orogeni = fasce lunghe anche migliaia di km che si estendono intorno ai cratoni accrescendone la superficie (e ivi si formano quando i cratoni sono coinvolti in collisioni tra placche), caratterizzate da catene montuose formatesi negli ultimi 500 milioni di anni. Presentano profonde deformazioni dovute all’intensa attività magmatica e metamorfica. Ci sono pieghe e faglie, segno di una avvenuta compressione.
Margini continentali attivi e passivi
Margini continentali attivi = coincidono con un margine di placca; sono altamente instabili (x fenomeni di compressione e subduzione); in prossimità della costa, forma un sistema arco- fossa. Margini continentali passivi = lontani dai margini di placca, segnano il limite tra un continente e un oceano appartenenti alla stessa placca; regioni relativamente stabili (margine atlantico). Andando al largo a partire dalla crosta, sono costituiti da una piattaforma su cui si depositano i sedimenti continentali e poi da una scarpata poco inclinata che termina sul fondale e segna il passaggio alla crosta oceanica.
Terremoti e struttura interna della Terra
Sismi
vibrazioni naturali del suolo provocate dalla liberazione rapida di energia meccanica accumulata all’interno della litosfera. Le rocce si fratturano e l’energia viene dissipata sottoforma di calore e onde elastiche che, giungendo in superficie, generano le scosse. Ipocentro = luogo in profondità da cui si libera energia, da cui partono le vibrazioni elastiche che si propagano in tutte le direzioni Epicentro = punto della superficie terrestre (verticalmente sopra rispetto all’ipocentro) che per primo viene raggiunto dalle vibrazioni e in cui si avvertono le scosse più forti. Scosse:
- sussultorie = movimento verticale che si avverte nell’epicentro
- ondulatorie = movimento orizzontale che si avverte intorno all’epicentro
- rotatorie = movimento dato dall’interferenza tra i due movimenti precedenti Le cause dei terremoti permettono di farne una classificazione:
- vulcanici = accompagnano o precedono le eruzioni vulcaniche improvvise. 7% dei terremoti. Nelle zone dove ci sono vulcani si registrano microsismi provocati dai movimenti del magma. Non c’è correlazione precisa tra intensità/frequenza dei microsismi e l’eruzione. Le scosse più violente si hanno quando ci sono eruzioni esplosive, quando c’è una brusca variazione di p nella camera magmatica.
- da crollo = dal crollo della volta di una grotta o di una miniera. Eventi accidentali, di debole intensità, frequenti nelle regioni carsiche con cavità e fiumi sotterranei.
- da esplosione = eventi artificiali che avvengono quando si fa esplodere un dispositivo chimico o nucleare sotterraneo.
- tettonici = causati da agenti endogeni quando le masse rocciose si fratturano improvvisamente in zone di tensione della litosfera. Sono i più frequenti e i più intensi, non sono episodi isolati perché riguardano aree della terra precise =
