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Riassunto "Scienze della Terra", Sintesi del corso di Scienze della Terra

Programma di Scienze della terra richiesto per il concorso STEM per la classi di concorso A028 e simili. Argomenti trattati: Universo Vulcani e Terremoti Litosfera & mineralogia, Idrosfera e Atmosfera Clima e inquinamento

Tipologia: Sintesi del corso

2020/2021

In vendita dal 21/06/2021

Ale93flower
Ale93flower 🇮🇹

4.6

(19)

8 documenti

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Scarica Riassunto "Scienze della Terra" e più Sintesi del corso in PDF di Scienze della Terra solo su Docsity! L’Universo Il modello attualmente più accreditato della formazione dell’Universo è quello esplosivo, secondo cui sarebbe nato a seguito del Big Bang (12.5 miliardi di anni fa). Da quel momento la materia di nebulosa primordiale è esplosa e ha iniziato ad espandersi, innescando un processo di aggregazione della materia che ha dato origine ai corpi celesti. Le prime particelle elementari che si sono formate sono i quark e gli antiquark, da cui si sarebbero originati i protoni e neutroni. Dall’unione di questi due si sarebbero formati i primi nuclei di elio (He) e solo dopo 300 mila anni di espansione e raffreddamento, delle masse, si sono formati i primi atomi. Le masse divise dall’esplosione, successivamente, hanno iniziato ad aggregarsi per attrazione gravitazionale e dopo circa un miliardo di anni sono nate le prime stelle e galassie. Il primo scienziato a compiere osservazioni astronomiche fu Galileo Galilei che mise a punto un cannocchiale per l’osservazione degli astri. Lo studio della luce emessa o assorbita dai corpi celesti ci ha fornito informazioni circa la struttura e le caratteristiche dell’Universo. Le prove che confermano la teoria del Big Bang sono due: la continua espansione dell’universo e la radiazione cosmica di fondo. Quest’ultima, scoperta dallo scienziato russo Gamow, fa riferimento a una radiazione specifica presente in maniera omogena in tutto l’Universo, eco dell’esplosione primordiale. Secondo attuali teoria la fine dell’Universo potrebbe essere simile alla sua origine con un Big crunch o una morte fredda. Le galassie Le galassia sono ammassi di miliardi di stelle, di gas, di polveri interstellari, di pianeti, situati nell’Universo anche a distanze enormi gli uni dagli altri. Si pensa che le galassie si siano formate da materia primordiale aggregata, che per effetto della forza gravitazionale si è contratta e ha cominciato a muoversi su sé stessa. In base alla diversa velocità di rotazione, le galassie assumono forme diverse, distinguiamo difatti le galassie ellittiche, le galassia a spirale e a spirale barrata e quelle irregolari. La galassia dove si trova la Terra è detta Via Lattea o Galassia ed è una galassia a spirale, di diametro 100 mila anni luce, con al centro un buco nero detto “Sagittario A”. La sua forma appare schiacciata e con un rigonfiamento al centro a forma di disco. Il sistema solare si trova in un braccio della spirale chiamata Braccio di Orione. La Via Lattea, insieme ad altre galassie come quella di Andromeda, fa parte del cosiddetto Ammasso locale. La materia interstellare, presente in abbondanza nei bracci della galassia, forma le nebulose: nubi cosmiche di diversa luminosità, talvolta completamente scure, costituite da gas molto rarefatti e pulviscolo, con al centro un nucleo stellare. Le stelle Le stelle sono corpi celesti che brillano di luce propria. Esse nascono per condensazione di una grande quantità di materia presente all’interno delle nebulose, ammassi di gas e polveri cosmiche, il cui componente principale è l’idrogeno, insieme all’elio e ad altre sostanze. Le stelle si classificano in base alle loro dimensioni, alla temperatura superficiale, alla luminosità e alla densità. Per le dimensioni viene prese come parametro di confronto la grandezza del Sole, si distinguono quindi: - Le supergiganti (grandi 1000 volte il Sole); - Giganti (100 volte il Sole); - Medie (10 volte il Sole) - Nana (uguali al Sole). La temperatura superficiale è una caratteristica che determina il colore della stella. Infatti, le stelle si distinguono in: - Azzurre (30000 °C); - Bianche (10000 °C); - Gialle (5000 °C); - Rosse (3000 °C). Tuttavia, la temperatura interna delle stelle è simile tra i diversi tipi ed è circa 10 milioni di gradi, la temperatura necessaria per far avvenire le reazioni termonucleari da cui si origina l’energia delle stelle. Un’ulteriore modalità di classificazione delle stelle osserva il loro grado di luminosità, nello specifico si può parlare di tipi spettrali e se ne distinguono sette indicati con le lettere O, B, A, F, G, K e M (ordine decrescente di luminosità). La luminosità viene anche definita magnitudine apparente e dipende dalla distanza tra la stella e la Terra (il Sole ci appare la stella più grande solo perché è la più vicina a noi). Per confrontare stelle posizionate a distanze differenti si deve usare quindi la magnitudine assoluta che pone “idealmente” tutte le stelle alla stessa distanza Sole-Terra. Questa luminosità viene indicata con i magnitudini (valore zero è il valore di massima luminosità). La luminosità delle stelle varia nel corso del tempo: le stelle variabili hanno variazioni modeste di luminosità, regolari e periodiche; le stelle novae e le supernovae hanno variazioni di luminosità enormi, improvvise, causate da esplosioni violente che ne modificano la struttura. Il diagramma H-R è un’osservazione che raccoglie i dati della temperatura superficiale sulle ascisse e la luminosità sulle ordinate. Inserendo tutti i valori noti delle stelle conosciute nota che la distribuzione delle stelle sul piano cartesiano è disomogenea, la maggior parte delle stelle si addensa in una zona del piano che si configura come una fascia che attraversa il diagramma dell’alto-sinistra al basso-destra. Tale sequenza è la sequenza principale, dove in alto a sinistra si trovano le stelle giganti azzurre, molto calse e luminose, verso il centro si trovano stelle di luminosità e temperature via via decrescenti, fino a raggiungere la zona, in basso a destra, delle nane rosse. Le stelle nascono, si evolvono e muoiono e la vita loro prevede tre fasi: - fase di condensazione: l’attrazione gravitazionale tra le particelle della nebulosa innesca un moto turbolento e un contrarsi della materia che porta alla formazione dei primi nuclei. Durante l’addensamento della materia la temperatura aumenta e il corpo celeste inizia a irradiare energia sottoforma di radiazione infrarossa. È nata una protostella, e la durata di questa fase sarà inversamente proporzionale alla grandezza della stella. Quando la temperatura arriva a 10 Kelvin iniziano le prime reazione termonucleari e si accende la protostella, in queste reazioni quattro atomi di idrogeno vengono fusi per formare un unico atomo di elio. Da questa reazione “avanza” una leggera eccedenza di massa atomica convertita subito in energia secondo la legge E=m*c2. - fase di equilibrio: una volta innescate le reazioni termonucleari, si origina una forte espansione dei gas della stella, bilanciata dalla forza di attrazione delle particelle di gas del nucleo, per cui la stella entra in una fase di stabilità. Infatti, quando quasi tutto l’idrogeno della stella è stato convertito in elio, queste reazioni diminuiscono e il corpo celeste si dirige verso un alto equilibrio (di reazione). La durata di questa fase dipende dalla massa della stella in questione, ad esempio, stelle piccole e poco luminose consumano l’idrogeno più lentamente e avranno una vita più lunga. Quando la maggior parte dell’idrogeno è convertito in elio le reazioni termonucleari smettono di avvenire, e di conseguenza si altera l’equilibrio dinamico che si era instaurato tra attrazione delle particelle ed • All’interno della massa di Giove si verificano molte perturbazioni cicloniche, come la Grande Macchia Rossa; • Ha numerosi satelliti, tra cui le 4 lune scoperte da Galileo: Io, Europa, Ganimede e Callisto. 6. Saturno: • È il pianeta con la densità più bassa; • Ha un nucleo fatto di ferro e rocce, ma avvolto da idrogeno liquido e un’atmosfera costituita da idrogeno ed elio. • È circondato da 4 anelli situati nel piano equatoriale. Questi ruotano intorno al pianeta a velocità differenti e sono formati da ghiaccio e polvere; • Ha numerosi satelliti 7. Urano: • Non è visibile ad occhio nudo; • Molto ricco di metano; • Ha un moto di rotazione intorno al proprio asse in senso orario • Ha diversi satelliti • Ha un nucleo piccolo e roccioso 8. Nettuno • Appare di colore azzurro-verde; • Costituito da un oceano di fluido composto da metano, azoto ed elio) e avvolto da un’atmosfera di metano, acetilene e idrogeno. • Ha diversi satelliti. Gli asteroidi sono miglia di corpi rocciosi concentrati tra le orbite di Marte e Giove. Si ritiene che siano frammenti di un pianeta esploso e che si muovano secondo orbite diverse da quelle dei pianeti, oppure che quando si è formato il Sistema Solare, la materia che si trovava tra Marte e Giove, invece di raccogliersi per fare un pianeta, sarebbe rimasta distribuita in corpi celesti di piccole dimensioni. Il più grande asteroide è Cerere. Le comete sono corpi celesti formati da aggregati di gas e polvere costituiti prevalentemente da Elio, idrogeno, carbonio, sodio, ferro, nichel, cromo e vari idrocarburi. Esse provengono da una zona ai confini del sistema solare detta nube di Ort. Quando occasionalmente arrivano nell'orbita di Giove, il calore del sole è tale da farne mutare la forma e far evaporare i ghiacci superficiali. In tal caso si possono distinguere il nucleo, frammenti soliti di ghiaccio, la chioma, un involucro gassoso virgola e infine la coda, un prolungamento che si sviluppa dalla parte opposta del sole costituito da materia luminescente. In questo caso si parla di cometa. Una delle più famose della cometa di Halley virgola che transita vicino al sole tra parentesi perielio ogni 76 anni e prende il nome dallo scienziato egli è stato il primo ad osservare il fenomeno della periodicità delle comete, cioè il fenomeno secondo cui alcune comete descrivono delle orbite ellittiche intorno al sole e si trovano periodicamente imperi Elio e in afelio rispetto al sole. Esistono anche come te a periodiche che descrivono orbite a parabola o iperbole, per cui poi si dissolvono in polvere nello spazio. Le meteore sono corpi rocciosi di piccole dimensioni, formati dalla polvere lascata dal passaggio delle comete. Sono attratte dalla Terra, ma al contrario con l’atmosfera si incendiano e si consumano, lasciando in cielo le cosiddette stelle cadenti. Quando le meteore più grandi non si consumano del tutto, ma raggiungono la superficie terrestre, prendono il nome di meteoriti. L’urto con questi corpi celesti provoca la formazione di forti crateri da impatto (teoria sull’estinzione dei dinosauri nel Mesozoico). I pianeti si muovono intorno al Sole con un movimento di rivoluzione, descrivendo orbite ellittiche, più o meno complanari. La Terra, per compiere un giro completo attorno al Sole, impiega un anno, tempo definito periodo di rivoluzione. Il moto di rivoluzione di ciascun pianeta è regolato da leggi ben precise, formulate dall’astronomo Keplero e poi completate da Isaac Newton. I. Prima legge di Keplero: i pianeti, nel loro moto di rivoluzione, ruotano intorno al Sole descrivendo orbite ellittiche, nelle quali il Sole occupa uno dei due fuochi. Quindi la distanza tra piante e il Sole non è costante, ha un massimo -perielio- e un minimo -afelio-; II. Seconda legge di Keplero: i pianeti percorrono la loro orbita a velocità diverse, rallentano in afelio e accelerano in perielio; III. Terza Legge di Keplero: i pianeti più lontani dal Sole hanno periodi di rivoluzioni più lunghi; IV. Legge di Newton (o legge della gravitazione universale): due corpi si attraggono con una forza F direttamente proporzionale al prodotto tra le masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza. Secondo la formula: 𝐹 = 𝐺 ∗ (𝑚 ∗ 𝑚) 𝑟2 La Terra La forma della Terra viene definita con il termine geoide, una sfera schiacciata ai poli. Questo fenomeno è dovuto al fatto che i punti della superficie terrestre non si muovono tutti alla stessa velocità, che risulta minore ai poli e maggiore all’equatore. Ai poli è addirittura nulla, per cui di fatto la Terra in questi punti è ferma. Sempre per lo stesso motivo, con il termine circonferenza massima si indica quella dell’equatore e divide la Terra in due: emisfero boreale e australe. Per distinguere ogni singolo punto presente sulla Terra dagli altri, gli astronomi hanno ideato un sistema di riferimento, rappresentato da un reticolo geometrico distinto in paralleli e meridiani: i paralleli sono linee orizzontali, l’equatore è considerato il parallelo 0°C e ce ne sono 90 nell’emisfero boreale e altrettanti nell’emisfero australe. I meridiani, analogamente, hanno un meridiano “zero” di riferimento, il meridiano di Greenwich, e sono in tutto 360. All’intersezione tra l’asse terrestre e la superficie del pianeta troviamo i poli (Nord e Sud). Questo sistema di riferimento ci permette di definire ogni punto sulla superficie terrestre come una combinazione di coordinate (longitudine, latitudine e altezza). • Longitudine: distanza del punto P con il meridiano di riferimento; • Latitudine: distanza del punto P dall’equatore; • Altitudine: distanza dal livello del mare (può essere negativa). I moti della Terra sono molteplici ma i principali sono tre: moto di rivoluzione (intorno al sole), moto di rotazione (intorno al proprio asse) e moto di traslazione (come parte del Sistema Solare). Il moto di rotazione è quello che la Terra compie intorno al proprio asse da Ovest a Est, cioè in senso antiorario, e per compiere un giro intero la Terra impiega 23 ore, 56 minuti e 4 secondi (durata del giorno solare). I poli sono esclusi da questa rotazione in quanto hanno velocità lineare pari a zero. Le prove e gli esperimento a sostegno del moto di rotazione sono: l’esperimento della torre degli Asinelli a Bologna e il pendolo di Foucault. Le conseguenze del moto di rotazione sono: alternarsi del dì e della notte, moto apparente del sole e del cielo e la forza di Coriolis. Il moto di rivoluzione descrive l’orbita ellittica che la Terra percorre intorno al Sole. Nel moto di rivoluzione un anno solare dura 365 giorni 5 ore e 48 secondi, e durante l’anno solare si osservano il perielio e l’afelio. Le conseguenze del moto di rivoluzione sono: la diversa durata del dì e della notte, l’alternarsi delle stagioni e la formazione della zone astrologiche. I moti millenari della Terra sono moti che impiegano migliaia di anni per compiersi con grandi influenze sul clima (alternanza di periodi glaciali e interglaciali) e sono: la precessione luni-solare o degli equinozi, variazioni di eccentricità dell’orbita e la variazione dell’asse terrestre. La Luna La Luna è l’unico satellite naturale della Terra e appare luminosa di notte in quanto riflette la luce del Sole. Ha massa pari a 1/80 circa quella della Terra, il suo cielo è nero ed è totalmente priva di atmosfera. Sulla Luna si osservano grandi sbalzi di temperatura e il primo allunaggio è avvenuto nel 1960 con la missione Apollo 11 che raggiunse il Mare della tranquillità. La superficie lunare appare divisa in mari e terre. I primi sono spazi pianeggianti ricchi di polvere scura e vetrosa, detta regolite, mentre le terre appaiono prevalentemente rocciose. Sono molto frequenti anche i crateri e/o circhi che non derivano da un’attività vulcanica ma dalla collisione con diversi meteoriti. I moti della Luna sono apparenti e reali e l’unico moto apparente è quello dovuto alla rotazione terrestre che fa sorgere la Luna a Est e la fa tramontare a Ovest. I moti reali, invece, sono tre: • Moto di rotazione: intorno al proprio asse, dura 27 giorni circa; • Moto di rivoluzione: moto intorno alla terra con un’orbita leggermente ellittica; • Moto di traslazione: moto che compie insieme alla Terra intorno al Sole. La Luna nel corso di un mese cambia il suo aspetto. Ogni fase dura circa una settimana e corrisponde a un quarto dell’orbita che la Luna descrive intorno alla Terra, distinguiamo quattro fasi: 1. Novilunio: lune nera, la Luna si trova dalla stessa parte del Sole; 2. Primo quarto: luna a forma di falce, crescente; 3. Plenilunio: Luna piena, la Luna si trova dalla parte opposta del Sole; 4. Ultimo quarto: luna decrescente. L'eclissi di luna consiste nel fenomeno astronomico per cui la terra si interpone tra sole e luna, nascondendo quest'ultima, in parte (parziale) o totalmente (totale). Le eclissi si possono verificare solo quando la terra, luna e sole si trovano sulla linea dei nodi virgola che è la linea di intersezione dei due piani di rivoluzione. L'eclissi di sole consiste nell'allineamento sole luna terra: il sole viene nascosto parzialmente o totalmente. Il tempo Uno dei metodi più utilizzati per misurare il tempo è stato l'osservazione del moto apparente del sole, l'alternarsi del dì e della notte e il variare il periodico delle stagioni punto Quindi, possiamo dire che il tempo viene ripartito prendendo in considerazione: • il periodo del moto di rotazione terrestre (giorno); • il periodo del moto di rivoluzione (anno); • il periodo del moto di rivoluzione lunare (mese). geotermico e varia da luogo a luogo ed è molto alto in regioni geologicamente attive e dove lo spessore della crosta e della litosfera è molto sottile, l’energia che ne deriva viene chiamata, anche lei, energia geoterma. In alcune zone della litosfera si possono trovare rocce che fondono facilmente. Questi materiali fusi, ricchi di gas, formano il magma, che tende a risalire in superficie, spinto dalle correnti convettive, in quanto meno denso delle rocce circostanti. Esso fuoriesce da fratture della crosta terrestre con manifestazioni anche violente, dette fenomeni vulcanici. Un vulcano è una frattura della crosta dalla quale fuoriesce il magma. È costituito, in genere, da un apparato montuoso, detto edificio vulcanico, formato dall'accumulo dei materiali emessi durante l'eruzione. Le parti di un vulcano sono: il cratere, la camera magmatica e il camino vulcanico. Spesso lateralmente al camino vulcanico si formano delle ramificazioni, dette appunto condotti laterali, che si creano per intrusione del magma nelle rocce adiacenti al camino principale. In tal caso il magma esce da crateri laterali o secondari intorno ai quali si possono formare piccoli coni, detti coni avventizi. I minerali che compongono il magma sono prevalentemente i silicati mentre i gas più abbondanti sono vapore acqueo, anidride carbonica, monossido di carbonio, acido cloridrico, anidride solforosa, metano e ammoniaca. I magmi vengono classificati in base alla composizione chimica e in particolare in base al contenuto diossido di silicio. Essi si distinguono in magmi acidi (con un’alta percentuale in silice), intermedi, basici e ultrabasici (poveri in silice). Dal loro contenuto in silice dipende la loro viscosità e quindi la loro velocità di scorrimento. In genere, i magmi acidi sono più viscosi di quelli basici. All'interno della terra un corpo è sottoposto ad una pressione detta pressione lito statica, proporzionale alla profondità. Poiché il magma è un miscuglio di gas i minerali allo stato fuso, può accadere che alcuni di essi ad un certo punto raggiungano la temperatura di solidificazione, e se questi materiali solidi hanno il tempo di sedimentare si separano dalla restante massa liquida. I gas contenuti nel magma sono responsabili della risalita in superficie del magma stesso punto questo viene trascinato lungo il cammino vulcanico da grosse bolle che si spostano verso l'alto, fino a farlo traboccare all'esterno. Il magma, una volta fuoriuscito dal cratere, avendo perso i gas prende il nome di lava. L'attività dei vulcani è determinata dalla struttura del camino vulcanico e dal tipo di magma eruttato punto la forma del camino vulcanico produce due tipi di eruzioni: • lineari: il magma fuoriesce da fratture strette e lunghe della crosta. Tipiche delle dorsali oceaniche; • centrali: il magma fuoriesce da un cratere principale e/o secondario. Tipico di vulcani a cono. L’attività dei vulcani invece può essere: • effusiva (Etna); • esplosiva (Vesuvio); • mista (Stromboli). Nel primo caso si tratta di vulcani con magmi basici e fluidi, in cui la lava scende dal cratere come lo scorrere di un fiume. Se la lava è poco viscosa e l'attività vulcaniche di tipo effusivo, viene messa sotto forma di colate laviche, cioè tranquille e continue emissioni di lava. Nel caso di attività esplosiva il magma è acido, molto viscoso e il vulcano erutta con violente esplosioni, emissioni di gas e altri prodotti vulcanici. In vulcani con tale tipo di attività spesso la lava si solidifica nel cratere formando i tappi che sia profondano e possono raggiungere anche centinaia di metri di altezza. Inoltre, le eruzioni di tipo esplosivo possono dare origine a nubi ardenti di gas, ceneri e vapore acqueo, che distruggono tutto ciò che circonda il vulcano. Quando l'attività esplosiva è particolarmente violenta l'edificio vulcanico sprofonda e si apre una enorme cavità circolare detta caldera. Quindi, se la lava è molto viscosa, ricca di gas e l'attività del vulcano è di tipo esplosivo, allora vengono immessi anche tanti frammenti di dimensioni e forme diverse detti frammenti piroclastici. Questi ultimi si distinguono in bombe, lapilli o ceneri in base alla loro dimensione. Nel caso di attività mista, si alternano eruzioni effusive ed esplosioni punto si formano prodotti piroclastici che danno origine ai cosiddetti strato-vulcani. Per vulcanismo secondario si intende l'insieme di numerosi fenomeni dovuti all' immenso calore presente nel sottosuolo, detti anche fenomeni pseudovulcanici. Tra essi ricordiamo: • le fumarole: sono fenomeni connessi all'attività di vulcani in un periodo di quiescenza. Esse sono costituite da emissioni di gas e vapore acqueo ad altissima temperatura, che fuoriescono da fessure del terreno. In genere i gas contenuti nei vapori delle fumarole sono prevalentemente composti da anidride carbonica e zolfo. Quando sono costituiti da acido solfidrico e anidride carbonica, si formano elevate quantità di depositi di zolfo, liberato dal contatto dell'acido solfidrico con l'acqua: hanno origine in tal modo le solfatare (Campi Flegrei a Pozzuoli); • i geyser: sono sorgenti intermittenti che mettono acqua e vapori ad intervalli regolari. Si formano quando l'acqua si raccoglie in condotti sotterranei e per la presenza del forte calore, raggiunge l'ebollizione ed esce come getto violento di acqua e vapore, fino a quando il condotto e non si svuota del tutto. Successivamente, quando il condotto sia riempito di nuovo, il fenomeno ricomincia. • le sorgenti termali: si formano quando le acque della falda acquifera si riscaldano per contatto con una massa magmatica calda; esse, pertanto, circolano nel sottosuolo, sono ricche di gas e sali disciolti, ed emergono in superficie ad una temperatura alquanto elevata appunto; • i soffioni boraciferi: sono getti di vapore e acido borico virgola ad alta temperatura e pressione virgola usati per produrre energia elettrica. I terremoti Un terremoto o sisma consiste in vibrazioni brusche e più o meno forti della crosta terrestre, causate da un'improvvisa liberazione di energia elastica, accumulata seguito della deformazione di rocce profonde. I terremoti si verificano con una certa regolarità e si manifestano quasi esclusivamente in certe zone della superficie terrestre, che vengono dette aree sismiche. In merito all’origine dei terremoti è stata elaborata la teoria del ritorno elastico, secondo cui le rocce che costituiscono le zolle litosferiche, in profondità, sono sottoposte a forti sollecitazioni, che ne provocano la deformazione. Esse, tuttavia, si comportano in maniera elastica, si deformano, accumulano energia elastica e si deformano progressivamente fino a che non viene raggiunto il loro limite di rottura. In tal caso, le rocce si rompono lungo il piano di faglia e i due blocchi scivolano improvvisamente, liberando l’energia accumulata con rapide e violente oscillazione e, in parte, sottoforma di calore. In altre parole, il sistema rimane in equilibrio fino a che le rocce non superano il limite massimo di elasticità. Superato questo valore, si spezzano e scaricano l’energia accumulata. Dopo la scossa sismica il sistema trona all’equilibrio. Le onde sismiche sono vibrazioni elastiche della litosfera, dovute alla propagazione dell’energia meccanica che si libera quando si produce un terremoto. In particolare, esso sono onde elastiche, che si propagano quando le particelle dei materiali entrano in movimento a seguito della frattura delle rocce. Dopo che le onde sono transitate, le particelle smettono di vibrare e tornano nella loro posizione originaria. Va precisato, tuttavia, che le rocce non raggiungono deformazioni permanenti. La scossa che noi percepiamo è dovuta al passaggio di queste onde nel punto in cui ci troviamo. Le onde che si liberano durante un terremoto sono di tre tipi: P, S e L. Le onde P (primarie) e le onde S (secondarie) si originano nel punto in cui è avvenuta la frattura delle rocce, detto ipocentro, e viaggiano attraverso l'interno della Terra. Le onde L hanno origine a partire dal punto della superficie posto sulla verticale dell'ipocentro, questo punto viene detto epicentro e le onde le si propagano viaggiando solo in superficie. Ed è per questo motivo che sono chiamate anche onde superficiali e sono responsabili dei danni riportati dai terremoti con alta intensità. Le onde p sono onde di compressione, cioè producono oscillazione delle particelle lungo la direzione di propagazione, mentre le onde esse sono onde trasversali virgola che producono oscillazioni delle particelle lungo rette perpendicolare alla direzione di propagazione. Il sismografo è uno strumento utilizzato per la registrazione delle onde sismiche punto quando si verifica un terremoto, il pennino lascia sulla carta una traccia che riproduce le vibrazioni avvenute. Tale traccia viene chiamata sismogramma e dall'analisi di questa registrazione si possono determinare i tipi di onde sismiche, l'intensità del terremoto, la durata, la profondità dell’ipocentro e la distanza dell'epicentro. L'energia liberata da un terremoto dipende da quella che si era accumulata nelle masse rocciose prima della loro fratturazione. Per indicare l’energia liberata dalla propagazione di un terremoto si può usare la magnitudo e/o l’intensità. La magnitudo è la grandezza che esprime la forza di un terremoto, è legata all'ampiezza massima registrata dal sismografo e dipende dall'energia liberata dall' ipocentro. Essa, quindi, si ricava in base alle registrazioni dei sismografi e si calcola utilizzando la scala Richter (da zero a7). L'intensità, invece, misura gli effetti del terremoto sulle persone e sulle cose e dipende, quindi, dalle condizioni geografiche ed economiche del territorio, oltre che al grado di urbanizzazione. Viene indicata usando la scala di Mercalli (da I a XII). I minerali Nella litosfera sono presenti essenzialmente otto elementi: ossigeno, silicio, alluminio, ferro, calcio, sodio, potassio, magnesio che combinandosi tra loro formano i minerali che, a loro volta, compongono le rocce. Per poter identificare e classificare i tipi di rocce esistenti, bisogna conoscere i loro costituenti, cioè i loro minerali. I minerali sono sostante naturali, solide, tridimensionali e compatte. Ciascuno è identificato con una formula chimica nella quale compaiono gli elementi che lo costituiscono, Possono essere formati da un solo elemento oppure da un composto, come il quarzo, formata da silicio e ossigeno appunto gli atomi che costituiscono i minerali si dispongono in maniera ordinata secondo figure tridimensionali poliedriche, dette reticoli cristallini. Per distinguere i vari minerali si studiano le loro proprietà fisiche cioè: • peso specifico: rapporto tra peso del minerale e peso corrispettivo in acqua; • Durezza: resistenza che un minerale oppone alla scalfitura; • Sfaldatura: e la proprietà di un cristallo di spaccarsi lungo i piani paralleli alle facce dell’abito cristallino; • proprietà magnetiche: si provano avvicinando il materiale ad una calamita; • proprietà elettriche: costituiscono nella capacità del minerale di condurre la corrente elettrica (conducibilità); • lucentezza il modo in cui la superficie di un cristallo riflette la luce; • colore. La maggior parte dei minerali è composta da ossigeno e silicio virgola in base alla composizione in silicio distinguo minerali silicati e non silicati in base alla presenza dell'unità fondamentale [Si O4]- . Eventi virgola in base alla direzione di provenienza e alla caratteristiche di umidità e temperatura, vengono classificati in: • bora; • fohn; • libeccio; • maestrale; • scirocco; • tramontana. Se osserviamo la direzione di eventi a livello globale notiamo che si spirano secondo direzioni prevalenti e costanti e non in modo discontinuo. Ciò significa che sono state individuate nella bassa troposfera zone permanenti di alta pressione o di bassa pressione che generano la formazione di venti costanti (Alisei). Altri fenomeni legati alla circolazione di masse d'aria nella bassa troposfera sono i venti periodici che invertono continuamente la loro direzione: • monsoni: associati ad abbondanti precipitazioni; • brezze di mare e di terra: sono venti che si formano lungo le coste, di giorno sul mare si forma un'alta pressione e sulla terra una bassa pressione e si genera la brezza di mare diretta dal mare verso la terra. Di notte, la direzione di questo vento si inverte, in quanto la superficie delle terre emerse è più fredda dell'acqua di mare e il vento è detto brezze di terra; • brezze di valle e di monte: di giorno le brezze spirano dalle valli alle cime generando la brezza di valle virgola e di notte dalle vette verso valle virgola dando origine alle brezze di monte. Le nubi e le precipitazioni sono fenomeni che dipendono dall' umidità presente nell'atmosfera le nubi si formano quando una massa d'aria sale verso l'alto nella troposfera e si raffredda. In tal caso l'aria contiene meno vapore acqueo, si contrae e dà origine a minuscole goccioline di acqua. queste goccioline si formano quando il vapore condensa intorno a minuscole particelle di fumo, polveri, cristalli di sale, cioè intorno ai cosiddetti nuclei di condensazione punto le nubi hanno struttura e modalità di formazioni diverse: • Strati: si sviluppano in senso orizzontale. Sono nubi stabili formate dall'unione di due masse d'aria che si sovrappongono; • Cumuli: si sviluppano in senso verticale; • Cirri: nubi alte formate da cristalli di ghiaccio Le precipitazioni sono: • la pioggia: ha origine quando, all'interno della nuvola, le goccioline d'acqua si muovono e si scontrano, diventando sempre più grandi e, per forza di gravità, cadono al suolo. Con uno strumento detto pluviometro si può misurare la quantità di pioggia che cade in un certo tempo; • la neve: si verifica quando all'interno della nuvola, la temperatura è inferiore a 0 °, per cui le goccioline di acqua solidificano in piccoli cristalli di ghiaccio. Quando questi cadono e, se in prossimità del suolo la temperatura è inferiore a 0 °, si forma la neve; • la grandine: è costituita da piccole sfere di ghiaccio che si formano per sovrapposizione di strati successivi e concentrici di ghiaccio quando le goccioline sono sospinte prima verso l'alto, dove ghiacciano, e poi verso il basso, per diverse volte. Quando i chicchi diventano pesanti cadono al suolo. Quando si parla di tempo meteorologico, si intende l'insieme delle condizioni atmosferiche presenti, in un certo momento, in una data regione. Esso viene determinato dalle variazioni di temperatura, pressione e umidità dai venti e dalle precipitazioni che si manifestano in una determinata località. Il clima Il clima può essere definito come l'insieme delle condizioni metereologiche che caratterizzano una determinata zona geografica in un lungo arco di tempo si determina effettuando la media delle condizioni atmosferiche verificatesi in una certa regione nel corso di un triennio, arco di tempo in grado di compensare le fluttuazioni che di un anno in anno possono interessare l'area geografica presa in esame. Il clima è caratterizzato da fattori ed elementi climatici. I primi sono legati alla posizione geografica della zona studiata, con condizioni immutate nel tempo. I secondi sono i parametri di pressione, temperatura, umidità, velocità dei venti, precipitazioni e si tratta di parametri variabili. Il clima è influenzato sicuramente dalla latitudine ma, a parità di latitudine, possiamo trovare zone con climi molto diversi tra loro. Cioè dovuto all'effetto di altri fattori climatici quali l'orografia della regione interessata e le precipitazioni, che lungo l'intera superficie terrestre non hanno un andamento omogeneo. È possibile distinguere i climi tenendo conto di come questo influenza il tipo di vegetazione presente in una data località. Classificare il clima in base al bioma evidenziato individua 5 gruppi climatici e il 10 tipi di climi (ciascuno associato a precise caratteristiche di temperatura, piovosità e a uno specifico bioma). • Clima caldo umido: Temperatura media superiore 18 ° e precipitazioni abbondanti o Clima equatoriale (foresta pluviale); o Clima tropicale (savana). • Arido: temperature caratterizzate da forti escursioni termiche diurne, precipitazioni molto scarse. o clima arido caldo (deserto/oasi); o clima arido freddo (steppa). • Clima temperato umido: temperature comprese tra -3,18 ° gradi e precipitazioni in moderate. o Clima mediterraneo (macchia mediterranea); o Clima marittimo oceanico (foreste di latifoglie). • Clima freddo umido: temperature comprese tra -3,18 ° gradi e le precipitazioni sono concentrate nella stagione calda. o Clima continentale umido (praterie, steppe e foreste di latifoglie); o Clima continentale subartico (taiga). • Clima nivale: nel mese più caldo non si superano i 10 ° e le precipitazioni sono scarse. o clima subpolare (tundra); o clima polare (bioma assente). L’idrosfera Con il termine idrosfera si indica tutta la massa d'acqua presente sulla superficie terrestre virgola di questa il 97% è costituito da acqua salata e solo il 3% d'acqua dolce. L'acqua è fondamentale per la vita della Terra e per le sue caratteristiche chimico-fisiche assume un ruolo primario nei processi biologici. L'acqua è un composto chimico formato da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno e si può trovare in tre stati fisici: solido nei ghiacciai; liquido in mari, laghi, fiumi e falde sotterranee; aeriforme nell'atmosfera. L'acqua solidifica alla temperatura di 0 °, evapora a 100 ° e quando la temperatura si trova a valori intermedi tra 0 e 100 si presenta allo stato liquido. Ha delle caratteristiche chimico-fisiche molto singolari rispetto alle altre sostanze: il ghiaccio è meno denso dell'acqua allo stato liquido e galleggia su di essa; l'acqua, quando passa allo stato solido, aumenta di volume anziché diminuire. L'acqua è anche un ottimo solvente e ha un'elevata capacità termica, cioè è in grado di acquistare o cedere enormi quantità di calore molto lentamente, con una piccola variazione di temperatura. L’acqua salata è una soluzione formata da diversi minerali sciolti nell'acqua. Essa contiene, disciolti, quasi tutti gli elementi conosciuti sotto forma di sali, tra cui il più abbondante è il cloruro di sodio, che rappresenta circa l'80% di tutti i sali. L'acqua salata è presente negli oceani e la salinità delle acque varia a seconda della temperatura del luogo. Inoltre, la presenza di sali disciolti fa sì che l'acqua marina abbia un punto di solidificazione inferiore a quello dell'acqua pura (-1.9°C). Le acque superficiali hanno una temperatura che varia con le stagioni e con la latitudine, ai poli l'acqua solidifica mentre all'equatore si mantiene costante a 27 °. La temperatura varia anche con la profondità, le acque profonde hanno una temperatura che diminuisce in modo diverso alle varie latitudini, fra i 100 e i 1000 m di profondità si trova una zona detta a termoclino, in cui la temperatura decresce rapidamente. La trasparenza è una caratteristica importante per la vita degli organismi autotrofi dei mari. Le acque dei mari degli oceani sono in continuo movimento virgola in quanto su di essi agiscono a varie forze virgola che generano le onde, le maree e le correnti marine. • Le onde sono un fenomeno dovuto a interazioni tra l'atmosfera e l' idrosfera quando il vento spinge le molecole d'acqua che si trovano in superficie verso il basso (onde forzate). Queste onde possono allontanarsi dal punto di origine propagandosi anche in assenza di vento e trasformarsi così in onde libere. Durante il cammino delle onde le particelle d'acqua fanno un movimento rotatorio e quando si avvicinano alle coste, vengono dette onde di traslazione e il movimento rotatorio delle particelle assume una forma ellittica. Infine, quando le onde sono vicine alla riva si spezzano, formando il frangente. Gli elementi caratteristici delle onde sono: la cresta, il ventre, la lunghezza d'onda, l'altezza, il periodo e la velocità; • Le onde sono provocate anche dalle maree. Le maree sono movimenti periodici di innalzamento o di abbassamento del livello del mare. La differenza tra il livello raggiunto in alta marea e quello raggiunto in bassa marea è detta ampiezza di marea. Le maree sono causate dall'attrazione gravitazionale della Luna, e in minor misura del Sole, esercitata sulle masse liquide presenti sulla Terra. In un periodo di 24 ore si verificano quattro maree, 2 alte e 2 basse, ciascuna di durata 6 ore e 12 minuti; • Le correnti sono spostamenti orizzontali di acqua marina, che si muove formando dei fiumi di acqua salata in una precisa direzione. Il loro movimento è condizionato dalla rotazione terrestre e dalla forza di Coriolis. Le correnti sono provocate da differenze di temperatura e di salinità, responsabili a loro volta dell'insorgere di differenze di pressione e quindi della formazione di venti. I venti costanti generano correnti superficiali, che muovono masse d'acqua calda dall’equatore verso i poli o, viceversa, masse d'acqua più fredda dai poli verso l'equatore. Le acque continentali, detto comunemente acque dolci, costituiscono una delle risorse naturali di più grande importanza. Hanno un ruolo importante nel ciclo idrogeologico, in quanto permettono il ritorno dell'acqua negli oceani, da cui, con l'evaporazione, si trasferisce nella bassa atmosfera. Le acque continentali si distinguono in due grandi categorie: acque superficiali (fiumi, laghi e ghiacciai) e acque sotterranee. • I fiumi sono costituiti dall'acqua delle precipitazioni, che non si infiltra, non evapora e forma sottili corsi d'acqua, i quali confluendo tra loro danno origine ai corsi più grandi. Le acque di un fiume scorrono lungo un tragitto detto alveo delimitato lateralmente dagli argini. Le caratteristiche più importanti di un fiume sono: la lunghezza la pendenza la velocità e la portata. La regione di un fiume che raccoglie tutte le acque delle precipitazioni e le fa confluire nel fiume stesso si chiama bacino idrografico; • I laghi sono corpi idrici a bassa concentrazione di sali, formati dall' accumulo di masse d'acqua. Il livello dell'acqua di un lago dipende dalla portata dei fiumi in entrata (immissari) e in uscita (emissari). Le acque dei laghi non compiono movimenti superficiali significativi. I laghi si distinguono in: tettonici, vulcanici virgola di sbarramento, carsici, glaciali e costieri;