La Terra: com'è fatta?, Appunti di Geografia

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GEOGRAFIA

La Terra

LA FORMA DELLA

TERRA

Nel 2009 l’ESA (European Space Agency) ha inviato in orbita il satellite GOCE (Gravity field and steady- state Ocean Circulation Explorer) per misurare con grande accuratezza le disomogeneità del campo gravimetrico terrestre e quindi per determinare la forma della Terra con una precisione mai raggiunta prima. Come si vede qui a lato, il risultato è incredibile: il nostro mondo appare di forma ovale e pieno di bitorzoli come una patata!

Contemporaneamente all’aumento della sua massa, il pianeta si riscaldò fino alla fusione dei suoi componenti. Sul pianeta completamente fuso si verificò quindi la separazione dei materiali in base alla loro densità (fase di zonazione chimica) il ferro, a densità più elevata, si raccolse al centro originando il nucleo i silicati di ferro e magnesio, a densità media, formarono il mantello i silicati di alluminio, calcio, sodio e potassio, meno densi, risalirono in superficie originando la crosta, che lentamente si raffreddò e solidificò Il pianeta Terra assunse così una struttura interna ad involucri a differente composizione chimica, definita zonazione chimica

STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA

La struttura interna della Terra ha una disposizione a strati che possono essere definiti sia da proprietà chimiche che reologiche. Dal punto di vista chimico la terra può essere divisa in crosta, mantello superiore, mantello inferiore, nucleo esterno e nucleo interno. Meccanicamente si può suddividere in litosfera, astenosfera, mesosfera, nucleo esterno e nucleo interno. La Terra ha una crosta esterna solida di silicati, un mantello estremamente viscoso, un nucleo esterno liquido che è molto meno viscoso del mantello, e un nucleo interno solido. La comprensione scientifica della struttura interna della Terra è basata sulle estrapolazioni di evidenza fisica scaturita dai campioni portati alla superficie dalle più remote profondità tramite l'attività vulcanica e dalle analisi delle onde sismiche che l'hanno attraversata.

CROSTA

La crosta terrestre è l'unico strato del pianeta a possedere una marcata eterogeneità laterale. Crosta continentale, con spessori che sono mediamente attorno ai 35 km con valori massimi di 90 km in corrispondenza delle catene montuose. E’ caratterizzata da una densità media di circa 2,9 kg/dm3, con rocce cristalline prevalentemente granitiche. Crosta oceanica, con spessori che variano da 0 a 10 km e con una densità uguale se non superiore a quella del mantello sottostante in quanto costituita prevalentemente di rocce ultrabasiche e basiche (densità media di circa 3,2 kg/dm3). L'estensione areale della crosta continentale è maggiore dell'estensione delle terre emerse, in quanto comprende anche tutti i territori sommersi fino alla profondità di 2500 metri. Il gradino morfologico che marca il passaggio tra crosta continentale e crosta oceanica è detto scarpata continentale.

MANTELLO

Inviluppo solido, a viscosità molto elevata, compreso tra la crosta e il nucleo e avente uno spessore di circa 2970 km. Il suo contatto con la sovrastante crosta terrestre è detto discontinuità di Mohorovičić ("Moho"). Il suo contatto con il nucleo è detto discontinuità di Gutenberg. Il mantello superiore immediatamente sotto la crosta terrestre viene definito "mantello litosferico" ed insieme alla crosta costituisce la litosfera. A maggiore profondità, che varia da circa 80 km sotto gli oceani a circa 200 km sotto i continenti, c'è uno strato a comportamento viscoso, comunemente definito astenosfera. Tale bassa viscosità è stata associata ad uno stato di fusione parziale del mantello, ed è comunque dovuta alle alte temperature.

ASTENOSFERA

Regione del mantello terrestre al di sotto della litosfera, caratterizzata da una brusca diminuzione della velocità di propagazione delle onde sismiche (in particolare, delle onde S). Si estende tra 70 e 250 km circa di profondità, con limiti più incerti nelle aree continentali, dove, se presente, può trovarsi a profondità maggiori; si interpreta come zona a comportamento plastico in cui le rocce sono prossime al punto di fusione (temperatura maggiore di 1.000 °C). Sotto le dorsali oceaniche, conformemente all'assottigliamento della litosfera, l'astenosfera risale verso la superficie. La viscosità, pur elevata, consente all'astenosfera di comportarsi come un liquido e scorrere lentamente se sottoposta a stress di lunga durata: questa plasticità è alla base della Tettonica delle placche. Oltre a favorire movimenti di scivolamento laterale e di subduzione, la viscosità dell'astenosfera consente anche movimenti verticali: l'interazione tra litosfera ed astenosfera è simile a quella di una zattera e del liquido, necessariamente più denso, su cui galleggia. Tale equilibrio si dice isostatico, i movimenti che lo ristabiliscono quando è perturbato sono i movimenti isostatici.

ISOSTASIA

In geologia l'isostasia è un fenomeno di equilibrio gravitazionale che si verifica sulla Terra tra la litosfera e la sottostante astenosfera. Il principio dell'isostasia afferma che per ciascuna colonna di materiale deve esserci la stessa massa per unità di area tra la superficie ed una certa profondità di compensazione. Per il principio di Archimede una massa rocciosa galleggia sul mantello sottostante e sporge più o meno evidentemente. Ogni variazione di massa di questi corpi rocciosi provoca uno spostamento verticale degli stessi, fino al conseguimento di un nuovo equilibrio. Questi movimenti sono detti aggiustamenti isostatici, ma siccome i blocchi si modificano di continuo, un equilibrio isostatico definitivo non sarà mai raggiunto.

La penisola scandinava si sta alzando con una velocità variabile tra 2 e 9 millimetri all'anno e questo innalzamento è documentato dalla presenza di spiagge marine a varie quote. Si ritiene che per tornare al suo equilibrio isostatico originario la Scandinavia dovrà innalzarsi per altri 200 metri. Questo innalzamento è tuttora in atto anche se la calotta dei ghiacci si è ritirata da vari millenni e questo è dovuto all'alta viscosità del mantello che ha un comportamento plastico ma durante intervalli di tempo molto lunghi (migliaia di anni).

Da osservazioni astronomiche (meteoriti), fisiche, ma soprattutto sismologiche, la composizione chimica del nucleo è sempre stata ritenuta costituita da materiali pesanti, essenzialmente ferro e, in misura minore, nichel. Da diversi anni si era supposto che il nucleo, tutto il nucleo, fosse soggetto a movimenti di rotazione. Gli ultimi studi hanno accertato che il nucleo interno della Terra, in cui il ferro è allo stato solido, ruota verso est e gira più velocemente del resto del pianeta, mentre il nucleo esterno, composto principalmente di ferro fuso, ruota in direzione contraria, verso ovest, con una velocità più lenta. Ed è così che il pianeta produrrebbe il suo campo magnetico.