a cura di s. furlani lo studio delle forme · inferiore, nucleo esterno, nucleo interno; proprietà...
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LE FORME DELLA TERRA
L’interno della Terra
La composizione della Crosta Terrestre
Concetti base nello studio della terra:
Attualismo
Il tempo geologico
Processi morfogenetici endogeni ed esogeni
La scala temporale e spaziale
I paesaggi nel mondo
STUDI GEOGRAFICI E FORMA DELLA TERRA
Le forme della superficie terrestre sono solitamente campo di studi della geografia fisica
L’interno è studiato da geofisici e petrografi
Le conoscenze dell’interno della Terra sono principalmente desunte da prove indirette*
Quelle della superficie terrestre sono desunte sia da prove indirette che da osservazioni e rilievi in campagna
La miniera più profonda raggiunge i 3.8 km, il sondaggio più profondo max 11 km
FORZE ENDOGENE
Le forze endogene sono i principali agenti del modellamento che agiscono sulla Terra
L’energia sprigionata dall’interno della Terra è in grado di modificare la superficie della litosfera in diversi modi: Fratturazione
Piegamento
Fusione
solidificazione
Questi processi avvengono spesso simultaneamente
L’INTERNO DELLA TERRA
La struttura della Terra può essere definita
chimicamente o attraverso le proprietà
meccaniche e reologiche.
Chimica: crosta, mantello superiore, mantello
inferiore, nucleo esterno, nucleo interno;
Proprietà meccaniche: litosfera, astenosfera,
mesosfera, nucleo esterno, nucleo interno.
GLI STUDI DELL’INTERNO DELLA TERRA
La stratificazione della Terra è stata dedotta indirettamente misurando i tempi di propagazione delle onde sismiche rifratte e riflesse create dai terremoti.
La parte fluida del nucleo non permette alle onde trasversali di passarvi, mentre la velocità di propagazione delle onde sismiche è differente negli altri strati.
I cambiamenti nella velocità sismica tra differenti strati causa una rifrazione.
Le riflessioni sono causate da un grande incremento nella velocità sismica.
IL MODELLO A 4 STRATI
Crosta terrestre:
La crosta terrestre è composta da diversi tipi di rocce . Lo spessore della crosta varia da 8-10 km sotto gli oceani, mentre sotto i continenti può raggiungere i 30-35 km. Essa costituisce solo il 1% del volume terreste e lo 0.4% della massa. La densità aumenta con la profondità
Alla base della crosta si trova una zona detta discontinuità di Mohorovicic (Moho) in cui cambia la composizione mineralogica
IL MODELLO A 4 STRATI
Mantello:
Il mantello arriva fino a 2900 km di profondità. Costituisce il più grosso involucro dal punto di vista volumetrico (84%) ed è circa metà del raggio terrestre. E’ diviso in tre zone:
Litosfera: La porzione superiore del mantello, dura e rigida, si estende tra i 40 e gli 80 km di profondità
Astenosfera: si trova sotto la litosfera fino a 350 km di profondità. E’ più plastica
Mesosfera: da 350 km a 2900 km, comportamento rigido
IL MODELLO A 4 STRATI
Nucleo esterno: si trova allo stato liquido e si estende fino a 5000 km di profondità. E’ composto da Fe, Ni, silicati
Nucleo interno: si estende con un raggio di 1450 km circa, è presumibilmente solido e molto denso. Stessa composizione del nucleo esterno
15% del volume, 32% in peso della Terra
LA SUPERFICIE TERRESTRE
La geografia fisica (e la geomorfologia) si
occupano della porzione dell’ambiente che si
trova sulla superficie terrestre e delle sue
interazioni con l’interno della Terra, che
producono le forme strutturali, e l’atmosfera,
specie inteso come effetti sul clima, che
modificano la superficie attraverso processi
esogeni.
TETTONICA, EROSIONE, CLIMA
Da Pollard, feedback loop
(http://pangea.stanford.edu/~dpollard/NSF/main.html)
COMPOSIZIONE DELLA CROSTA TERRESTRE
All’interno della crosta si trovano circa 90
elementi, isolati o combinati in minerali
Si tratta di sostanze allo stato solido con una
specifica composizione chimica ed una
particolare struttura cristallina
20 minerali compongono il 95% delle rocce
LE ROCCE
Nell’interno della Terra è presente una certa
quantità di minerali fusi, detta magma
Sulla superficie terrestre però la litosfera è
costituita da rocce, corpi solidi generalmente
costituiti da aggregati di minerali
AFFIORAMENTO E SUBSTRATO ROCCIOSO
La roccia solida esposta in superficie è detta
affioramento.
La superficie rocciosa è detta substrato
roccioso, o substrato (bedrock).
Micene, Grecia)
SUOLO E REGOLITE
Generalmente il substrato è ricoperto da uno
strato di regolite o sedimenti sciolti. La
porzione superiore del regolite può essere
costituita dal suolo.
LE ROCCE IGNEE
Sono rocce dovute al raffreddamento e la conseguente solidificazione del magma.
Si formano tuttora a causa delle forze endogene che fanno fuoriuscire il magma verso la superficie. Si dividono in:
Rocce effusive: eruttate in superficie allo stato fuso e si solidificano rapidamente in contatto con aria o acqua
Rocce intrusive: si raffreddano e solidificano sotto la superficie terrestre. La più comune è il granito.
LE ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce esposte in superficie vengono erose ed il materiale viene allontanato da agenti (acqua, vento, ecc) che ridepositano i materiali altrove, di solito sul fondo del mare (sedimenti).
Quando i sedimenti vengono compattati e cementati, tale processo è detto litificazione, o diagenesi. Tale processo trasforma i sedimenti in rocce sedimentarie.
AMBIENTI E FORMAZIONE
Da Lombardo
(http://www.scienzeascuola.it/lezioni/scienze-della-terra/329-le-rocce-sedimentarie)
DISTRIBUZIONE DELLE ROCCE SEDIMENTARIE
Distribuzione percentuale
delle rocce sedimentarie
Calcari: 22%
Arenarie: 32%
Argille: 45%
Altre rocce: 1%
SEDIMENTAZIONE
I materiali si depositano a seconda delle
dimensioni dei clasti
Le particelle più fini sono portate più lontano di
quelle più grossolane e più pesanti
I depositi appaiono solitamente disposti in
livelli orizzontali, detti strati.
La stratificazione è un elemento distintivo nella
maggior parte delle rocce sedimentarie.
Anche se inizialmente la deposizione i
sedimenti sono deposti in giacitura orizzontale,
gli strati possono successivamente essere
sollevati, inclinati e deformati dai movimenti
della Terra.
LE ROCCE METAMORFICHE
Le rocce metamorfiche sono rocce (dei tipi precedenti o anche metamorfiche) che hanno subito modifiche nella struttura, tessitura e composizione per effetto di alte temperature o alte pressioni
Gli effetti del metamorfismo possono essere molto complessi e sono influenzati dalla presenza di fluidi nelle rocce e dalla durata dei processi metamorfici
LA CURVA IPSOGRAFICA
Rappresenta la distribuzione della percentuale
delle quote sulla Terra
da: Enciclopedia Treccani
TOPOGRAFIA, FORMA, GEOMORFOLOGIA
Lo studio delle forme superficiali è diretta in primo luogo alla topografia.
Una forma (landform) può essere definita come un preciso elemento topografico (falesia, duna, kamenitza, ecc)
La geomorfologia studia l’origine, l’evoluzione e le caratteristiche delle forme e del paesaggio (landscape)
COS’È UNA FORMA (LANDFORM)?
Pianura
Plateau
Collina
Montagna
Valle
Depressione
Canyon
Grotta
Penisola
Isola
Arcipelago
Costa
Lago
Fiume
Golfo
Baia
Canale
ATTUALISMO
L’attualismo (uniformitarianism) è uno dei paradigmi fondamentali in geologia. Sostiene che «il presente è la chiave per capire il passato»
..cioè i processi che hanno modellato le forme nel passato sono gli stessi che modellano la superficie attuale
I processi coinvolti sono lenti e persistenti, salvo improvvisi cataclismi
L’EQUILIBRIO INSTABILE DELLE FORME
Le forme vengono generate,
modificate e distrutte continuamente,
cosicché la superficie topografica
rappresenta una situazione
provvisoria di equilibrio, soggetta
continuamente a cambiamenti
L’ETÀ DELLA TERRA
A partire dalla seconda metà del ‘600 l’età della Terra è aumentata, seguendo i cambiamenti paradigmatici che hanno interessato la storia della geologia (passaggio dal diluvialismo al glacialismo, ecc).
L’analogia è l’unico metodo in grado di predisporre la mente a concepire tempi antichissimi e processi passati
FORME TERRESTRI E FORME SOTTOMARINE
La superficie emersa è di circa 150 milioni di kmq (29.2%)
La superficie sommersa è di circa 361 milioni di kmq (70.8%)
La maggior parte della superficie terrestre è coperta da vegetazione, suolo e manufatti antropici
LA STRUTTURA (STRUCTURE)
Si riferisce alla natura, alla disposizione e
l’orientazione dei materiali, cioè le
caratteristiche geologiche della forma
Che tipo di substrato?
Quale assetto?
Natura dei materiali?
Disposizione?
I PROCESSI (PROCESSES)
Sono le azioni che hanno creato la
forma (tettonica, idrologia, clima,
biologia, ecc)
IL PENDIO (SLOPE)
E’ un carattere fondamentale di ogni forma.
L’angolo di acclività è il risultato dell’equilibrio
dinamico tra struttura e processi
IL DRENAGGIO
Per drenaggio si intende sia il movimento dell’acqua sulla superficie (pioggia, neve), sia il movimento dell’acqua nel substrato
I caratteri del drenaggio, ramificazioni del ruscellamento sui versanti, il flusso d’acqua, il reticolo idrografico, ecc costituiscono fattori fondamentali nello studio delle forme
PROCESSI ENDOGENI
Per processo endogeno si intendono tutti i
processi che avvengono all’interno della
Riorganizzazione della crosta (tettonica a placche)
Magmatismo (effusivo, intrusivo)
Diastrofismo (piegamento, fagliazione)
Si tratta di forze di carattere costruttivo,
sollevamento della crosta
PROCESSI ESOGENI
I processi esogeni sono subaerei e sono
originati da forze esterne alla terra (sole, ecc)
Sono controllati dalla topografia
Sono forze tendenzialmente distruttive, che
tendono ad abbassare le irregolarità
topografiche
RELAZIONE TRA PROCESSI ENDOGENI ED ESOGENI
I processi endogeni ed esogeni sono
generalmente opposti
Palumbo, L’equilibrio tra gli opposti
SCALE E RAPPORTI
Processi endogeni ed esogeni sono poco numerosi, ma diversi nella scala del tempo e dello spazio e nelle modalità di azione
Spesso si sovrappongono tra loro
Possono produrre forme diverse alle varie scale
Compito del geologo e del geomorfologo è quello di analizzare modalità, tempi e tipologie di azione dei processi
DISTRIBUZIONE DEI
PESAGGI IN ITALIA
Untà territoriale: Unità fisiografica di paesaggio
37 tipi fisiografici di paesaggio
Carta in scala 1:250.000 dei tipi fisiografici
Carta costruita mediante telerilevamento