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idee per insegnare
le Scienze della Terra con ...
I materiali della Terra solida - secondo biennio
di Alfonso Bosellini
a cura di
Gino Bianchi - Anna Ravazzi - Anna Rosa Baglioni
Sommario
Presentazione
133
1
Programmazione
135
2
Verifiche
124
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Copyright © 2013 Italo Bovolenta editore s.r.l. Ferrara
I diritti di elaborazione in qualsiasi forma o opera, di memorizzazione
anche digitale su supporti di qualsiasi tipo (inclusi magnetici e ottici),
di riproduzione e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo
(compresi i microfilm e le copie fotostatiche) e i diritti di traduzione
sono riservati per tutti i paesi.
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possono essere effettuate negli esercizi che aderiscono all’accordo tra SIAE - AIE - SNS
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del compenso previsto in tale accordo.
Per riproduzioni ad uso non personale l’editore potrà concedere a pagamento
l’autorizzazione a riprodurre un numero di pagine non superiore al 15%
delle pagine del presente volume. Le richieste per tale tipo di
riproduzione vanno inoltrate a:
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delle Opere dell’ingegno (AIDRO)
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20121 Milano
e-mail: [email protected]
L’editore, per quanto di propria spettanza, considera rare le opere fuori del proprio catalogo editoriale.
La riproduzione a mezzo fotocopia degli esemplari esistenti nelle biblioteche di tali opere è consentita,
non essendo concorrenziale all’opera. Non possono considerarsi rare le opere di cui esiste, nel catalogo
dell’editore, una successiva edizione, le opere presenti in cataloghi di altri editori o le opere antologiche.
Nel contratto di cessione è esclusa, per biblioteche, istituti di istruzione, musei ed archivi, la facoltà
di cui all’art. 71 - ter legge diritto d’autore.
Maggiori informazioni sul nostro sito: www.zanichelli.it/f_info_fotocopie.html
Realizzazione editoriale:
– Progetto grafico: Studio Emme Grafica+
– Disegni: Andrea Pizzirani
Copertina:
– Progetto grafico: Chialab, Bologna
– Realizzazione: Roberto Marchetti
Prima edizione: settembre 2013
Ristampa:
5 4 3
2
1
2013 2014 2015 2016 2017
Realizzare un libro è un’operazione complessa, che richiede
numerosi controlli: sul testo, sulle immagini e sulle relazioni
che si stabiliscono tra essi. L’esperienza suggerisce che
è praticamente impossibile pubblicare un libro privo di errori.
Saremo quindi grati ai lettori che vorranno segnalarceli.
Per segnalazioni o suggerimenti relativi a questo libro l’indirizzo
a cui scrivere è:
Italo Bovolenta editore
Via Della Ginestra, 227/1
44100 Ferrara
tel. 0532/259386 - fax 0532/259387
e-mail [email protected]
sito web: www.zanichelli.it
Zanichelli editore S.p.A. opera con sistema qualità
certificato CertiCarGraf n. 477 - IQ Net IT - 16130
secondo la norma UNI EN ISO 9001:2000
2
Idee per insegnare le Scienze della Terra con
Alfonso Bosellini I MATERALI DELLA TERRA SOLIDA © Bovolenta 2013
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
PRESENTAZIONE
DEL CORSO
Presentazione
Nel nuovo contesto della riforma, in linea con il Quadro europeo delle qualifiche per l’apprendimento (EQF = European Qualifications Framework) è previsto un cambiamento significativo nell’impostazione della programmazione didattica e del monitoraggio del percorso formativo dello studente. Attualmente si
richiede di esprimere il processo evolutivo (il percorso scolastico) non più in
termini di obiettivi di apprendimento, ma come acquisizione di conoscenze,
abilità e competenze. Diventa perciò necessaria la puntualizzazione di tutte le
conoscenze e abilità relative alla disciplina. Per questo scopo, la guida contiene
la descrizione dettagliata, capitolo per capitolo e lezione per lezione, delle fondamentali conoscenze e abilità riguardanti il programma di scienze della Terra
per il secondo biennio.
Per facilitare il compito dell’insegnante si riportano di seguito le definizioni
di conoscenze, abilità e competenze ricavate dal documento dell’EQF.
Le CONOSCENZE sono il risultato dell’assimilazione di informazioni attraverso
l’apprendimento. Le conoscenze sono un insieme di fatti, principi, teorie e pratiche relative a un settore di studio o di lavoro. Nel contesto del Quadro europeo delle qualifiche le conoscenze sono descritte come teoriche e/o pratiche.
Le ABILITÀ indicano le capacità di applicare conoscenze e di utilizzare knowhow per portare a termine compiti e risolvere problemi. Nel contesto del Quadro europeo delle qualifiche le abilità sono descritte come cognitive, in quanto
comprendenti l’uso del pensiero logico, intuitivo e creativo; pratiche in quanto
comprendenti l’abilità manuale e l’uso di metodi, materiali, strumenti.
Le COMPETENZE indicano la comprovata capacità di utilizzare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o metodologiche, in situazioni di lavoro o di
studio e nello sviluppo professionale e/o personale. Nel contesto del Quadro
europeo delle qualifiche le competenze sono descritte in termini di responsabilità e autonomia.
Si è ritenuto opportuno suddividere questa guida in diverse sezioni, in modo
da favorirne l’utilizzo sia come strumento di consultazione dell’insegnante, sia
come strumento di lavoro in classe. Di seguito forniamo la suddivisione delle
sezioni.
1. Programmazione generale.
2. Nuove verifiche.
3. Soluzioni alle nuove verifiche.
4. Soluzione degli esercizi dell’apparato didattico presente nel libro di testo.
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3
1. PROGRAMMAZIONE GENERALE
In ogni capitolo, una tabulazione comprendente dettagliatamente le
seguenti voci:
– contenuti del capitolo;
– conoscenze e abilità di ciascuna lezione;
– strumenti per l’insegnante;
– strumenti per lo studente;
– elenco dei materiali per la CLIL (Content and Language Integrated
Learning).
2. NUOVE VERIFICHE
Per ogni capitolo:
− n° 16 domande sommative a scelta multipla;
− n° 1 esercizio «Completa le definizioni»;
− n° 1 esercizio del tipo con figure e alcune domande relative al
− n° 1 problema posto;
− n° 2 domande a risposta aperta.
3. SOLUZIONI ALLE NUOVE VERIFICHE PROPOSTE
Per ogni capitolo.
4. SOLUZIONE DEGLI ESERCIZI DELL’APPARATO DIDATTICO
PRESENTE NEL LIBRO DI TESTO
Per ogni capitolo.
− Domande «Mettiti alla prova»: un richiamo al paragrafo o alla figura
in cui si può trovare la risposta.
− Domande «Verifica le conoscenze» (a risposta multipla e quesiti domande aperte).
− Domande «Verifica le abilità» (quesiti domande aperte ed esercizi).
4
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1. Programmazione
5
Capitolo
1
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 1
LA TERRA: UNO SGUARDO INTRODUTTIVO
CONTENUTI
•
•
•
LEZIONE 1
conoscenze
abilità
abilità
6
LEZIONE
LEZIONE
1 «Le scienze della Terra»;
2 «La formazione della Terra e la sua evoluzione primordiale»;
3 «La Terra: una macchina termica».
Le scienze della Terra
•
•
•
•
•
•
dare una definizione di geoscienze;
elencare le principali discipline che fanno parte delle scienze della Terra;
conoscere le principali differenze chimico-fisiche tra la Terra e gli altri pianeti di tipo terrestre;
descrivere il regolite terrestre;
dare una definizione di geocronologia;
descrivere la scala dei tempi geologici.
• saper ricondurre le conoscenze geologiche a problematiche scientifiche e ambientali;
• spiegare perché la Terra è un corpo celeste «unico»;
• saper confrontare i tempi dell’uomo e quelli geologici.
LEZIONE 2
conoscenze
LEZIONE
La formazione della Terra e la sua evoluzione primordiale
•
•
•
•
•
•
•
•
•
conoscere i processi che hanno portato alla formazione della Terra primordiale;
definire la «catastrofe del ferro»;
descrivere la zonazione interna della Terra;
conoscere la composizione chimica dell’intera Terra e della sua crosta;
illustrare l’origine dell’atmosfera, dell’idrosfera e della crosta primitive;
distinguere le diverse «sfere» che costituiscono il sistema Terra;
conoscere la struttura e le proprietà dell’interno terrestre;
conoscere in generale le forze esogene e quelle endogene;
individuare le componenti del sistema Terra attivate dall’energia solare e quelle attivate dal
calore interno.
• ricostruire le fasi salienti della formazione della Terra;
• spiegare quali sono state le cause della differenziazione della Terra;
• motivare la differenza tra la composizione chimica della crosta e quella delle parti più
interne del nostro pianeta;
• capire perché la Terra è un sistema complesso in equilibrio dinamico;
• comprendere che il sistema Terra è il risultato dell’interazione di numerose variabili che
variano nel tempo e nello spazio;
• individuare i principali flussi di massa e di energia che sostengono e contraddistinguono
il sistema Terra;
• inquadrare le interazioni tra le varie componenti del sistema Terra in geosistemi globali.
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conoscenze
abilità
La Terra: una macchina termica
•
•
•
•
•
•
illustrare gli aspetti basilari della teoria della tettonica delle placche;
chiarire il campo di studio della tettonica;
descrivere i fenomeni che accadono e le strutture che si originano ai margini delle placche;
descrivere i movimenti convettivi;
conoscere le tipologie di margine di placca;
dare una definizione di orogenesi.
• integrare tra loro i vari fenomeni geologici nell’ambito della teoria della tettonica delle
placche;
• indicare il «motore» dei processi tettonici a grande scala;
• spiegare l’origine dei margini di placca attivi e passivi;
• collegare margini convergenti, tettogenesi e orogenesi;
• inserire i fenomeni sismici, vulcanici e tettonici in un quadro più ampio di dinamica
terrestre.
STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «Le scienze della Terra»;
– «La trasmissione del calore»;
– «L’ipotesi di Gaia»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
CLIL
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
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7
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
LEZIONE 3
Capitolo
1
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
2
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 2
ATOMI, ELEMENTI, MINERALI E ROCCE
CONTENUTI
•
•
•
LEZIONE 4
LEZIONE
LEZIONE
4 «Cristalli, minerali e loro proprietà»;
5 «Sistematica dei minerali»;
6 «Introduzione allo studio delle rocce».
Cristalli, minerali e loro proprietà
conoscenze
•
•
•
•
•
•
•
•
•
elencare i principali elementi chimici che costituiscono la crosta terrestre;
delineare le caratteristiche di un minerale;
dare una definizione di abito cristallino;
definire il reticolo cristallino e la cella elementare;
conoscere i tipi di particelle che formano i cristalli e i legami che le tengono insieme;
elencare i diversi processi di formazione dei minerali;
conoscere le principali proprietà fisiche dei minerali;
definire polimorfismo e isomorfismo;
descrivere lo stato amorfo.
abilità
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
spiegare la differenza tra minerali e rocce;
distinguere un elemento nativo da un composto;
leggere una formula mineralogica;
associare l’abito cristallino alla struttura interna di un cristallo;
comprendere i fattori che influenzano la struttura dei cristalli;
riconoscere alcuni minerali in base alle loro proprietà;
associare il polimorfismo agli ambienti di cristallizzazione;
identificare elementi che possono dare vicarianza;
distinguere una sostanza cristallina da una amorfa;
elencare alcune proprietà fisiche dei minerali che possono essere anisotrope.
LEZIONE 5
8
LEZIONE
Sistematica dei minerali
conoscenze
•
•
•
•
•
•
•
•
conoscere le principali classi delle specie minerali;
definire un minerale silicatico;
descrivere lo ione SiO44 –;
conoscere i principali gruppi di silicati;
elencare alcuni minerali silicatici appartenenti ai diversi gruppi;
definire i minerali mafici e felsici;
conoscere le principali classi di minerali non silicati;
elencare i minerali non silicati più comuni.
abilità
•
•
•
•
•
•
•
spiegare su cosa si basa la classificazione dei minerali;
definire le possibili strutture dei silicati;
associare la disposizione spaziale dei tetraedri SiO44 – al gruppo di appartenenza;
distinguere un minerale mafico da uno felsico;
collegare il tipo di struttura dei silicati al rapporto Si/O;
collegare il tipo di struttura dei silicati alla quantità di metallo presente e alla loro densità;
associare i tipi di ione presenti nei silicati con la loro colorazione.
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conoscenze
Introduzione allo studio delle rocce
• dare una definizione di roccia;
• illustrare la formazione e le caratteristiche delle rocce magmatiche, sedimentarie e
metamorfiche;
• conoscere le percentuali dei diversi tipi di rocce presenti nella crosta;
• conoscere i nomi di alcune rocce appartenenti ai diversi gruppi;
• dare una definizione di composizione, di tessitura e di struttura di una roccia;
• descrivere il ciclo litogenetico.
abilità
•
•
•
•
•
distinguere tra loro rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche;
riconoscere una roccia magmatica effusiva da una intrusiva;
individuare alcuni tipi di tessitura;
collegare i cambiamenti cui vanno incontro le rocce alle variazioni ambientali;
associare i cambiamenti che coinvolgono le rocce ai fenomeni endogeni e a quelli esogeni.
STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive
eBook):
– «I reticoli di Bravais»;
– «Identificare i minerali con i raggi X»;
– «Pietre preziose naturali e sintetiche»;
– «Lo stato solido: variazioni sul tema»;
– «Amianto: un minerale pericoloso»;
– «Minerali e alta tecnologia»;
– «Rocce in sezione sottile»;
– «Dove si possono trovare le rocce»;
• ANIMAZIONI (on line e nell’interactive eBook):
– «Il diamante e la grafite»;
– «Il ciclo litogenetico»;
• VIDEO (on line e nell’interactive eBook):
•
CLIL
•
•
•
•
•
•
•
– «Crescita dei cristalli»;
– «La grotta di Naica»;
LABORATORIO SEMPLICE (nell’interactive eBook):
– «La forma dei cristalli»;
– «Le rocce intorno a noi»;
GALLERIA FOTOGRAFICA (on line e nell’interactive
eBook):
– «I minerali più comuni»;
ATTIVITÀ (on line e nell’interactive eBook):
– «Tavola periodica interattiva»;
– «Riconoscere i minerali»;
SCHEDE DI LABORATORIO:
– «La cristallizzazione a partire da soluzioni
sature»;
– «La cristallizzazione a partire da materiali
fusi»;
VIAGGIO IN ITALIA:
– «I giacimenti minerari in Italia»;
sommario di fine capitolo;
mappa per il ripasso visivo.
(on line e nell’interactive eBook):
– «What makes gems so special?»;
– «Asbestos: health hazard»;
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
TOPICS ON EARTH
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9
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
LEZIONE 6
Capitolo
2
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
3
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 3
PROCESSO MAGMATICO E ROCCE IGNEE
CONTENUTI
•
•
LEZIONE 7
conoscenze
abilità
LEZIONE 8
conoscenze
abilità
10
LEZIONE
LEZIONE
7 «Processo magmatico, genesi ed evoluzione dei magmi»;
8 «Classificazione delle rocce ignee».
Processo magmatico, genesi ed evoluzione dei magmi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
dare una definizione di magma e di processo magmatico;
conoscere l’origine delle rocce ignee intrusive, effusive e subvulcaniche;
definire il gradiente geotermico e quello geobarico;
descrivere la composizione chimica di un magma;
conoscere le possibili temperature di un fuso magmatico;
conoscere il significato di «volatili»;
dare una definizione di solidus;
descrivere il processo di anatessi;
discernere tra magmi primari e magmi anatettici;
definire una serie di reazione;
distinguere tra serie continua e serie discontinua di reazioni;
descrivere il processo di cristallizzazione frazionata;
descrivere il processo pegmatitico e quello idrotermale.
• spiegare le differenze tra magma e lava;
• associare il processo magmatico alle condizioni ambientali;
• collegare composizione dei magmi e condizioni di temperatura-pressione alla loro densità
e alla loro viscosità;
• associare la presenza di acqua nel magma con il passaggio dei minerali dallo stato liquido
a quello solido e viceversa;
• individuare le cause che producono la fusione di una roccia;
• spiegare perché alcune rocce magmatiche sono più presenti di altre nella crosta terrestre;
• associare composizione di partenza di un magma, ordine di formazione dei minerali e
composizione del fuso residuo;
• collegare la composizione mineralogica e strutturale di una roccia ignea alle caratteristiche
del fuso iniziale e alle modalità del processo di cristallizzazione.
Classificazione delle rocce ignee
• dare una definizione di tessitura per le rocce ignee;
• descrivere i principali tipi di tessitura;
• conoscere i diversi criteri di classificazione delle rocce ignee (presenza di minerali chiari e
scuri; % in SiO 2 ; composizione mineralogica);
• elencare i minerali fondamentali delle rocce ignee;
• definire un plutone;
• illustrare i principali tipi di corpi plutonici e ipoabissali.
• riconoscere le principali tessiture delle rocce magmatiche e associarle alle modalità di
cristallizzazione;
• usare diagrammi per classificare le più comuni rocce ignee;
• spiegare come è possibile studiare corpi magmatici consolidati nell’interno terrestre;
• spiegare le modalità di risalita del magma;
• associare forma, dimensione e composizione dei corpi plutonici e ipoabissali alla loro genesi.
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «Il diagramma di Streckeisen»;
– «Le serie magmatiche»;
• VIDEO (on line e nell’interactive eBook):
– «Flusso di lava»;
• GALLERIA FOTOGRAFICA (on line e nell’interactive eBook):
– «Le rocce ignee più comuni»;
• SCHEDA DI LABORATORIO:
– «I minerali del granito»;
• VIAGGIO IN ITALIA:
– «I graniti italiani»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
CLIL
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
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11
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
Capitolo
3
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
4
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 4
I VULCANI
CONTENUTI
•
•
LEZIONE 9
conoscenze
abilità
abilità
12
19 «Morfologia, attività e classificazione dei vulcani»;
10 «I prodotti dell’attività vulcanica».
Morfologia, attività e classificazione dei vulcani
•
•
•
•
•
•
dare una definizione di vulcano;
definire un vulcano attivo, quiescente ed estinto;
conoscere la distribuzione globale dei vulcani;
descrivere le parti superficiali e profonde di un edificio vulcanico;
distinguere tra eruzioni centrali, lineari e areali;
classificare i vulcani in base alla loro esplosività.
• chiarire i motivi che permettono a una massa magmatica in equilibrio con le rocce
circostanti di mettersi in movimento;
• spiegare le cause che determinano un’eruzione;
• associare la varietà di magma al tipo di attività eruttiva;
• illustrare il rapporto tra le forme degli edifici vulcanici e il tipo di attività.
LEZIONE 10
conoscenze
LEZIONE
LEZIONE
I prodotti dell’attività vulcanica
•
•
•
•
•
•
•
•
•
definire l’attività vulcanica esplosiva e quella effusiva;
classificare i prodotti dell’attività esplosiva;
descrivere i principali tipi di depositi piroclastici;
descrivere i principali tipi di lava;
illustrare alcune forme dei prodotti e degli apparati vulcanici;
descrivere le ultime fasi dell’attività vulcanica;
conoscere le più comuni manifestazioni gassose legate all’attività idrotermale;
definire il rischio vulcanico;
descrivere i segni precursori che consentono di prevedere le eruzioni.
• spiegare i meccanismi che determinano la formazione dei depositi piroclastici;
• comprendere la pericolosità del contatto di masse d’acqua con materiali piroclastici
incoerenti o con il magma presente all’interno dell’edificio vulcanico;
• associare i vari tipi di lava alle caratteristiche del magma, alla sua temperatura, al
contenuto in gas e alle modalità del raffreddamento;
• collegare alcune forme degli apparati vulcanici al tipo di attività eruttiva e ai suoi
prodotti:
• spiegare alcuni meccanismi attraverso i quali si producono emissioni di gas e vapori
durante l’attività idrotermale;
• chiarire come ci si può difendere dalle eruzioni e prevenire il rischio sismico;
• spiegare con quali dati si può elaborare una carta del rischio vulcanico.
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità.
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «L’eruzione del Vesuvio del 79 d.C.»;
• ANIMAZIONI (on line e nell’interactive eBook):
– «Lo tsunami generato da un collasso vulcanico»;
– «Le caldere»;
– «i geyser»;
• VIDEO (on line e nell’interactive eBook):
– «Attività vulcanica esplosiva»;
– «Attività vulcanica effusiva»;
– «Manifestazioni vulcaniche gassose».
• GALLERIA FOTOGRAFICA (on line e nell’interactive eBook):
– «I vulcani più spettacolari della Terra»;
• VIAGGIO IN ITALIA:
– «I vulcani italiani»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
•
CLIL
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
(on line e nell’interactive eBook):
– «Monitoring volcanoes»;
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
TOPICS ON EARTH
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13
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
Capitolo
4
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
5
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 5
PROCESSO SEDIMENTARIO E ROCCE SEDIMENTARIE
CONTENUTI
•
•
•
LEZIONE 11
conoscenze
abilità
abilità
•
•
•
•
•
abilità
14
LEZIONE
11 «La formazione dei sedimenti»;
12 «Proprietà delle rocce sedimentarie»;
13 «Le rocce sedimentarie più comuni».
dare una definizione di degradazione meteorica;
conoscere i principali processi di alterazione chimica;
conoscere i principali processi di disgregazione fisica;
sapere come i viventi contribuiscono all’alterazione delle rocce;
definire un sedimento.
• individuare le interazioni tra rocce, acqua, aria e viventi che determinano la formazione
dei sedimenti;
• distinguere tra degradazione fisica e degradazione chimica;
• associare le condizioni climatiche alle modalità di degradazione delle rocce.
Proprietà delle rocce sedimentarie
•
•
•
•
•
elencare le fasi del ciclo sedimentario;
dare una definizione di erosione, trasporto e sedimentazione;
spiegare che cosa si intende per diagenesi;
definire composizione, tessitura e struttura di una roccia sedimentaria;
descrivere uno strato sedimentario.
• chiarire l’importanza delle rocce sedimentarie sia sotto l’aspetto economico sia sotto
quello scientifico;
• spiegare attraverso quali agenti i sedimenti sono erosi e trasportati;
• indicare in quale modo i sedimenti sono deposti;
• spiegare attraverso quali processi fisici e chimici i sedimenti sono trasformati in roccia;
• descrivere un campione di roccia sedimentaria in base alla granulometria, classazione
e morfometria dei grani.
LEZIONE 13
conoscenze
LEZIONE
La formazione dei sedimenti
LEZIONE 12
conoscenze
LEZIONE
Le rocce sedimentarie più comuni
•
•
•
•
•
•
•
•
dare una definizione di roccia terrigena;
conoscere i criteri di classificazione delle rocce terrigene e dei sedimenti sciolti;
associare il nome di un sedimento sciolto a quello della roccia compatta corrispondente;
dare una definizione di roccia carbonatica;
classificare le rocce carbonatiche in base ai meccanismi di deposito e ai tipi di grani;
definire una roccia evaporitica;
conoscere l’origine delle rocce silicee;
descrivere i processi di fossilizzazione dei carboni fossili.
• distinguere tra loro rocce terrigene, carbonatiche e silicee;
• utilizzare un diagramma triangolare per classificare le rocce;
• associare alcuni tipi di rocce terrigene alle modalità di trasporto e/o all’ambiente di
sedimentazione;
• confrontare la genesi delle rocce carbonatiche formate da sedimenti deposti
meccanicamente con quella dei carbonati accresciuti in situ;
• motivare la formazione delle dolomie;
• spiegare le condizioni di formazione delle rocce evaporitiche;
• chiarire le modalità di formazione delle rocce residuali.
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Alfonso Bosellini I MATERALI DELLA TERRA SOLIDA © Bovolenta 2013
La riproduzione di questa pagina tramite fotocopia è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo
nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «Il petrolio»;
• ANIMAZIONI (on line e nell’interactive eBook):
– «Dai sedimenti alle rocce sedimentarie»;
– «Stadi del ciclo di formazione delle rocce sedimentarie»;
– «La formazione dei giacimenti»;
• GALLERIA FOTOGRAFICA (on line e nell’interactive eBook):
– «Le rocce sedimentarie più comuni»;
• VIAGGIO IN ITALIA:
– «Le rocce sedimentarie in Italia»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
•
CLIL
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
(on line e nell’interactive eBook):
– «Darwin’s coral reefs and atolls»;
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
TOPICS ON EARTH
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15
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
Capitolo
5
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
6
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 6
LA DINAMICA DEI PROCESSI SEDIMENTARI
CONTENUTI
•
•
•
LEZIONE 14
LEZIONE
LEZIONE
14 «Processi e meccanismi di sedimentazione»;
15 «Ciclicità della sedimentazione»;
16 «Facies e ambienti di sedimentazione».
Processi e meccanismi di sedimentazione
conoscenze
•
•
•
•
•
conoscere il campo di indagine della stratigrafia;
dare una definizione di successione stratigrafica;
distinguere tra flussi trattivi e flussi gravitativi;
descrivere una corrente di torbida;
definire un flysch.
abilità
•
•
•
•
distinguere tra processi di caduta verticale e di rifornimento laterale dei sedimenti;
chiarire il concetto di progradazione;
associare la formazione di particolari strutture trattive alla velocità della corrente;
spiegare l’origine di strati gradati nelle torbiditi.
LEZIONE 15
conoscenze
abilità
Ciclicità della sedimentazione
•
•
•
•
conoscenze
abilità
definire una fluttuazione eustatica;
conoscere le cause delle variazioni globali del livello marino;
distinguere una trasgressione da una regressione marina;
definire un ciclo sedimentario.
• spiegare come trasgressioni e regressioni incidono sui rapporti laterali e verticali
delle successioni stratigrafiche;
• data una successione di strati riconoscere una sequenza trasgressiva e/o regressiva;
• chiarire quali informazioni si possono ottenere dallo studio dei cicli sedimentari.
LEZIONE 16
16
LEZIONE
Facies e ambienti di sedimentazione
•
•
•
•
conoscere il campo di indagine della paleogeografia;
chiarire il concetto di facies;
definire un ambiente di sedimentazione;
descrivere le caratteristiche salienti dei principali ambienti continentali, di transizione
e marini.
• spiegare perché le rocce sedimentarie sono importanti per ricostruire l’aspetto geografico
della Terra nel passato;
• distinguere tra facies e ambienti di deposito;
• associare le eteropie ai cambiamenti di facies avvenuti nel tempo e nello spazio;
• specificare in base a quali caratteri sono classificati gli ambienti di sedimentazione.
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STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «La stratigrafia»;
– «Le unità litostratigrafiche»;
– «I fossili e la stratigrafia»;
• ANIMAZIONE (on line e nell’interactive eBook):
– «La formazione di una discordanza»;
• VIDEO (on line e nell’interactive eBook):
– «I principi della stratigrafia»;
– «Il ciclo geologico»;
• VIAGGIO IN ITALIA:
– «La vena del gesso»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
CLIL
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
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17
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
Capitolo
6
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
7
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 7
PROCESSO METAMORFICO E ROCCE METAMORFICHE
CONTENUTI
•
•
LEZIONE 17
conoscenze
abilità
LEZIONE 18
conoscenze
abilità
18
LEZIONE
LEZIONE
17 «Petrologia del metamorfismo»;
18 «Tipi di metamorfismo».
Petrologia del metamorfismo
•
•
•
•
•
•
•
•
descrivere una roccia metamorfica;
definire il metamorfismo;
enunciare i principali fattori cinetici del metamorfismo;
definire il grado metamorfico;
spiegare il significato di facies metamorfica;
elencare le principali facies metamorfiche;
descrivere le principali strutture delle rocce metamorfiche;
definire un minerale indice.
•
•
•
•
•
•
•
spiegare i meccanismi che portano alla genesi di una roccia metamorfica;
chiarire il campo di esistenza (temperatura/pressione) del processo metamorfico;
motivare il passaggio tra condizioni metamorfiche e magmatiche;
motivare il passaggio tra condizioni diagenetiche e condizioni metamorfiche;
distinguere tra pressione da carico e pressione orientata;
associare le facies metamorfiche alle condizioni di temperatura e pressione;
collegare le varie strutture orientate e non orientate alle condizioni di formazione
delle rocce;
• identificare la tessitura di alcune rocce metamorfiche;
• illustrare le caratteristiche di un buon minerale indice.
Tipi di metamorfismo
• classificare i tipi di metamorfismo dal punto di vista geologico;
• definire una serie metamorfica;
• descrivere i criteri di classificazione delle rocce metamorfiche.
• spiegare perché il processo metamorfico si sviluppa solo in particolari ambienti
geodinamici;
• illustrare le differenze esistenti tra i vari tipi di metamorfismo;
• dare almeno un nome generico a un campione di roccia metamorfica.
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STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «Il marmo di Candoglia e il Duomo di Milano»;
• ANIMAZIONE (on line e nell’interactive eBook):
– «Gli ambienti del metamorfismo»;
• GALLERIA FOTOGRAFICA (on line e nell’interactive eBook):
– «Le rocce metamorfiche più comuni»;
• VIAGGIO IN ITALIA:
– «Le rocce metamorfiche in Italia: le Alpi Apuane»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
CLIL
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
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19
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
Capitolo
7
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
8
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 8
LA TERRA DEFORMATA: FAGLIE, PIEGHE, OROGENESI
CONTENUTI
•
•
•
LEZIONE 19
conoscenze
LEZIONE
LEZIONE
LEZIONE
19 «Comportamento reologico delle rocce»;
20 «Strutture da deformazione nella crosta»;
21 «Orogenesi».
Comportamento reologico delle rocce
•
•
•
•
•
•
•
•
•
spiegare di cosa si occupa la reologia;
dare una definizione di affioramento;
definire la giacitura di una massa rocciosa;
distinguere tra comportamento elastico, plastico e rigido;
definire limite elastico e punto di rottura;
descrivere il comportamento delle rocce fragili e di quelle duttili;
elencare i fattori che influiscono sulle deformazioni delle rocce;
descrivere i principali movimenti epirogenetici;
dare una definizione di isostasia.
•
•
•
•
abilità
distinguere tra il momento della formazione delle rocce e quello della creazione del rilievo;
spiegare come si definisce la giacitura di uno strato sedimentario;
chiarire la relazione sforzo/deformazione per un campione di roccia;
motivare l’influenza dei fattori composizione, pressione litostatica, temperatura, presenza di
fluidi e tempo sul comportamento reologico delle rocce;
• individuare le possibili cause dei movimenti epirogenetici;
• spiegare cosa si intende per equilibrio isostatico;
• portare esempi di come ci si possa allontanare dall’equilibrio isostatico e di come questo
possa essere ripristinato.
LEZIONE 20
conoscenze
abilità
20
Strutture da deformazione nella crosta
•
•
•
•
•
•
•
•
distinguere tra diaclasi e faglie;
elencare i principali tipi di faglie;
descrivere una fossa tettonica;
dare una definizione di piega;
descrivere gli elementi strutturali di una piega;
elencare i principali tipi di pieghe;
descrivere una falda di ricoprimento;
definire alloctono e autoctono.
• associare le diverse strutture da deformazione al comportamento duttile o fragile
delle rocce;
• spiegare quali tipi di forze intervengono nella genesi delle strutture da deformazione;
• collegare i vari generi di faglie ai tipi di spostamento relativo di due corpi rocciosi;
• portare esempi di sistemi di faglie;
• classificare le pieghe in base alla loro geometria;
• chiarire come si può passare da una piega a una piega-faglia;
• spiegare come si forma una falda di ricoprimento;
• associare i tipi di deformazione delle rocce alla struttura delle catene montuose.
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
Orogenesi
conoscenze
•
•
•
•
•
indicare le fasi principali del processo di formazione dei rilievi montuosi;
elencare i differenti processi orogenetici;
dare una definizione di morfostruttura;
conoscere le caratteristiche e le strutture della crosta continentale;
definire scudi e piattaforme.
abilità
•
•
•
•
•
•
•
spiegare il significato di fase litogenetica, orogenetica e morfogenetica;
prevedere le strutture che si formano in seguito alla convergenza delle placche;
associare il tipo di convergenza tra placche ai modelli di orogenesi;
integrare tra loro i vari fenomeni geologici nell’ambito della orogenesi;
associare i modelli orogenetici ai tipi di catene montuose;
collegare l’aspetto degli orogeni alla loro età;
spiegare come i continenti si accrescono nel tempo per orogenesi successive.
STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «Giacitura e stabilità dei versanti»;
– «Isostasia e catene montuose»;
• ANIMAZIONI (on line e nell’interactive eBook):
– «L’isostasia»;
– «Faglie normali, inverse e trascorrenti»;
– «Schemi di pieghe»;
• GALLERIE FOTOGRAFICHE (on line e nell’interactive eBook):
– «Esempi di faglie»;
– «Esempi di pieghe»;
• VIAGGIO IN ITALIA:
– «Le grandi faglie italiane»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
•
CLIL
(on line e nell’interactive eBook):
– «The uplift of Scandinavia»;
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
TOPICS ON EARTH
Idee per insegnare le Scienze della Terra con
Alfonso Bosellini I MATERALI DELLA TERRA SOLIDA © Bovolenta 2013
La riproduzione di questa pagina tramite fotocopia è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo
nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
21
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
LEZIONE 21
Capitolo
8
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Capitolo
9
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 9
I TERREMOTI
CONTENUTI
•
•
•
LEZIONE 22
conoscenze
abilità
abilità
22
LEZIONE
LEZIONE
22 «Propagazione delle onde sismiche»;
23 «La forza dei terremoti»;
24 «Convivere con il terremoto».
Propagazione delle onde sismiche
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
spiegare di cosa si occupa la sismologia;
definire un terremoto;
definire un’onda sismica;
classificare i terremoti in base alla profondità e all’origine;
illustrare il comportamento elastico, plastico e fragile di un corpo;
enunciare la teoria del rimbalzo elastico;
definire ipocentro ed epicentro di un terremoto;
chiarire il significato di periodo di ritorno;
conoscere i diversi tipi di onde sismiche;
chiarire come si origina un maremoto;
conoscere le modalità di registrazione delle onde sismiche;
definire un sismogramma;
conoscere la distribuzione geografica delle aree sismiche nel globo.
• collegare il diverso comportamento di un corpo sottoposto a sforzo alla teoria del
rimbalzo elastico;
• spiegare perché i terremoti sono fenomeni ciclici;
• descrivere i movimenti delle particelle e le deformazioni dei singoli volumi di roccia al
passaggio delle diverse onde sismiche;
• spiegare perché le onde trasversali non attraversano i fluidi;
• collegare le caratteristiche fisiche delle rocce alla velocità di propagazione delle onde
sismiche;
• descrivere il funzionamento di un sismografo;
• spiegare i metodi di determinazione della distanza e della posizione dell’epicentro di
un sisma;
• spiegare la distribuzione e la profondità dei sismi alla luce della teoria della tettonica
delle placche.
LEZIONE 23
conoscenze
LEZIONE
La forza dei terremoti
•
•
•
•
•
conoscere i parametri intensità e magnitudo di un sisma;
definire la scala Richter;
conoscere la scala MCS;
descrivere i possibili effetti dei terremoti;
dare una definizione di isosisma.
• distinguere tra magnitudo e «scale d’intensità»;
• spiegare perché la scala Richter è logaritmica;
• calcolare, data l’ampiezza massima delle vibrazioni e la distanza epicentrale, la magnitudo
di un terremoto;
• determinare, nota la loro magnitudo, la differenza di energia liberata da due terremoti;
• chiarire perché la scala MCS è empirica;
• spiegare perché in genere le isosisme contornano aree di forma irregolare.
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conoscenze
abilità
Convivere con il terremoto
•
•
•
•
acquisire il concetto di rischio sismico;
dare una definizione di previsione e di prevenzione dei terremoti;
elencare i principali fenomeni precursori di un evento sismico;
definire la «zonazione sismica».
• distinguere tra previsione probabilistica e deterministica;
• spiegare perché oggi la previsione deterministica è inaffidabile;
• spiegare su cosa si basa la prevenzione sismica.
STRUMENTI
PER
L’INSEGNANTE
•
•
•
•
•
•
STRUMENTI
PER
LO STUDENTE
• libro di testo;
• VERIFICHE INTERMEDIE:
– Mettiti alla prova (alla fine di ogni «lezione»);
• VERIFICHE DI FINE CAPITOLO:
– Verifica le conoscenze;
– Verifica le abilità;
• APPROFONDIMENTI (on line e nell’interactive eBook):
– «La Faglia di San Andreas e il Big One»;
– «Il maremoto del 2004 in Indonesia»;
– «Il maremoto del 2011 in Giappone»;
– «Giuseppe Mercalli»;
– «Il terremoto del 2009 in Abruzzo»;
– «Proteggersi dai terremoti»;
• ANIMAZIONI (on line e nell’interactive eBook):
– «Il rimbalzo elastico»;
– «Il meccanismo del rimbalzo elastico»;
– «Le onde P e S e le onde superficiali: schemi di prapagazione»;
– «Lo tsunami generato da un terremoto»;
– «Come funziona il sismografo»;
• VIDEO (on line e nell’interactive eBook):
– «Il sismogramma»;
– «Misurare i danni di un terremoto»;
– «Il rischio sismico»;
• LABORATORIO SEMPLICE (nell’interactive eBook):
– «Le onde sismiche»;
• SCHEDE DI LABORATORIO (on line e nell’interactive eBook):
– «Costruzione di un grafico dei tempi di propagazione delle onde sismiche»;
– «Localizzazione dell’epicentro di un terremoto»;
• VIAGGIO IN ITALIA:
– «La sismicità in Italia»;
• sommario di fine capitolo;
• mappa per il ripasso visivo.
•
CLIL
libro di testo;
riassunto di fine capitolo;
prove di verifica (in questa guida);
soluzioni dei quesiti del testo (in questa guida);
soluzioni delle prove di verifica (in questa guida);
lezioni in PowerPoint (on line).
(on line e nell’interactive eBook):
– «Tsunamis»;
• indice analitico bilingue;
• sommario del capitolo in inglese;
• glossario relativo al capitolo in inglese.
TOPICS ON EARTH
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23
Obiettivi di conoscenza
e obiettivi di abilità
LEZIONE 24
Capitolo
9
PROGRAMMAZIONE
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
2. Verifiche
24
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
capitolo
1
CAPITOLO 1
La Terra: uno sguardo introduttivo
a
b
c
d
di centinaia di milioni di anni è:
la formazione di un cratere meteoritico;
il sollevamento di una catena montuosa;
la trasformazione della composizione gassosa
dell’aria che respiriamo;
la deposizione di alcuni decimetri di spessore
di un sedimento marino.
b
c
d
provocò l’accumulo al centro di tutti gli
elementi più pesanti;
consiste nella suddivisione della litosfera in
continentale e oceanica;
provocò un notevole aumento della
temperatura interna;
provocò una concentrazione nel guscio esterno
dei più importanti minerali radioattivi.
…………………………………………
2 L’evento che ha un ordine di grandezza temporale
8 La zonazione chimica della Terra:
a
data
a
b
c
d
inizialmente:
freddo e grande;
freddo e piccolo;
caldo e grande;
caldo e piccolo.
9 Nella composizione dell'atmosfera primitiva non
a
b
c
d
era presente:
idrogeno;
ossigeno;
azoto;
diossido di carbonio.
………………………………
1 Il planetesimo che diede origine alla Terra era
10 Scegli l’affermazione esatta:
b
4 L’unità geocronologia di durata maggiore è:
c
era;
periodo;
eone;
epoca.
a
d
il motore che fa muovere le placche sta nei
moti convettivi dell'interno terrestre;
i continenti sono costituiti da litosfera
essenzialmente basaltica;
le placche litosferiche vanno in distruzione
nelle dorsali oceaniche;
lo spessore di tutte le placche litosferiche è
mediamente di 10÷15 kilometri.
………………………………………………………………………
il sollevamento di una catena montuosa;
la nascita di un bacino oceanico;
l’erosione di una valle fluviale;
la formazione di un cratere meteoritico.
a
b
c
c
classe
3 È un evento geologico improvviso e catastrofico:
a
b
c
d
11 L’energia interna del pianeta:
a
b
c
c
Proterozoico;
Fanerozoico;
Archeano;
Adeano.
a
b
c
d
attiva la formazione delle catene montuose;
influenza il tempo atmosferico;
causa il modellamento della superficie
terrestre;
agisce in prevalenza su atmosfera, idrosfera e
biosfera.
cognome
5 Scegli l’eone che ha avuto maggiore durata:
6 Le prime rocce terrestri si sono formate:
4,6 miliardi di anni fa;
3,8÷4,2 miliardi di anni fa;
all’inizio dell’eone Fanerozoico;
all’inizio dell’eone Proterozoico.
12 Il criterio chimico/mineralogico secondo cui la
a
b
7 Il 90% della Terra è costituito da quattro
elementi, ferro, ossigeno, silicio e … :
nichel;
alluminio;
magnesio;
zolfo.
Idee per insegnare le Scienze della Terra con
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c
d
Terra solida viene suddivisa individua:
litosfera, astenosfera, mesosfera, nucleo
esterno e interno;
crosta, litosfera, mesosfera, nucleo esterno e
interno;
crosta continentale, crosta oceanica, mantello,
nucleo esterno e interno;
crosta, astenosfera, mantello, nucleo esterno e
interno.
nome
a
b
c
d
…………………………………………………………
a
b
c
d
Prove di verifica
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
DIDATTICA
SU MISURA
PROVE DI VERIFICA
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25
capitolo
1
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
13 Il criterio basato sullo stato fisico dei materiali,
a
b
c
d
nome
secondo cui la Terra solida viene suddivisa,
individua:
litosfera, astenosfera, mesosfera, nucleo
esterno e interno;
crosta, litosfera, mesosfera, nucleo esterno e
interno;
crosta continentale, crosta oceanica, mantello,
nucleo esterno e interno;
crosta, astenosfera, mantello, nucleo esterno e
interno.
…………………………………………………………
14 Le placche litosferiche:
a
b
c
d
hanno confini che coincidono con i margini di
un continente o di un oceano;
hanno limiti inferiori ben definiti;
sono messe in moto da movimenti convettivi
del mantello;
subiscono distruzione nelle dorsali oceaniche.
16 Scegli l’affermazione esatta:
a
b
c
d
17 Completa le definizioni:
¨
cognome
d
………………………………………………………………………
sono detti anche margini in distruzione;
corrispondono alle dorsali oceaniche;
corrispondono alle grandi fratture a
scorrimento orizzontale;
sono quelli dove avviene il fenomeno della
subduzione.
Ci fu quella del ferro:
…………………………………………………………
≠
Sinonimo di «scienze della Terra»:
…………………………………………………………
Æ
15 I margini divergenti delle placche litosferiche:
a
b
c
l’orogenesi è solitamente accompagnata da
fenomeni sismici e vulcanici catastrofici;
catene montuose si formano per
allontanamento di blocchi continentali;
il materiale roccioso che va a costituire le
montagne durante l’orogenesi è quello eruttato
dalle dorsali oceaniche;
nell’area della collisione che ha portato alla
formazione di montagne, lo spessore della
crosta aumenta notevolmente.
Quella chimica portò a una distribuzione
verticale dei vari elementi chimici:
…………………………………………………………
Ø
Involucro intermedio della Terra:
…………………………………………………………
∞
Formazione delle montagne:
…………………………………………………………
Domande a risposta aperta
18 Descrivi brevemente le prime fasi del processo di formazione della Terra.
classe
………………………………
data
…………………………………………
26
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Alfonso Bosellini I MATERALI DELLA TERRA SOLIDA © Bovolenta 2013
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
capitolo
1
Prove di verifica
nome
…………………………………………………………
cognome
………………………………………………………………………
classe
………………………………
data
…………………………………………
DIDATTICA
SU MISURA
19 Descrivi i principali geosistemi, le sfere che li compongono e le interazioni esistenti tra loro.
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27
capitolo
1
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Domande a risposta multipla
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
B;
C;
D;
C;
A;
B;
C;
D;
B;
A;
A;
C;
A;
C;
B;
D.
Completa le definizioni
17
¨ Catastrofe
≠
Geoscienze
Æ
Zonazione
Ø
Mantello
∞
Orogenesi
Domande a risposta aperta
18 La Terra si formò per aggregazione di rocce e metalli che ne fecero progressivamente aumentare la
massa. Successivamente, il calore generato dall’impatto dei planetesimi e dal decadimento radioattivo
produsse una fusione quasi completa dei materiali. I più pesanti, quali il ferro e il nichel, si concentrarono per differenziazione gravitativa verso il centro, formando il nucleo, mentre i più leggeri, quali
l’ossigeno e il silicio, si portarono verso la superficie, formando il mantello e la crosta. I gas liberati
produssero l’atmosfera primitiva.
19 Il sistema Terra può essere suddiviso in tre sistemi principali: il sistema «clima», quello della «tettonica delle placche» e quello «geodinamo», ciascuno dei quali può essere visto come l’insieme di alcune
«sfere». Le componenti del sistema «clima» sono l'atmosfera, l’idrosfera e la biosfera; quelle del sistema "tettonica delle placche" sono la litosfera, l'astenosfera e il mantello; infine le componenti del sistema "geodinamo" sono il nucleo esterno e il nucleo interno. Tra queste sfere ci sono interfacce graduali e le interazioni che esistono tra di esse rendono difficile fare una separazione netta tra i fenomeni che vi hanno luogo. Gli scambi di materia e di energia che avvengono tra una sfera e l'altra sono dovuti all'energia solare, al decadimento radioattivo e all'energia gravitazionale. Per fare un esempio, si
possono cogliere le interazioni che esistono tra l'atmosfera, l'idrosfera, la litosfera e la biosfera, facendo riferimento al materiale "acqua": l'acqua si trova negli oceani e nei bacini idrici continentali, nel
suolo, nell'aria e negli organismi viventi; la componente "acqua" compie un ciclo, il ciclo idrologico,
mosso dall'energia del Sole.
28
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RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
Lezione 1 – Mettiamoci alla prova – p. 5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.1
Si rimanda alla prima nota a lato di pagina 2
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.2
Si rimanda alla seconda nota a lato di pagina 2
Lezione 2 – Mettiamoci alla prova – p. 12
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.8
Lezione 3 – Mettiamoci alla prova – p. 18
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.10
Si rimanda a quanto esposto nel § 1.10
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Verifica le conoscenze – p. 21
Domande a risposta multipla
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
D;
A, B;
A, D;
B, C;
B;
A;
A;
A, C;
A;
B, C, D;
C, D.
capitolo
1
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Quesiti
12 Le scienze della Terra, o geoscienze, hanno
come oggetto lo studio il sistema Terra nella sua
completezza e complessità. Le principali branche delle scienze della Terra sono la geologia, la
mineralogia, la sismologia, la geomorfologia.
13 Le scienze dell’atmosfera sono la meteorologia e
la climatologia.
14 La Terra è un pianeta unico per la composizione
della sua atmosfera, per una temperatura superficiale che permette all’abbondantissima acqua
di esistere allo stato liquido, solido e di vapore;
e, infine, per l’insieme di tutti i fattori ambientali che si sono dimostrati adatti alla nascita e
all’evoluzione della vita.
15 Altri pianeti e satelliti sono ricoperti di uno
strato di regolite che si è formato principalmente a causa degli impatti meteoritici; il regolite
terrestre è, invece, il prodotto di svariate e complesse interazioni, di processi di natura chimica, fisica e biologica, nei quali l’acqua, salvo
rare eccezioni, ha avuto un ruolo significativo.
16 Si tratta di una scala che include intervalli di
tempo di diverso ordine gerarchico e di valore
mondiale; serve come riferimento agli studiosi
per la datazione di tutte le rocce e per collegarle
alla storia geologica della Terra. La scala dei
tempi geologici comprende unità cronologiche
di diverso rango, quali Eoni, Ere, Periodi, Epoche, utilizzate da geologi e paleontologi per suddividere il tempo geologico.
17 L’ecosistema sta rischiando pericolose alterazioni per cause antropiche. I cambiamenti prodotti
dalle attività umane sono paragonabili, per
estensione e impatto, ad alcune delle grandi forze della natura.
18 Le rocce terrestri più antiche sono state rinvenute in Groenlandia, Labrador, Minnesota e
Zimbabwe e hanno un’età che si aggira attorno a
3,8÷4 miliardi di anni.
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29
capitolo
1
30
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
19 L’impatto dei planetesimi con la superficie
produsse calore che in parte si disperse nello
spazio e in parte fu trattenuto. Nel caso di
bombardamenti molto frequenti il calore poté
essere completamente trattenuto in profondità sotto i materiali che si ammassarono rapidamente in superficie (accrescimento per impatti). Anche il peso esercitato dai materiali
che si accumularono provocò un notevole aumento del calore interno (compressione gravitativa). Altra causa del riscaldamento iniziale
della Terra fu il calore prodotto dal decadimento radioattivo di elementi come uranio e torio,
allora assai più abbondanti (disintegrazione di
elementi radioattivi).
20 La Terra, considerata nel suo complesso, è formata per il 90% da ferro, ossigeno, silicio e magnesio. La distribuzione di questi elementi non
è tuttavia omogenea: per esempio, mentre il ferro è quasi tutto concentrato al centro della Terra, il silicio è particolarmente abbondante nella
parte più esterna del pianeta.
21 Le tracce di un’eventuale atmosfera primordiale
potrebbero essere state distrutte dalle grandi
collisioni che hanno caratterizzato la fase finale
dell’aggregazione del pianeta. Dati geochimici
fanno ritenere che le prime sostanze volatili siano state liberate per degassamento delle rocce
del mantello tra i 4000 e i 3500 milioni di anni
fa, quindi nel corso dei 500 milioni di anni che
seguirono alla fine dell’accrescimento della Terra. Alcuni studiosi ritengono che l’atmosfera si
sia accresciuta anche grazie all’apporto di acqua
e volatili da parte delle numerose comete che
colpirono la Terra nelle fasi iniziali della sua
evoluzione.
22 La Terra possiede un calore interno che si disperde attraverso la superficie in modo graduale
e continuo. Il nostro pianeta è quindi una macchina termica all’interno della quale la temperatura non è distribuita in modo omogeneo. L’elevata temperatura e l’instabilità termica determinano la risalita di materiale da zone profonde e
sono responsabili dell’intensa attività geologica
del pianeta. Non risulta ancora del tutto chiaro
il modo in cui il calore si trasferisce all’interno
del nucleo e del mantello, mentre si sa che nell’astenosfera si attuano moti convettivi che inducono compressioni e stiramenti nella più rigida litosfera, provocando la formazione delle
placche e i loro movimenti.
23 L’astenosfera è allo stato parzialmente fuso, per
cui ha un comportamento plastico.
24 La tettonica è la branca della geologia che si occupa di osservare e descrivere le strutture della
crosta terrestre e di interpretare come queste si
formano.
25 L’orogenesi è l’insieme dei processi che portano
alla formazione di una catena montuosa.
26 Gli scambi di materia e di energia e le complesse interazioni fra le diverse sfere possono attuarsi in corrispondenza della superficie terrestre in uno spessore di qualche kilometro, che
comprende la parte inferiore dell’atmosfera,
tutta l’idrosfera e un sottile strato di litosfera.
L’acqua e i gas atmosferici esercitano la loro
azione modellatrice sulla superficie, ma sono a
loro volta influenzati dalle nuove forme assunte dal rilievo sotto la loro azione e per opera
delle forze interne. Il dinamismo di questa
zona è fortemente influenzato anche dell’azione degli esseri viventi.
27 Secondo l’ipotesi più recente e accreditata sull’origine della Luna il nostro satellite si sarebbe
formato a seguito dell’impatto tra la Terra e un
corpo delle dimensioni del pianeta Marte. La
parte interna di questo corpo sarebbe entrata a
far parte della massa terrestre, mentre la sua
parte esterna, sbalzata nello spazio, avrebbe cominciato a orbitare intorno alla Terra, diventando la Luna.
28 L’età del sistema solare, stabilita sulla base delle datazioni radiometriche effettuate su materiale lunare e su meteoriti, è di 4560 milioni di
anni, mentre le rocce terrestri più antiche hanno un’età di 3800÷ 4000 milioni di anni. Nel
corso dei 600÷700 milioni di anni che precedettero la formazione delle prime rocce terrestri, il nostro pianeta fu sottoposto, come altri
corpi del sistema solare, a un bombardamento
fittissimo di planetesimi, che distrussero qualsiasi traccia della sua crosta primitiva.
29 I feldspati sono minerali che fondono a temperature relativamente modeste e che presentano
una bassa densità allo stato fuso. La loro straordinaria abbondanza nella crosta terrestre è perciò dovuta al fatto che, nello stadio in cui la
Terra subì una differenziazione gravitativa dovuta al riscaldamento che seguì alla catastrofe
del ferro, essi, fondendo prima di altri materiali, poterono migrare verso la superficie e accumularsi nelle rocce crostali.
30 La tettonica delle placche è una teoria unificante, sostenuta da numerosissime prove, che costituisce il punto di riferimento fondamentale
per la comprensione dei fenomeni geologici.
Questa teoria fornisce una spiegazione alla distribuzione dei terremoti, dei vulcani, delle
strutture dei fondi oceanici e delle catene montuose. La tettonica delle placche si basa su due
concetti: 1. la litosfera non forma un involucro
continuo, ma è suddivisa in un certo numero di
blocchi, detti placche; 2. le placche litosferiche
possono muoversi lateralmente l’una rispetto
all’altra.
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Verifica le abilità
Quesiti
31 Il movimento delle placche litosferiche, ipotizzato dalla teoria della tettonica delle placche, è
la manifestazione superficiale di moti convettivi del mantello. In linea di massima, la convezione è un meccanismo di trasferimento di
energia e massa. I materiali caldi di origine profonda risalgono perché meno densi, mentre i
materiali freddi, più pesanti, scendono verso il
basso, fluendo al posto di quelli caldi; in questo modo il calore è trasportato dall’interno terrestre in superficie attraverso movimenti di materia. I materiali caldi salgono in corrispondenza delle zone di allontanamento delle placche,
le spostano lateralmente e formano nuova litosfera. Via via che si allontana, la litosfera si raffredda, diventa più densa e, dove le placche
convergono, sprofonda nell’astenosfera venendo, infine, riassorbita.
32 I materiali che compongono l’interno terrestre
sono organizzati in strati concentrici. Esistono
però due distinti criteri di suddivisione; uno di
essi è basato sulla composizione chimica e mineralogica, e porta a distinguere una crosta sottile di tipo granitico, meno densa, o di tipo basaltico, più densa, un mantello roccioso a base
di silicati e infine un nucleo metallico a base di
ferro. L’altro criterio è basato sullo stato fisico
dei materiali e porta a distinguere una litosfera
rigida ed elastica, un’astenosfera plastica perché parzialmente fusa, una mesosfera solida e
un nucleo liquido nella sua parte esterna e solido all’interno.
33 La Terra presenta un’atmosfera e un’idrosfera
che, attivate dall’energia solare, modificano
continuamente la sua superficie alterando, erodendo e depositando altrove i materiali della
crosta. Anche i prodotti dell’attività vulcanica
e le deformazioni, legate all’energia interna del
nostro pianeta, hanno cancellato le tracce degli
impatti meteoritici. Il motivo per il quale la
Luna conserva così evidenti le tracce degli impatti meteoritici dipende dal fatto che essa presenta una scarsissima attività interna e superficiale.
34 In base alla teoria della tettonica delle placche,
la parte superficiale del pianeta è costituita da
un involucro piuttosto rigido, chiamato litosfera, che «galleggia» sull’astenosfera. Questo sottile guscio è frammentato in un certo numero
di elementi, le placche, che sono incastrate fra
loro come i pezzi di un puzzle. Le placche sono
in lento movimento; esse possono avvicinarsi,
allontanarsi o scivolare l’una rispetto all’altra;
tali spostamenti sono la conseguenza dei moti
convettivi che interessano la sottostante astenosfera. L’astenosfera, infatti, presenta una frazione di materiale fuso che la rende plastica e mobile, consentendole di adattarsi ai movimenti
verticali e orizzontali delle placche litosferiche.
35
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1
Astenosfera
2
Litosfera
30 km
3
Crosta continentale
4
Crosta oceanica
7 km
100 km
200 km
5
Mantello
capitolo
1
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
2.900 km
6
Nucleo esterno
5.100 km
7
Nucleo interno
6.370 km
Questions
36 Risposta aperta dello studente.
37 Risposta aperta dello studente.
31
capitolo
2
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 2
Atomi, elementi, minerali e rocce
PROVA DI VERIFICA
nome
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
3 Tra i dieci elementi più abbondanti nella crosta
…………………………………………………………
1 Scegli l’affermazione corretta:
a
b
c
d
la maggioranza dei minerali è costituita da
atomi legati da legami covalenti;
la cella elementare conserva sia la
composizione chimica sia la struttura
cristallina di un dato minerale;
nel diamante e nel quarzo sono presenti
legami ionici;
l’abito cristallino è l’unità tridimensionale di
base di un minerale.
a
b
c
d
4 Il colore di un minerale:
a
b
c
cognome
2 Il salgemma ha tre direzioni dei piani di sfaldatu-
………………………………………………………………………
a
ra a 90° l’una rispetto all’altra. Quale dei seguenti modelli rappresenta meglio la forma di un suo
campione fratturato?
1;
b 2;
c 3;
d 4.
d
non è mai utile per la sua identificazione;
non dipende dalla sua composizione chimica;
in alcuni casi può cambiare da campione a
campione a causa delle impurezze contenute;
è sempre lo stesso nella medesima specie
mineralogica.
5 La proprietà fisica della durezza:
a
b
1
terrestre si trovano:
carbonio, idrogeno e ossigeno;
ossigeno, silicio e zolfo;
ossigeno, silicio e alluminio;
ferro, nichel e zolfo.
c
d
è la misura della resistenza di un minerale a
essere scalfito;
varia in modo costante tra un termine e l’altro
della scala di Mohs;
è massima nel talco e minima nel diamante;
è riferita a una scala relativa determinata con
lo sclerometro.
6 Sono minerali non silicati:
a
c
classe
2
olivina;
tormalina;
b magnetite;
d ortoclasio.
7 In base alla sequenza dei minerali nella scala di
………………………………
a
b
c
d
3
Mohs:
il topazio non può scalfire il quarzo;
il talco non può scalfire nessun altro minerale;
apatite e fluorite non possono essere scalfiti
dall’ortoclasio;
corindone e quarzo possono essere scalfiti dal
topazio.
data
8 Caratteristica fisica di alcuni minerali non
…………………………………………
a
b
c
d
dipendente dalla luce è:
il colore;
la lucentezza non metallica;
la birifrangenza;
la radioattività.
4
9 Il polimorfismo:
a
b
32
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è una proprietà molto rara nei minerali;
dipende dal fatto che sostanze diverse
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b
c
d
possono avere la stessa composizione di altri
solidi aventi struttura cristallina;
sono frequenti in natura perché sono stabili;
hanno una struttura microcristallina;
sono in genere anisotropi.
11 Nei silicati (scegli l’affermazione errata):
a
b
c
d
l’unità fondamentale del reticolo cristallino
comune a tutti i minerali è lo ione silicato
SiO 4–
4 ;
i tetraedri possono condividere o meno atomi
di ossigeno;
le cariche negative dell’anione sono bilanciate
dalle cariche di ioni metallici positivi;
all’aumentare degli atomi di ossigeno
condivisi dai tetraedri aumenta il numero
delle cariche negative dell’anione.
c
d
silvite;
anidrite;
limonite;
pirite.
…………………………………………
16 Il ciclo litogenetico consiste:
a
b
c
d
nel passaggio unidirezionale da rocce ignee a
rocce sedimentarie e, infine, a rocce metamorfiche;
nell’insieme di tutte le trasformazioni tra
rocce;
nella risalita, solidificazione e successiva
erosione di rocce ignee;
nella fusione di rocce sedimentarie e metamorfiche per aumento di temperatura.
17 Completa le definizioni:
¨
12 Tra i solfuri si annovera la:
a
b
c
d
data
b
consente la compattazione e cementazione di
sedimenti incoerenti;
è alla base del processo di formazione di tutte
le rocce;
è sinonimo di ciclo litogenetico;
consiste nella ricristallizzazione e mobilizzazione di elementi chimici.
………………………………
a
15 La diagenesi:
a
classe
10 I solidi amorfi:
possono formarsi anche per precipitazione
chimica.
………………………………………………………………………
d
d
Si ha quando due minerali possiedono stessa
composizione chimica, ma diverso reticolo
cristallino:
cognome
c
possono cristallizzare nelle stesse condizioni
di temperatura e di pressione;
si ha quando ioni di diversi elementi
chimici possono sostituirsi all’interno dello
stesso reticolo cristallino;
comporta che alla stessa formula chimica
corrispondano reticoli cristallini con diversa
struttura.
…………………………………………………………
≠
A questo gruppo appartengono la calcite e la
dolomite:
…………………………………………………………
Æ
…………………………………………………………
Ø
14 Le rocce sedimentarie:
a
b
c
sono costituite prevalentemente da silicati;
sono le più abbondanti in volume della crosta
terrestre;
formano batoliti di notevoli dimensioni;
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Proprietà di un minerale di rompersi lungo
piani preferenziali:
Il minerale più comune tra i solfati:
…………………………………………………………
∞
Lo è un elemento presente in forma non
combinata:
nome
d
intrusive sono anche dette vulcaniche;
effusive sono spesso olocristalline;
piroclastiche derivano dall'accumulo
gravitativo di frammenti di materiale fuso;
costituiscono circa il 45% della crosta
terrestre.
…………………………………………………………
13 Le rocce magmatiche:
a
b
c
…………………………………………………………
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Prove di verifica
capitolo
2
DIDATTICA
SU MISURA
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
33
capitolo
2
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Esercizio
18 Litogenesi
nome
La figura rappresenta le condizioni di temperatura e pressione dei processi attraverso i quali si possono formare le rocce: in ascissa ci sono i valori della temperatura in scala logaritmica, in ordinata i valori della pressione.
Inserisci correttamente nelle caselle vuote della figura i termini elencati di seguito (oppure completa
la tabella in calce, usando le lettere proposte):
a = sedimentazione;
b = vulcanismo;
c = metamorfismo;
d = diagenesi;
e = plutonismo;
f = alterazione-erosione-trasporto.
…………………………………………………………
Temperatura
1
10∞
0∞
100∞
1000∞
4
1 bar
10 bar
3
2
cognome
100 bar
Pressione
………………………………………………………………………
5
1 kbar
6
10 kbar
100 kbar
classe
………………………………
1
2
3
4
5
6
data
…………………………………………
34
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capitolo
2
Domande a risposta aperta
Prove di verifica
………………………………………………………………………
classe
………………………………
data
…………………………………………
completando con uno schema sulla classificazione dei silicati, sia quella basata sulla disposizione dei
tetraedri, sia quella basata sulle loro caratteristiche chimiche e fisiche.
DIDATTICA
SU MISURA
19 Spiega a grandi linee quali sono i criteri che hanno determinato la catalogazione dei minerali,
nome
…………………………………………………………
cognome
20 Descrivi sinteticamente il ciclo litogenetico.
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35
capitolo
2
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Risposte alle domande a scelta multipla
1 B; 2 B; 3 C; 4 C; 5 A; 6 B; 7 B; 8 D; 9 D; 10 A; 11 D; 12 D; 13 C; 14 D; 15 A; 16 B.
Completa le definizioni
17
¨ Polimorfismo
≠
Carbonati
Æ
Sfaldatura
Ø
Gesso
∞
Nativo
18 Soluzione dell’esercizio «Litogenesi».
1
2
3
4
5
6
f
a
d
b
c
e
alterazioneerosione-trasporto
sedimentazione
diagenesi
vulcanismo
metamorfismo
plutonismo
Domande a risposta aperta
19 Il sistema più utilizzato di classificazione dei minerali si basa sul tipo di ione negativo presente. Il
caso più semplice è quando l'anione è l'ossigeno, che si combina direttamente con ioni positivi, dando
luogo agli ossidi. Se invece l'ossigeno si combina con un altro elemento formando uno ione poliatomico, è questo gruppo anionico poliatomico a dare il nome al gruppo di minerali, legandosi con altri ioni
positivi. Gli ioni poliatomici più importanti sono gli ioni silicati, carbonati e solfati. Può essere anche
che non sia l'ossigeno a legarsi con uno ione positivo, bensì un altro anione come lo zolfo o un alogeno: si originano così i solfuri e gli alogenuri. I silicati, se sono suddivisi in base alla disposizione dei
tetraedri, sono classificati in sette gruppi: 1. a tetraedri isolati, 2. a coppie di tetraedri, 3. ad anelli di
tetraedri, 4. a catena singola, 5. a catena doppia, 6. a piani, 7. con struttura a sviluppo tridimensionale.
In base invece alle loro caratteristiche chimiche e fisiche i silicati sono classificati in mafici e felsici.
20 Le rocce si possono classificare, in base al loro processo di formazione, in rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche. Tutte queste rocce possono trasformarsi le une nelle altre nel corso di un ciclo di
cambiamenti in cui intervengono fenomeni che si verificano sulla superficie del globo, come erosione,
trasporto, sedimentazione, oppure fenomeni che avvengono in profondità, come metamorfismo e magmatismo. Il ciclo di trasformazioni è chiamato ciclo delle rocce o ciclo litogenetico e si può così riassumere: il magma fuso giunge in superficie dove solidifica; le rocce magmatiche che si formano sono
sottoposte agli agenti atmosferici che le trasformano in materiale frammentato incoerente; questo, ad
opera dell'azione moderata di calore e pressione, dà origine a rocce sedimentarie. Se la pressione e/o
la temperatura divengono elevate e si verificano movimenti della crosta terrestre, le rocce formatesi
possono sprofondare e in seguito metamorfosare, con cambiamento di struttura e composizione. Il ciclo si può chiudere con la rifusione in magma e poi iniziare da capo. Questo è un ciclo ideale, ma in
realtà tutte le tappe sono interscambiabili.
36
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RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
Lezione 4 – Mettiamoci alla prova – p. 31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.9
Lezione 5 – Mettiamoci alla prova – p. 36
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.12
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.12
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.12
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.13
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.13
Lezione 6 – Mettiamoci alla prova – p. 41
20
21
22
23
24
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.14
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.14
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.14
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.14
Si rimanda a quanto esposto nel § 2.14
Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
B, C, D;
A, B, C;
A, C;
A, B, C;
A, B;
A;
A, D;
A, B, D;
B, C, D;
D;
B;
A, B, C;
D;
B;
A, C;
A;
A, C.
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Quesiti
18 Le rocce sono aggregati di minerali, perciò una
conoscenza adeguata delle rocce non può prescindere dalla conoscenza dei minerali che le
compongono.
19 I minerali, come qualsiasi tipo di materia presente nel nostro pianeta, hanno alla base della
loro composizione gli elementi chimici.
20 Tutte le sostanze possono essere descritte con
una formula chimica. In particolare la composizione di ogni minerale può essere espressa con
una formula chimica che utilizza simboli adatti
a descriverne la complessità, oltre che a indicare le possibili variazioni nella presenza o nella
quantità di alcune componenti. Si può dire che
un minerale è una sostanza, anche se non tutte
le sostanze possono essere dei minerali.
21 Calcite è il nome di un minerale, mentre carbonato di calcio è il nome chimico (nella nomenclatura tradizionale) del composto di cui la calcite è costituita.
22 Il materiale, allo stato naturale, deve essere il
risultato di un processo sostanzialmente inorganico; la sua composizione si deve poter
esprimere con una formula chimica; le particelle che lo costituiscono devono essere organizzate in una struttura ordinata e ben definita,
come in un solido cristallino; deve presentare
specifiche proprietà fisiche (densità, sfaldatura,
durezza), variabili al limite entro intervalli ben
definiti.
23 L’abito di un cristallo dipende dallo sviluppo
assunto dalla struttura nel corso della sua formazione per giustapposizione delle celle elementari che, nel caso considerato, devono essere rigorosamente dello stesso tipo nei due cristalli, appartenendo essi allo stesso minerale.
24 I vertici delle celle elementari dei reticoli cristallini, detti anche nodi del reticolo cristallino, sono occupati, a seconda del minerale, da
ioni, atomi o molecole.
25 Il primo requisito riguarda le dimensioni delle
specie chimiche che si combinano: esse devono
consentire la stabilità della struttura cristallina.
Ad esempio gli ioni positivi e negativi possono
associarsi in disposizioni differenti a seconda
della differenza di dimensione tra lo ione positivo e lo ione negativo. Il secondo requisito è
che si verifichi un perfetto bilanciamento delle
cariche degli ioni all’interno del reticolo, in
modo che la cella elementare risulti elettricamente neutra.
26 Esempi di ioni vicarianti sono l’alluminio e il
silicio nel reticolo dei silicati. Altri ioni vicarianti sono Fe2+ e Mg2+ e gli ioni Na+ e Ca2+.
27 L’olivina è un minerale formato da tetraedri silicato, legati a ioni ferro e ioni magnesio, presenti in diversa proporzione nei differenti retiLa riproduzione di questa pagina tramite fotocopia è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo
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capitolo
2
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
37
capitolo
2
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
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29
30
31
32
33
38
coli cristallini. Mentre i termini puri del minerale si descrivono con le formule Mg 2SiO4 e
Fe 2SiO4, la miscela isomorfa che contiene sia
lo ione magnesio sia lo ione ferro viene descritta con la formula (Mg, Fe)2SiO4, in cui la virgola che si trova tra il simbolo del magnesio e il
simbolo del ferro sta a indicare la vicarianza tra
i due ioni.
La classificazione in classi dei minerali si basa
sull’anione che caratterizza il minerale, ed è
perciò sostanzialmente una classificazione di
tipo chimico. Lo ione può essere monoatomico
come negli ossidi (O 2 –), nei solfuri (S2 –), nei
cloruri (Cl–) e nei fluoruri (F –), o poliatomico
come nei silicati (SiO44 –), nei carbonati (CO 32 –) e
nei solfati (SO42 –).
Il silicio e l’ossigeno costituiscono insieme il
75% in peso della crosta terrestre. Questi due
elementi, combinati con vari tipi di cationi metallici, formano i silicati, la classe di minerali
in assoluto più abbondante nelle rocce terrestri.
Le caratteristiche di una roccia dipendono dal
tipo di processo che ne ha determinato la formazione. I processi identificati sono quello
magmatico, quello sedimentario e quello metamorfico; è possibile quindi dividere le rocce in
tre grandi gruppi: le rocce magmatiche, le rocce
sedimentarie e le rocce metamorfiche.
Una roccia ignea, che in superficie è sottoposta
all’azione dell’acqua, dei gas atmosferici, degli
organismi e agli effetti della gravità, subisce
un’alterazione chimica e una disgregazione fisica che la riducono in frammenti; trasportati dal
vento, dalle acque dilavanti e dai fiumi, i frammenti raggiungono zone di accumulo, dove si
depositano come sedimenti. L’ispessimento dei
depositi determina la loro diagenesi negli strati
più profondi; si passa così dai sedimenti sciolti
alle rocce sedimentarie.
In alcuni casi le rocce sedimentarie possono
derivare dall’accumulo di frammenti di scheletri di organismi o dall’accumulo di sostanze insolubili che si sono formate per precipitazione
chimica.
Il processo metamorfico è provocato da aumenti di temperatura e/o di pressione che rendono
instabili le rocce, determinando cambiamenti
anche assai profondi della loro struttura e della
loro composizione mineralogica. Tutte queste
trasformazioni si attuano allo stato solido,
quindi non comportano la fusione del materiale di partenza. Se una roccia andasse incontro
alla fusione, si formerebbe magma, da cui deriverebbero rocce magmatiche.
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Verifica le abilità
Quesiti
34 Il metano è una sostanza naturalmente presente
nella crosta terrestre, ma alla temperatura ordinaria è un gas, quindi, non presentando una
disposizione ordinata delle particelle che lo costituiscono, non ha struttura cristallina. Altrettanto dicasi dell’esano, che è un componente
del petrolio, ma allo stato liquido.
35 Il reticolo cristallino del salgemma presenta
una disposizione delle particelle secondo uno
schema definito dalle dimensioni e dalla carica
degli ioni. In tal modo la struttura risulta stabile e può svilupparsi nello spazio, generando un
cristallo dotato di precise proprietà chimico-fisiche.
36 La maggior parte dei minerali è costituita da
ioni, ma anche le sostanze molecolari, allo
stato solido, presentano una struttura cristallina, dovuta alla disposizione ordinata delle
molecole che occupano i nodi del reticolo e
sono legate da legami idrogeno, legami dipolodipolo o forze di van der Waals. Nel caso del
ghiaccio le molecole sono tenute assieme da
legami idrogeno.
37 La cella elementare è l’unità di base del reticolo cristallino, il quale può avere uno sviluppo
differente nelle varie direzioni spaziali per progressiva aggiunta di celle elementari. L’abito assunto da un cristallo dipende dal tipo di cella
elementare e dalle modalità di accrescimento
del cristallo nell’ambiente di formazione. Alcuni dei fattori che possono influenzare l’accrescimento del cristallo sono la temperatura, la
pressione, il tempo e lo spazio disponibile.
38 La posizione reciproca degli ioni può essere descritta così: attorno allo ione positivo, in genere
più piccolo, si dispone un certo numero di ioni
negativi più grandi. Se le dimensioni dei due
tipi di ioni sono molto diverse, lo ione positivo
è circondato da tre ioni negativi e si parla di
coordinazione a tre. Al diminuire della differenza, aumenta il numero di ioni negativi che
circondano lo ione positivo e si passa alla coordinazione a quattro, a sei, a otto o addirittura a
dodici quando le dimensioni degli ioni di carica opposta sono molto simili.
39 Il diamante ha una struttura reticolare a sviluppo tridimensionale; in essa ogni atomo di carbonio è legato ad altri quattro della stessa specie, con forti legami covalenti posti alla massima distanza l’uno dall’altro. L’omogeneità della
composizione e la tridimensionalità del reticolo conferiscono a questo minerale la massima
durezza.
40 L’olivina è un minerale silicato con formula
(Mg, Fe)2SiO4; questo significa che nel suo reticolo cristallino il magnesio e il ferro sono intercambiabili. Cristalli che contengono solo magnesio o solo ferro sono rari; è molto più probabile che entrambi i metalli siano presenti nelle
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41
42
43
44
45
più svariate proporzioni. Si può quindi considerare il minerale come una soluzione solida
dei due termini puri, ed essendo questi caratterizzati dallo stesso reticolo cristallino, si può
parlare di miscela isomorfa.
Nei silicati a tetraedri isolati il rapporto Si/O è
di 1:4; negli altri gruppi di silicati aumenta la
condivisione degli atomi di ossigeno tra tetraedri e il rapporto Si/O diventa progressivamente
più grande, fino a raggiungere il valore 1:2 nei
tectosilicati. All’aumentare del rapporto Si/O
gli ioni metallici più pesanti vengono sostituiti
da specie meno pesanti; inoltre la loro presenza
complessiva tende a ridursi: i minerali felsici
sono quindi meno densi. Anche il colore tende
a diventare più chiaro per la maggiore abbondanza di silicio e di ossigeno e per la presenza
di alluminio, sodio, potassio e calcio rispetto a
ferro, magnesio e cromo.
Il reticolo di un cristallo si sviluppa per aggiunta di microscopiche unità, le celle elementari, che hanno una forma regolare, ma che possono conferire una forma non regolare al cristallo. L’abito cristallino, infatti, dipende anche
dalla velocità e direzione di accrescimento del
cristallo, due fattori influenzati dalle condizioni ambientali che possono modificare il normale sviluppo.
Una roccia viene identificata in base alla sua
composizione e alla sua tessitura. La composizione, sia mineralogica sia chimica, si stabilisce riconoscendo i minerali che la compongono; la tessitura invece dipende dalla disposizione spaziale, dalla forma e dalle dimensioni
dei minerali.
Il primo criterio per l’identificazione di una
roccia è quello di stabilire il processo che ne ha
determinato la formazione, perché da esso dipendono sia la sua composizione mineralogica
sia la sua tessitura. I tre possibili processi genetici sono quello magmatico, quello sedimentario e quello metamorfico.
Ogni tipo di roccia può, nel tempo, trasformarsi
in una roccia diversa. Così le rocce sedimentarie e magmatiche possono diventare metamorfiche; le rocce metamorfiche e sedimentarie possono fondere e dare rocce magmatiche e qualsiasi tipo di roccia superficiale può generare sedimenti da cui potranno derivare rocce sedimentarie. L’insieme di tutte queste trasformazioni prende il nome di ciclo litogenetico o ciclo delle rocce.
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Esercizi
46
a Figura 1: alternativamente 2 o 3 atomi di
a Figura 1: ossigeno.
Figura 2: tutti e 4 gli atomi di ossigeno.
Figura 3: 3 atomi di ossigeno.
b Vedi tabella qui sotto.
Foto
Gruppo
silicato
(1, 2, 3)
Nome del
gruppo
silicato
Forma dei
cristalli
(I, II, III)
a. Mica
3
fillosilicati
II
b. Orneblenda
1
inosilicati
III
c. Plagioclasio
2
tectosilicati
I
capitolo
2
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
47
a
b
c
d
Polimorfismo.
Grafite.
Diamante.
Nel diamante gli atomi di carbonio costituiscono un reticolo cubico a facce centrate; ogni
atomo è circondato da altri quattro disposti ai
vertici di un tetraedro regolare. Nella grafite
anelli di 6 atomi di carbonio giacciono in piani paralleli notevolmente distanti e facilmente
separabili.
e Nel diamante tutti i legami tra atomi di carbonio sono omeopolari (di tipo sigma). Nella grafite ogni atomo di carbonio è legato ad altri tre
con legami covalenti disposti a 120°; fra i piani
vi sono elettroni π delocalizzati e di conseguenza i piani di atomi sono tenuti insieme da deboli forze di London.
f L’esistenza di due diversi tipi di legame nello
stesso reticolo spiega le proprietà, talora non
comuni, della grafite: la buona conduttività
elettrica, dovuta alla presenza di elettroni delocalizzati; la facile sfaldabilità, dovuta ai deboli legami tra piani, che ne fa un ottimo lubrificante a secco; la scarsa attaccabilità chimica; il colore nero, spesso opaco. Il diamante, viceversa, non conduce elettricità, non è
sfaldabile, ha durezza elevatissima, può essere
incolore e trasparente.
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39
capitolo
3
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 3
Processo magmatico e rocce ignee
PROVE DI VERIFICA
nome
…………………………………………………………
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
1 Il magma è sempre caratterizzato da:
a
b
c
d
presenza di Al e Si all’interno di ioni complessi;
una temperatura superiore ai 1000 °C;
assenza di ioni semplici in soluzione;
una fase esclusivamente liquida.
cognome
2 La temperatura di fusione:
a
b
………………………………………………………………………
c
d
del quarzo è superiore a quella dell’olivina;
per lo stesso minerale aumenta al diminuire
della pressione;
corrisponde alla temperatura di solidificazione;
a pressione costante varia in un ampio intervallo di valori.
7 Una roccia mafica:
a
b
c
d
8 Nella composizione di un granito:
a
b
c
d
ne aumenta la viscosità;
ostacola la risalita del fuso silicatico;
costituisce circa il 90 % del volume dei gas;
aumenta il punto di fusione dei silicati.
35% di feldspato potassico, 15% di plagioclasi,
10% di biotite e 5% di anfiboli è:
a
classe
b
c
………………………………
d
stemperature e pressioni da basse a elevate a
seconda della profondità;
alte temperature e basse pressioni;
alte temperature e pressioni variabili a seconda della profondità;
alte temperature e alte pressioni senza eccezione.
riolite; b granito; c gabbro; d basalto.
10 La figura in basso raffigura, schematicamente e
non in scala, 4 campioni di rocce. Quale roccia si
è formata per il rapido raffreddamento di una
colata lavica?
4 Il processo magmatico è contraddistinto da:
a
i minerali sono presenti in proporzioni costanti;
il feldspato potassico è il minerale prevalente;
l’olivina è presente in piccola percentuale;
il quarzo non è sempre presente.
9 Una roccia effusiva composta da 35% di quarzo,
3 L’acqua presente nel magma:
a
b
c
d
è tendenzialmente chiara;
è ricca di minerali ad alto punto di fusione;
ha un contenuto in silice superiore al 66%;
contiene minerali a base di calcio, sodio e
potassio.
a
la n° 1; b la n° 2; c la n° 3;
d la n° 4.
5 I volatili presenti nei magmi:
a
b
data
ostacolano la risalita del magma;
sono elementi metallici con i relativi composti
allo stato liquido o gassoso;
c hanno punti di fusione molto alti;
d tendono a separarsi dal fuso nel corso del raffreddamento.
…………………………………………
altenate chiare
1 Bande
e scure di minerali
sottilissimi che
2 Strati
si sfaldano facilmente
nera vetrosa
3 Roccia
con frattura concoide
cristalli di vari colori
4 Piccoli
incastrati gli uni con gli altri
6 La fusione parziale delle rocce crostali:
a
b
c
d
40
non dipende mai dalla pressione;
porta alla formazione di magmi primari;
richiede temperature relativamente basse;
può essere causata dall’innalzamento del
solidus.
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d
12 Le rocce ignee contenenti una percentuale di silice
1 Batolite
a corpo magmatico, solitamente iniettato
verticalmente, che taglia trasversalmente
gli altri strati rocciosi
2 Laccolite
b corpo roccioso sotterraneo di enormi
dimensioni, esteso centinaia di km 2
3 Filone-strato
c massa magmatica compresa tra strati di
rocce incassanti e che si inarca sotto agli
strati esistenti
4 Dicco
d massa magmatica compresa tra strati
di rocce incassanti e che ha un orientamento orizzontale
14 Una serie magmatica:
a
b
c
d
è una sequenza dei minerali che si formano
nella solidificazione di un magma;
può essere continua o discontinua;
è un insieme di rocce intrusive;
è un insieme di rocce con origine comune e
con lo stesso rapporto silice/alcali.
15 I plutoni:
a
…………………………………………
1b – 2c – 3d – 4a;
1c – 2b – 3a – 4d;
1d – 2a – 3b – 4c;
1a – 2d – 3c – 4b.
classe
sono coinvolti solo minerali mafici;
i minerali felsici si trasformano in mafici;
al diminuire della temperatura gli ioni sodio
vengono sostituiti dagli ioni calcio;
sono coinvolti solo i plagioclasi.
a
b
c
d
possono essere concordanti e avere forma
tabulare;
………………………………………………………………………
d
(numeri da 1 a 4) dei corpi ipoabissali e le definizioni (lettere a, b, c, d) che li descrivono. Quali
sono i corretti abbinamenti?
cognome
13 Nella serie continua di Bowen:
a
b
c
16 Nella tabella sottostante sono riportati i nomi
circa del 60% sono classificate come:
acide;
b ultrabasiche;
basiche;
d intermedie.
…………………………………………………………
a
c
si formano sia nella crosta sia nel mantello;
se sono discordanti vengono chiamati
laccoliti;
si chiamano batoliti se derivano da magmi
primari.
data
mafica intrusiva ricca di pirosseni e olivina;
mafica effusiva ricca di feldspati e mica nera;
felsica intrusiva ricca di quarzo e miche;
felsica effusiva ricca di plagioclasi e anfiboli.
………………………………
b
c
11 Il gabbro è una roccia:
a
b
c
d
17 Completa le definizioni:
¨
Rocce dette anche plutoniche:
≠
Processo di fusione parziale su vasta scala di rocce entro la crosta terrestre:
Æ
Roccia vulcanica corrispettiva della diorite:
Ø
Così sono dette le rocce costituite esclusivamente da pirosseni e olivina:
∞
Magma che ha origine a meno di 40 km di profondità e che ha temperatura compresa tra 650 e 800 °C:
…………………………………………………………
;
……………………………………………………
;
;
……………………………………………………
;
nome
…………………………………………………………
…………………………………………………………
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Prove di verifica
capitolo
3
DIDATTICA
SU MISURA
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41
capitolo
Le Scienze della Terra - secondo biennio
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3
Esercizio
18 Tessitura delle rocce magmatiche
Le immagini in basso raffigurano quattro campioni di rocce magmatiche viste da vicino (A, B, C, D) e in
sezione sottile (W, X, Y, Z). Esse sono 1. il basalto, 2. il gabbro, 3. l’ossidiana e 4. il porfido.
a
nome
b
c
d
Riconosci nelle immagini di quale roccia si tratta, effettuando gli abbinamenti tra il nome dalla roccia
(indicato dai numeri 1, 2, 3, 4) assegnando la lettera corrispondente a ciascuna, sia per quanto riguarda l’immagine ravvicinata, sia la sezione sottile, completando la tabella nella pagina a lato.
Assegna a ciascuna il nome della tessitura che la descrive.
Spiega brevemente per ciascuna roccia come può essere avvenuto il processo di raffreddamento.
In base a quale criterio hai risposto alle domande precedenti?
…………………………………………………………
cognome
………………………………………………………………………
A
B
C
D
W
X
Y
Z
classe
Roccia
Immagine ravvicinata
Sezione sottile
Tessitura
………………………………
1 Basalto
2 Gabbro
3 Ossidiana
data
4 Porfido
…………………………………………
42
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capitolo
3
Domande a risposta aperta
Prove di verifica
………………………………………………………………………
classe
………………………………
data
…………………………………………
magnesio sono spesso dette «basiche». Fai degli esempi di rocce acide e di rocce basiche, soggiungendo
quale differenza di colore vi è in generale tra esse, se hanno maggiore densità le prime o le seconde e
quali sono più abbondanti nella crosta terrestre.
DIDATTICA
SU MISURA
19 Le rocce ignee ricche in silice sono spesso chiamate rocce «acide», mentre le rocce ricche in ferro e
nome
…………………………………………………………
cognome
20 Definisci la viscosità di un magma, spiega da che cosa dipende e fai un esempio di lave poco viscose.
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43
capitolo
3
Le Scienze della Terra - secondo biennio
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RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Risposte alle domande a scelta multipla
1 A;
2 C;
3 C;
4 C;
5 D;
6 C;
7 B;
8 B;
9 A;
10 C;
11 A;
12 D;
13 D;
14 D;
15 A;
16 A.
Completa le definizioni
17 ¨ Intrusive
≠ Anatessi
Æ Andesite
Ø Ultramafiche
∞ Granitico
18 Soluzione dell’esercizio «Tessitura delle rocce magmatiche»
a Vedi tabella a lato.
Roccia
Immagine
Sezione
Tessitura
b Vedi tabella a lato.
ravvicinata
sottile
c L’aspetto vetroso dell’ossidiana fa dedurre che questa roccia si è formata per
Microcristallina
un raffreddamento molto veloce, avve1 Basalto
B
Y
(afanitica)
nuto sulla superficie terrestre. Il basalto
presenta una grana fine e le dimensioni
Olocristallina
2 Gabbro
X
C
dei cristalli stanno a indicare che esso
si è raffreddato più lentamente dell’ossidiana, ma sempre piuttosto rapidaVetrosa
3 Ossidiana
Z
A
mente, sulla superficie della Terra. Il
gabbro, che presenta le maggiori dimensioni dei grani cristallini, si è formato
Porfirica
4 Porfido
W
D
per un raffreddamento lento, originandosi probabilmente in profondità. Il
porfido, che mostra cristalli grossi su un fondo a grana fine, probabilmente si è formato per un raffreddamento inizialmente lento, durante la formazione dei cristalli più grandi, seguito da qualche
cambiamento improvviso nelle condizioni fisiche, con conseguente raffreddamento abbastanza rapido durante la formazione della massa di base.
d Il criterio utilizzato si è basato unicamente sulla dimensione e disposizione dei cristalli e dei grani
osservabili o sull’osservazione dell’aspetto vetroso dell’ossidiana.
Domande a risposta aperta
19 Esempi di rocce acide possono essere il granito e la riolite; di rocce basiche il gabbro e il basalto. Le
rocce acide sono di colore chiaro e hanno minore densità delle rocce basiche, che sono più scure e più
dense. Nella crosta terrestre le rocce basiche sono presenti in percentuale quasi doppia di quelle acide
e sono quindi più abbondanti.
20 Per viscosità di un magma si intende la sua resistenza al fluire. Essa dà al magma una consistenza pastosa ed è dovuta alla presenza di alcuni tipi di ioni silicatici, in cui il legame ionico è molto forte. Il
magma granitico, ad esempio, formato da quarzo, plagioclasio e feldspato potassico, è notevolmente
viscoso. Il magma basaltico, invece, contiene una minore quantità di aggruppamenti silicatici a forti legami e quindi presenta una viscosità più bassa. Inoltre, bisogna aggiungere che la viscosità diminuisce
all'aumentare della temperatura. Anche la presenza di sostanze volatili diminuisce notevolmente la viscosità dei magmi: ciò rende i magmi in condizioni plutoniche meno viscosi che in condizioni vulcaniche. Anche la presenza di ioni metallici, come ad esempio gli ioni di ferro, litio e sodio, può far diminuire la viscosità di un fuso.
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
capitolo
3
Lezione 7 – Mettiamoci alla prova – p. 55
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13
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.2
Vedi tabella 3.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.4
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Lezione 7 – Mettiamoci alla prova – p. 61
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Si rimanda a quanto esposto nel § 3.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.6.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.5
Vedi figura 3.13
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.6.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 3.5
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Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
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A, B;
A, B;
A, B, D;
A, D;
B, C;
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A, B;
B;
B, C;
A, B;
C;
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B, C, D;
A, D;
C;
B, D;
C, D.
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Quesiti
in kilometri; il gradiente geobarico ha un valore di 1 kbar/3,6 km nella crosta e di 1 kbar/3
km nel mantello superiore.
In realtà il magma è un sistema più complesso;
in esso sono presenti, infatti, sostanze allo stato solido, sostanze allo stato gassoso e sostanze
allo stato liquido, anche se spesso viene descritto semplicemente come fuso per la netta
predominanza delle sostanze allo stato liquido.
I magmi a composizione basica possono arrivare alla temperatura di 1400 °C, mentre quelli
acidi cristallizzano entro i 700÷600 °C.
La temperatura di fusione dell’olivina è nettamente più alta di quella dei plagioclasi, perciò
è facile prevedere che un magma ricco di olivina si formi a temperature più elevate di quelle
richieste per la formazione di un magma ricco
di plagioclasi. Per arrivare a conclusioni corrette, però, non si può prescindere dalla conoscenza della profondità alla quale si realizza il
processo della fusione; infatti, all’aumentare
della profondità e di conseguenza della pressione litostatica, i punti di fusione di tutti i
minerali aumentano. Nel caso in esame, poiché l’olivina è abbondante in rocce molto profonde, la temperatura di fusione sarà molto
elevata anche a causa delle alte pressioni.
La presenza di acqua, anche in piccole quantità, determina un abbassamento sensibile della
temperatura di fusione dei silicati; quindi,
nonostante che la risalita del magma comporti
il suo raffreddamento che ne ostacola la risalita, un magma ricco di acqua avrà una elevata
probabilità di arrivare in superficie producendo lava.
La componente gassosa del magma, col procedere della cristallizzazione, si concentra nel
fuso residuo aumentandone la pressione interna. Quando la temperatura scende sotto i
600÷700 °C, i volatili, cioè gli elementi che
non si sono fissati nei reticoli cristallini durante la fase principale di cristallizzazione, in
parte si concentrano nei gas magmatici, disperdendosi, e in parte partecipano alla formazione di diversi tipi di minerali caratterizzati
da voluminosi cristalli. Questo accade nella
fase detta pegmatitica. A temperature ancora
più basse, i volatili residui, fra cui abbondante
vapor d’acqua, possono radunarsi formando
cristalli di nuove specie minerali sulle pareti
delle rocce incassanti. Questa fase è detta
pneumatolitica. Sotto i 350 °C, nella fase idrotermale, l’acqua e i volatili restanti danno luogo a una soluzione liquida che, introducendosi
nelle fratture e interagendo con le rocce incassanti, origina filoni, vene e impregnazioni caratterizzate da interessanti specie minerali.
La decompressione adiabatica è un processo in
16 È detta vulcanite una qualsiasi roccia che sia il
risultato della solidificazione di materiale fuso
giunto in superficie (lava); una plutonite deriva invece da materiale fuso (magma) che ristagna a notevole profondità e di conseguenza solidifica in tempi molto lunghi. Una roccia subvulcanica si forma in condizioni intermedie,
cioè a moderata profondità.
17 Il gradiente geotermico è l’aumento della temperatura nelle rocce in funzione della profondità; il gradiente geobarico è l’aumento della
pressione interna della Terra in funzione della
profondità. Per descrivere il gradiente geotermico, la temperatura si esprime in gradi centigradi e la profondità in kilometri; il gradiente
geotermico ha un valore medio di circa 30
°C /km. Per descrivere il gradiente geobarico la
pressione si esprime in kilobar e la profondità
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SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI
RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
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cui si verificano due condizioni: una diminuzione della pressione litostatica, che porta alla
formazione di un magma in una zona relativamente profonda, e la risalita dello stesso magma in modo talmente rapido da impedire significativi scambi di calore tra questo e le rocce
incassanti più fredde. La decompressione adiabatica è la principale responsabile della genesi
della maggior quantità di magma che raggiunge
la superficie proveniente dal mantello.
Il mantello superiore è formato da peridotiti,
rocce costituite essenzialmente da olivina e pirosseni. La fusione parziale di queste rocce
porta alla formazione dei cosiddetti magmi primari, di composizione basica, che rappresentano la stragrande maggioranza dei magmi che si
formano all’interno della Terra.
I magmi di composizione granitica, molto più
rari dei magmi primari, possono formarsi per
un processo di fusione parziale di rocce della
crosta che prende il nome di anatessi crostale.
Fra le rocce magmatiche della crosta risultano
nettamente prevalenti il basalto e il granito. Il
basalto è una roccia mafica effusiva di colore
scuro, ricca di anfiboli, pirosseni, olivina e plagioclasio calcico; deriva da un magma di origine profonda (intorno ai 100 km), la cui formazione avviene a elevate temperature. Il granito
è una roccia felsica intrusiva ricca di silice, di
colore tendenzialmente chiaro. Il granito si forma nella crosta continentale, alla profondità di
30÷40 km, da un magma anatettico la cui formazione richiede temperature relativamente
basse.
Nel corso del raffreddamento di un magma, la
cristallizzazione è un processo complesso che
si svolge gradualmente e in un ampio intervallo di temperatura; i vari minerali, avendo punti
di fusione (o di solidificazione) diversi, si formano a partire dai termini stabili a più alta
temperatura; una volta formati, i minerali possono modificare la propria composizione o addirittura fondersi di nuovo. Questi cambiamenti sono chiamati reazioni; per serie di reazione
si intende una sequenza ordinata di tali cambiamenti.
La serie continua e la serie discontinua comprendono differenti sequenze di reazioni. Nella
serie continua il minerale che si forma per primo subisce un cambiamento di composizione
dovuto alla sostituzione di ioni con altri ioni
vicarianti; in questo caso la sequenza delle reazioni riguarda una stessa famiglia di minerali
isomorfi, come ad esempio i plagioclasi. Il primo termine della serie dei plagioclasi è l’anortite ricca di calcio, l’ultimo termine è l’albite
ricca di sodio; nel corso del raffreddamento lo
ione sodio sostituisce progressivamente lo ione
calcio. La serie discontinua di Bowen comporta invece cambiamenti della struttura cristallina nel passaggio da una specie minerale a
un’altra; in questo caso si parte dall’olivina che
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ha una struttura silicatica semplice, si formano
pirosseni e anfiboli a complessità intermedia e
infine vengono prodotti i feldspati alcalini e il
quarzo che presentano una struttura tetraedrica più complessa.
La solidificazione dei vari minerali, a causa
dei loro differenti punti di fusione, avviene in
momenti diversi del processo di raffreddamento del magma e, in condizioni di relativa stabilità, i continui scambi tra componente solida e
fluida possono dar luogo alla formazione di
nuovi minerali. Un’altra possibile conseguenza della cristallizzazione frazionata è la formazione di rocce magmatiche di composizione
più acida rispetto a quella che l’acidità del
magma iniziale farebbe prevedere. Ciò accade
se, una volta avvenuta la solidificazione della
componente più mafica (i minerali più altofondenti sono quelli mafici), il fuso, più acido,
si separa dalla parte solida. Da quel fuso, a seconda dello stadio del processo in cui si verifica la separazione, potranno derivare rocce di
composizione più o meno acida.
Le pegmatiti sono rocce olocristalline caratterizzate dalla presenza, se zonate, di una porzione interna più o meno estesa formata da grossi
cristalli di specie mineralogiche diverse. Queste rocce sono generalmente di natura granitica
o granodioritica, ma possono avere composizione addirittura ultramafica. Le pegmatiti si
formano in vene e filoni ai margini di grandi
masse granitiche, quando, nel corso del processo di solidificazione del magma, la temperatura
scende sotto i 600÷700 °C e i volatili si concentrano nel residuo magmatico. È proprio questo
residuo fluido ricco di svariati elementi chimici, rimasto dopo la solidificazione della parte
principale di una intrusione magmatica, a contribuire alla formazione dei grossi cristalli che
caratterizzano la struttura delle pegmatiti.
Le rocce ultramafiche sono le peridotiti; esse
costituiscono la parte superiore del mantello. I
minerali nettamente prevalenti nelle peridotiti
sono olivina e pirosseni, che conferiscono a
queste rocce una colorazione molto scura,
spesso tendente al verde.
Le rocce ignee formano generalmente delle associazioni ben definite dal punto di vista chimico e petrografico; le rocce considerate geneticamente legate tra loro formano una serie.
Una serie magmatica comprende tipi rocciosi
differenti, con forme sia intrusive sia effusive,
accomunati dallo stesso rapporto tra silice
(SiO2) e alcali (Na2O + K2O); è proprio il rapporto silice/alcali il parametro chimico fondamentale utilizzato come termine di raffronto
per la classificazione delle serie magmatiche.
Una roccia magmatica viene identificata in
modo preciso stabilendo la sua composizione
mineralogica e riconoscendo la sua tessitura.
La tessitura riguarda il grado di cristallinità e
la dimensione dei cristalli presenti; essa di-
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38 L’alta pressione secca (cioè non dovuta alla
presenza di gas magmatici) comprime le particelle nei reticoli cristallini e ostacola quindi il
passaggio allo stato liquido. Nello spessore
della litosfera, più elevato è il valore della
pressione secca e più alta deve essere la temperatura perché le rocce possano fondere. Una
delle cause che portano alla fusione parziale
delle rocce è proprio una caduta di pressione.
L’aumento di pressione secca farebbe aumentare anche la viscosità dei magmi.
39 L’anatessi crostale è il processo di fusione parziale di rocce della crosta. Le condizioni per il
superamento del solidus si attuano nelle aree
in cui la convergenza delle placche provoca
un ispessimento crostale e la concomitante risalita di magmi basici provenienti dal mantello con conseguente innalzamento delle temperature. Quando si raggiungono temperature intorno a 700÷800 °C, le componenti più acide
delle rocce fondono formando fusi anatettici. I
magmi primari si formano nel mantello superiore e, a causa della loro origine profonda,
sono di natura mafica; i magmi anatettici sono
invece di natura felsica, perché formati dalle
componenti meno refrattarie e più ricche in silice delle rocce della crosta.
40 Il magma primario di natura basaltica si forma
nelle zone profonde della crosta e nel mantello
superiore, dove sono presenti rocce ricche di
minerali che fondono a temperature elevate,
comprese tra i 1.200 e i 1.400 °C, anche a causa delle elevate pressioni litostatiche. Nel corso della risalita, con la diminuzione della
pressione, anche la temperatura di fusione del
magma basaltico tende a diminuire; in tal
modo il magma si mantiene fuso e può arrivare in superficie ed effondere. Il magma granitico, invece, deriva da una parziale fusione in
situ di rocce già esistenti nella crosta. La temperatura di fusione dei minerali è in questo
caso attorno ai 700÷800 °C, quindi relativamente bassa, ma, a causa dell’elevata viscosità,
la diminuzione della pressione che si verifica
con la risalita provoca un aumento della temperatura di fusione; un magma granitico solidifica quindi prima di giungere in superficie, a
una profondità che varia tra i 10 e i 2 km a seconda del contenuto in acqua.
41 La quantità di silice (SiO2) è un importante parametro di classificazione delle rocce ignee. La
silice, infatti, è presente in quantità che non
sono mai inferiori al 40% e non sono mai superiori al 70%. Inoltre le proprietà del magma,
e di conseguenza le modalità di formazione e
la composizione delle rocce che ne derivano,
sono strettamente legate al suo contenuto in silice. Se una roccia contiene più del 66% di silice è definita acida; se ne contiene una quantità compresa tra il 66 e il 52% è definita neutra; se ne contiene meno del 52% è definita
basica; viene classificata come ultrabasica se
la silice scende al di sotto del 45%.
42 La viscosità di un fluido è la sua resistenza
allo scorrimento, che dipende da attriti interni
al fluido stesso prodotti dalle influenze reciproche fra le particelle. La viscosità di un fluido dipende quindi dalla sua composizione
chimica. In un magma la viscosità è favorita
dal grado di polimerizzazione del liquido silicatico, di conseguenza essa aumenta all’aumentare del contenuto in silice e di tutti gli
elementi che formano il reticolo. La viscosità è
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pende sostanzialmente dalla durata del processo di raffreddamento e dall’ambiente in cui
si è verificato.
Solo le rocce molto ricche di silice possono
contenere quarzo; infatti la silice, nel corso del
raffreddamento del magma, partecipa alla formazione dei vari silicati e soltanto se in eccesso può cristallizzare in quarzo. La serie magmatica con il più basso rapporto alcali/silice, e
quindi col maggior contenuto in silice, è la
subalcalina, detta anche alcalicalcica o calcalcalina (vedi nel sito Approfondimento «Le serie magmatiche».
Le rocce che possiamo osservare direttamente
sono quelle che si formano sulla superficie terrestre o che sono messe a nudo da incisioni
più o meno profonde della crosta più esterna.
In ogni caso, perché una roccia di origine profonda possa essere osservabile, devono essersi
verificati prima un sollevamento di masse rocciose profonde e poi un’erosione che ha asportato le parti sommitali o ha inciso l’area.
I graniti e le granodioriti sono rocce magmatiche intrusive, ricche di silice. Il magma da cui
prendono origine deriva dalla fusione parziale
di notevoli porzioni di crosta, in un processo
descritto come anatessi. Questo magma, che ha
una temperatura relativamente bassa e un’elevata viscosità, solidifica in profondità, generando ammassi plutonici di grandi dimensioni, detti batoliti.
Nel territorio italiano i graniti e le rocce affini
(granodioriti e sieniti) sono presenti nelle
Alpi, in Toscana, in Calabria e in Sardegna.
Nella catena alpina graniti paleozoici affiorano
a occidente in corrispondenza di massicci
come quelli del Monte Bianco e del Monte
Rosa; sono paleozoici anche quelli di Bressanone e di Monte Croce nel Trentino-Alto Adige, ma se ne trovano anche di età più recente.
In Toscana piccoli plutoni granitici di età recente affiorano in alcune isole dell’Arcipelago
Toscano; sono paleozoici i graniti della Sila e
quelli della Sardegna che affiorano nella parte
orientale dell’isola (vedi Viaggio in Italia «I
“graniti” italiani» alle pagine 62-63 del testo).
capitolo
3
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Verifica le abilità
Quesiti
capitolo
3
Le Scienze della Terra - secondo biennio
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influenzata anche dalla temperatura e aumenta
rapidamente al diminuire di questa. I magmi
mafici, rispetto ai magmi acidi, sono più poveri di silice e si formano a temperature più elevate, perciò sono decisamente meno viscosi
dei magmi sialici.
I filoni-strato sono corpi plutonici ipoabissali
o subvulcanici, concordanti, formati da iniezioni di magma tra uno strato e l’altro. In genere i filoni-strato accompagnano l’attività vulcanica e quindi sono alimentati dalla stessa fonte
che provoca le eruzioni, ma si formano prima
che il magma arrivi in superficie. Quando affiorano, potrebbero essere confusi con una colata lavica, ma si distinguono da questa per la
presenza di cristalli di maggiori dimensioni,
sebbene la struttura sia microgranulare o porfirica, e per gli effetti termici (cottura o dissoluzione) prodotti sulle rocce incassanti (interfaccia superiore e inferiore) in genere per orli di
pochi centimetri.
La temperatura del solidus dipende dalla composizione chimica del magma e dalla pressione litostatica dovuta alla profondità in cui si
trova e dalla presenza di acqua. Per un magma
granitico, all’origine solitamente saturo d’acqua, dalla base della crosta fino alla profondità
di circa 15 km, il solidus si mantiene intorno
ai 650 °C, per poi aumentare dapprima lentamente e poi in modo via via più rapido fino
agli 850 °C in prossimità della superficie. In
un magma basaltico povero d’acqua, invece, il
solidus ha un comportamento opposto, diminuendo in modo costante dai 1200 °C circa del
mantello superiore, luogo in cui si forma, a
circa 1000 °C della superficie.
Nella serie discontinua si parte dall’olivina,
cui seguono, in ordine, pirosseno, anfibolo,
biotite, feldspato alcalino e quarzo. I minerali
si formano in una sequenza che rispetta la loro
temperatura di fusione (= di solidificazione),
in un processo che comporta prima la loro formazione e poi la loro trasformazione in altri
minerali a temperatura di fusione più bassa.
Dal punto di vista della struttura cristallina si
passa da una struttura silicatica semplice (l’olivina è infatti un nesosilicato) a una struttura
silicatica via via più complessa, come quella
degli inosilicati (pirosseni e anfiboli) e dei fillosilicati (biotite), fino ad arrivare ai tectosilicati, rappresentati dal feldspato potassico e dal
quarzo. Il quarzo, che si forma solo se c’è silice
in abbondanza, rappresenta l’ultimo termine
della serie perché è caratterizzato dalla temperatura di fusione più bassa.
Un magma acido può originarsi in due modi:
per anatessi o per differenziazione magmatica
di un magma primario. Un magma anatettico
si forma in un processo di rigenerazione di
rocce crostali che sono già in possesso di componenti acide; in questo caso le masse granitiche prodotte sono molto grandi e possono co-
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stituire il basamento di imponenti catene montuose. Un magma primario per un processo di
cristallizzazione frazionata può subire una separazione della sua componente più femica,
già cristallizzata, trasformandosi in un fuso residuo di natura nettamente più acida. Possono
formarsi così rocce di composizione addirittura granitica che rappresenteranno però una frazione molto piccola del magma iniziale.
47 Le rocce magmatiche derivano tutte da un
magma che può solidificare in profondità,
dando origine a rocce intrusive, oppure può
giungere in superficie sotto forma di lava, dando origine a rocce effusive. Il raffreddamento
del fuso silicatico, verificandosi in ambienti
molto diversi (interno della crosta a varie profondità, superficie subaerea, superficie sottomarina), può protrarsi per tempi più o meno
lunghi. Se avviene in profondità, gli ioni hanno il tempo di organizzarsi in reticoli cristallini di dimensioni apprezzabili e la roccia assume tessitura granulare; se avviene subito sotto
la superficie, gli ioni possono organizzarsi in
piccole strutture cristalline e la roccia assume
una tessitura porfirica. Quando avviene molto
velocemente, in superficie si producono tessiture microcristalline o vetrose; in quest’ultimo
caso il raffreddamento è così rapido che le particelle rimangono «congelate» dove si trovano,
senza avere il tempo di organizzarsi.
48 La netta prevalenza di rocce femiche fra le
forme effusive trova una spiegazione nel fatto
che i magmi che sono in grado di percorrere
notevoli spessori di crosta e di giungere in
superficie sono magmi femici molto caldi, relativamente poco viscosi e caratterizzati da
temperatura di solidificazione che diminuisce
al diminuire della pressione litostatica. La
netta prevalenza di rocce intrusive sialiche si
spiega con l’elevata viscosità dei magmi acidi
e con la loro tendenza a solidificare nel corso
della risalita, al diminuire della pressione litostatica.
Esercizi
49
a L’anatessi (dal greco tekein = fondere) è il processo di fusione parziale di una roccia metamorfica che avviene in profondità nella crosta:
una frazione della roccia viene estratta come
fuso, mentre una parte refrattaria resta solida.
Si tratta di un passaggio dal campo fisico di
esistenza delle rocce metamorfiche a quello
delle rocce ignee, per cui si parla anche di ultrametamorfismo, nel senso che «la roccia è
andata oltre». In una regione ad alto grado metamorfico si possono raggiungere le temperature alle quali le più comuni rocce iniziano a
fondere. Queste temperature, a loro volta influenzate dalla pressione litostatica (cioè dalla
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b
c
d
e
profondità), dalla composizione chimica della
roccia metamorfica e dalla presenza di acqua o
di altre sostanze volatili, variano da un minimo di 650 °C a un massimo di circa 1100 °C.
Aumentando la temperatura cresce la quantità
di fuso, mentre resta solida una porzione refrattaria sempre più piccola; per primi fondono i minerali con punto di fusione più basso.
La porzione chiara presenta un aspetto granitoide con cristalli di grandi dimensioni associati a cristalli più piccoli.
Le grandi dimensioni di parte dei cristalli potrebbero essere legate a una forte presenza di
fluidi nel fuso granitico.
La parte chiara dovrebbe avere una composizione quarzo-feldspatica. La parte scura, di
aspetto gneissico, potrebbe essere costituita da
alternanze di minerali chiari (quarzo, feldspati) e scuri (granati, sillimanite, cordierite, biotite, ecc.) tipici del metamorfismo di grado medio-alto.
Il bordo tra le due parti appare netto.
50
a Si tratta di rocce caratterizzate da una struttura
olocristallina granulare; olocristallina significa
compiutamente cristallina con granuli più o
meno ben sviluppati, mentre granulare significa che i costituenti sono di uno stesso ordine
di grandezza. La grana, cioè la grossezza dei
minerali di una roccia, in un caso è minuta
(granuli inferiori al mm), nell’altro grossa (granuli di diversi mm).
b Lo xenolite indica l’inclusione di un preesistente frammento di roccia ignea a grana grossa nel magma che solidificando originò inizialmente il granito a grana fine.
c La struttura delle rocce ignee è strettamente legata alle condizioni alle quali è avvenuto il
consolidamento. La differente dimensione degli elementi minerali nelle due rocce potrebbe
significare una diversa modalità di raffreddamento: più lento nel caso della roccia a grana
grossa e più veloce per la roccia a grana fine.
Occorre però considerare che la struttura è legata anche ad altri fattori, quali le condizioni
plutoniche, la fluidità del magma e il contenuto in gas (presenza di agenti mineralizzanti);
una notevole quantità di sostanze volatili favorisce, infatti, mobilizzando gli elementi chimici del fuso, la formazione di cristalli di grandi
dimensioni.
51
a
b
c
d
e
Vedi tabella in alto nella colonna a lato.
Vedi tabella in alto nella colonna a lato.
Vedi tabella in alto nella colonna a lato.
Rocce intrusive: gabbro;
rocce effusive: basalto.
Rocce intrusive: granito;
rocce effusive: riolite.
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GRANODIORITE
ANDESITE
Minerali
%
Minerali
%
Anfiboli
15
Anfiboli
20
Biotite e Muscovite 10
Biotite
15
Plagioclasi
50
Pirosseni
15
Quarzo
20
Plagioclasi
60
capitolo
3
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Feldspato potassico 25
52
a I minerali si presentano disposti in strati suborizzontali.
b Le parti del magma a contatto con le rocce incassanti, alla base e al tetto dell’intrusione, raffreddarono abbastanza rapidamente conservando la composizione del fuso originario
(gabbro di bordo). La parte interna dell’intrusione raffreddò più lentamente e a mano a
mano che i minerali si formarono per cristallizzazione frazionata, separandosi dal fuso residuo, si depositarono per gravità gli uni sopra
gli altri con quelli più densi in basso e quelli
più leggeri in alto.
c Per primo cristallizzò l’olivina che giace direttamente sul gabbro di bordo, poi i pirosseni assieme ai plagioclasi ricchi di calcio, per ultimi
i plagioclasi sodici seguiti da feldspati e quarzo situati nella parte superiore dell’intrusione.
d La composizione del magma, inizialmente ultrafemica, cambiò progressivamente col procedere del raffreddamento e della segregazione
dei minerali diventando sempre più sialica,
come dimostrato dalla presenza di uno strato
di plagioclasio sodico sopra a quello calcico e
di quarzo e felspati nella parte sommitale dell’intrusione.
e Perché possa verificarsi un simile frazionamento, occorrono quantità rilevanti (per potere
arrivare a un residuo acido) di magma ultrabasico, poco viscoso, senza importanti moti convettivi, in lento raffreddamento che non riesce
a tenere in sospensione i minerali che di volta
in volta si formano, in quanto più pesanti del
fuso.
f Le serie di reazioni di Bowen forniscono un
modello sperimentale che indica come al progredire del raffreddamento l’olivina e altri minerali cristallizzano secondo una serie ordinata, mentre contemporaneamente cristallizzano
i plagioclasi, passando da miscele ricche di
calcio a miscele ricche di sodio.
Questions
36 Risposta aperta dello studente.
37 Risposta aperta dello studente.
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49
capitolo
4
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 4
I vulcani
PROVE DI VERIFICA
nome
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
…………………………………………………………
1 I vulcani:
a
b
c
d
quiescenti sono facilmente distinguibili da
quelli estinti;
attivi della Terra sono circa 1.500;
posti vicino alle fosse oceaniche sono detti
hot spot;
hanno la camera magmatica posta solitamente
tra 2 e 10 km di profondità.
7 Le nubi ardenti:
a
b
c
d
sono dette anche colate piroclastiche;
formano i lahar;
sono provocate da un’esplosione
freatomagmatica;
costituiscono un pericolo modesto,
contenendo quasi esclusivamente ceneri.
8 Si formano per caduta gravitativa:
2 L’attività eruttiva:
cognome
a
b
c
d
è esplosiva per un magma mafico;
non dipende dall’acidità del magma;
è effusiva per un magma molto ricco di gas;
è influenzata dal tenore in silice del magma.
a
b
c
d
le nubi ardenti;
le colate di fango;
le ignimbriti;
le cineriti.
9 Le ondate basali:
………………………………………………………………………
3 L’attività eruttiva effusiva è caratterizzata da
a
b
c
d
magmi:
felsici, a bassa acidità e alta viscosità;
a composizione basaltica, alto contenuto in
silice e media acidità;
mafici, di composizione basaltica e bassa
acidità;
a bassa acidità, alto contenuto in silice e
composizione andesitica.
a
b
c
d
10 Le lave a blocchi si formano a partire da
a
4 Un plateau basaltico è una formazione vulcanica
classe
a
b
c
d
………………………………
tipica di un’eruzione:
peleana;
stromboliana;
vulcaniana;
islandica.
generano depositi di spessore costante;
sono flussi molto densi di materiale
piroclastico mescolato a gas;
si generano nell’attività vulcanica effusiva;
producono depositi piroclastici a
stratificazione incrociata.
b
c
d
magmi:
intermedi a bassa viscosità ed elevato
contenuto di gas;
intermedi a bassa viscosità e ridotto contenuto
di gas;
tendenzialmente felsici a elevata viscosità;
basaltici con temperature di 1000÷1200 °C.
11 Una lava «a corda»:
5 Il vulcano Stromboli:
a
b
data
c
…………………………………………
d
presenta vasti campi lavici piatti;
produce nell’esplosione scure nubi di cenere
a forma di cavolfiore;
è caratterizzato da eruzioni a condotto
centrale;
è una montagna con fianchi poco inclinati.
a
b
c
d
ha la superficie ruvida e frastagliata;
è prodotta da lava ricca di gas;
ha la superficie liscia, coperta da una
pellicola;
ha forma rotondeggiante e composizione
magmatica mafica.
12 Sono corpi vulcanici legati all’attività
6 Le eruzioni vulcaniane:
a
b
c
d
50
non producono ceneri vulcaniche;
sono caratterizzate da lava molto fluida;
generano strato-vulcani;
danno luogo a grandi estensioni di lave
basaltiche.
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a
b
c
d
effusiva:
cupole di ristagno;
strato-vulcani;
plateau basaltici;
plateau ignimbritici.
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Esercizio
13 Sono manifestazioni caratteristiche
14 Scegli quale affermazione relativa alle caldere
a
b
c
d
è errata:
si formano per l’erosione degli apparati centrali
dei vulcani;
si possono formare per svuotamento di un
serbatoio magmatico poco profondo;
sono spesso occupate da laghi o da acque
marine;
a volte sono la conseguenza di violentissime
eruzioni esplosive.
a
Osserva i quattro tipi di vulcano rappresentati
nelle figure in basso e assegna a ciascuno il
nome corrispondente, usando le seguenti lettere e completando la tabella:
a = hawaiano;
b = peleano;
c = stromboliano;
d = vulcaniano.
1
2
3
…………………………………………
La lava può essere più o meno fluida in base alla
quantità di silice contenuta e determina una attività che produce diverse forme nell’edificio
vulcanico.
4
b
c
Ordina i 4 tipi di vulcano da quello che forma
colate più estese a quello che non forma colate.
Quale di questi quattro tipi pensi abbia una attività più pericolosa? Perché?
………………………………
presenta attività prevalentemente effusiva:
Etna;
Stromboli;
Vesuvio;
Vulcano.
data
15 Indica quale tra i seguenti vulcani italiani
a
b
c
d
c
d
1
Lava fluida
2
Lava abbastanza fluida
3
Lava molto viscosa
4
Lava alquanto viscosa
………………………………………………………………………
b
le fumarole sono fuoriuscite dal terreno di
fango e gas;
i geyser emettono getti intermittenti di acqua
calda e gas;
i soffioni si producono in corrispondenza di
uno strato roccioso impermeabile posto tra
due strati rocciosi permeabili;
le salse sono ricche di acido borico.
classe
16 Scegli l’affermazione corretta:
a
17 Completa le definizioni:
Orifizio di emissione di un vulcano:
cognome
¨
…………………………………………………………
Grande depressione formata per esplosione o
collasso di un vulcano:
…………………………………………………………
≠
…………………………………………………………
Æ
Miscela di gas, ceneri, lapilli ad alta
temperatura:
…………………………………………………………
Ø
Lave caratterizzate da elevata viscosità:
nome
…………………………………………………………
∞
Il tipo di eruzione più esplosiva:
…………………………………………………………
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Prove di verifica
18 Tipi di vulcano
DIDATTICA
SU MISURA
a
b
c
d
dell’attività effusiva:
colate di lave a corda;
colate piroclastiche;
colate di fango;
ondate basali.
capitolo
4
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51
capitolo
4
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Domande a risposta aperta
19 Spiega quali sono le differenze tra geyser e soffioni boraciferi e da che cosa sono determinate queste
manifestazioni.
nome
…………………………………………………………
cognome
………………………………………………………………………
20 Che cosa è una caldera e come si può formare?
classe
………………………………
data
…………………………………………
52
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RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Risposte alle domande a scelta multipla
18 Soluzione dell’esercizio «Tipi di vulcano»
1 D; 12 D; 13 C; 14 D; 15 C; 16 C; 17 A; 18 D;
9 D; 10 C; 11 C; 12 C; 13 A; 14 A; 15 A; 16 B.
Completa le definizioni
17
¨
≠
Æ
Ø
∞
1
a
2
c
3
b
4
d
capitolo
4
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DELLA GUIDA
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
b 1a (hawaiano)
2c (stromboliano)
4d (vulcaniano)
3b (peleano).
Cratere
Caldera
Nube ardente
Felsiche
Pliniana
c Peleano, perché con la lava molto viscosa dà
luogo a eruzioni estremamente esplosive.
Domande a risposta aperta
19 I geyser sono getti intermittenti di acqua calda accompagnata da vapore, che zampilla con forza da
un’apertura della crosta terrestre. Il surriscaldamento nel condotto sotterraneo di un geyser fa aumentare la pressione dell’acqua, finché una parte diventa bruscamente vapore surriscaldato, che lancia
fuori violentemente la parte superiore della colonna d’acqua. Successivamente il condotto viene riempito da acqua più fredda e ricomincia a riscaldarsi gradualmente.
Un soffione boracifero, invece, è costituito da un getto di vapore che contiene acido borico; un soffione
si forma per l’emissione di gas di tipo vulcanico da fratture del terreno.
20 Una caldera è una vasta depressione craterica, che si può formare quando un vulcano esplode e viene
asportata la parte superiore del cono, oppure quando un vulcano collassa a causa di una grande effusione di lava, che provoca il suo sprofondamento.
RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
Lezione 9 – Mettiamoci alla prova – p. 74
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.3
14
15
16
17
18
19
20
21
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.3 e § 7.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 4.9
Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
12 Si rimanda a quanto esposto nel § 4.5
13 Si rimanda a quanto esposto nel § 4.5
1
2
3
4
5
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Lezione 10 – Mettiamoci alla prova – p. 85
C;
A;
A, B, D;
A, C;
C;
6
7
8
9
10
A, D;
A, C;
B, C;
A, C, D;
A, B, C;
11
12
13
14
15
C;
B;
B, C;
D;
C.
53
capitolo
4
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
16 Il magma è un insieme di sostanze, prevalentemente allo stato fuso, che si forma per fusione
parziale di rocce presenti nella litosfera terrestre a varie profondità. Il magma può trasferirsi dal luogo di formazione in sedi più o meno
vicine alla superficie, ma quando affiora prende il nome di lava. La lava rispetto al magma è
povera di componenti volatili ed è sottoposta a
un raffreddamento molto più rapido.
17 Un vulcano è quiescente se si trova in una fase
di riposo ed è potenzialmente in grado di riprendere la sua attività. Molti vulcani, presentando intervalli molto lunghi di quiescenza,
possono essere scambiati per vulcani estinti.
Ai fini della valutazione del rischio vulcanico,
«devono essere considerati quiescenti quei
vulcani il cui tempo di riposo attuale è inferiore al più lungo periodo di riposo registrato in
precedenza» (da www.protezionecivile.it).
18 I vulcani, pur trovandosi un po’ dovunque,
sono concentrati in modo evidente lungo fasce
che rappresentano zone di confine tra placche
litosferiche. Tale distribuzione rispecchia l’idea secondo la quale l’attività vulcanica, come
quella sismica, si manifesta in corrispondenza
delle aree meno stabili della litosfera terrestre.
19 Diversi tipi di gas e vapori si trovano disciolti
nel fuso magmatico per effetto delle forti pressioni confinanti che si hanno in profondità.
Quando la pressione litostatica diminuisce,
anche la solubilità dei gas subisce una diminuzione e viene favorito il processo eruttivo; al
contrario un aumento della pressione litostatica fa aumentare la solubilità dei gas nel fuso
magmatico e ne ostacola l’eruzione.
20 I gas, quando si separano dal magma e, più
esattamente, dal liquido in cui si trovavano disciolti in soluzione, si accumulano nella camera magmatica. L’accumulo dei gas crea una
spinta sulle rocce sovrastanti, ne determina la
frantumazione e rende possibile l’apertura di
un varco verso la superficie. La seconda funzione dei gas separati dalla massa magmatica è
quella di favorirne la risalita nello stesso modo
in cui, per la diminuzione di pressione dovuta
all’apertura del tappo, le bollicine di gas presenti in una bottiglia di vino frizzante favoriscono l’uscita rapida del liquido.
21 Un vulcano può avere un’attività tendenzialmente esplosiva o effusiva a seconda del contenuto in silice del magma che lo alimenta: più
elevata è la percentuale di silice del magma,
maggiore è la sua viscosità e più esplosiva risulta l’eruzione. Anche la quantità di gas presenti nella camera magmatica influenza l’attività vulcanica: maggiore è la quantità di gas e
maggiore è l’attività esplosiva del magma.
22 L’intero sistema vulcano-magma può essere
suddiviso in quattro parti che, a partire dalla
massima profondità, sono: 1) la zona di formazione del magma, che può essere localizzata
nel mantello superiore o nella crosta; 2) la
zona di alimentazione in cui, attraverso canali
ad andamento verticale, il magma risale verso
la camera magmatica; 3) la camera magmatica
(= serbatoio magmatico), in cui il magma staziona più o meno a lungo prima dell’eruzione;
4) l’edificio vulcanico vero e proprio, collegato
alla camera magmatica attraverso un condotto
di alimentazione.
23 Il criterio di tipo strutturale tiene conto delle
caratteristiche strutturali dei condotti di
emissione; se l’eruzione avviene a partire da
un condotto centrale si parla di eruzioni centrali; se l’eruzione avviene lungo linee di frattura si parla di eruzioni fessurali (o lineari);
se le eruzioni sono distribuite su ampie aree
si parla di eruzioni areali. Il secondo criterio
utilizzato è funzionale, in quanto basato sul
grado di esplosività dell’eruzione. Si distinguono così in base alla esplosività crescente
le eruzioni islandiche, hawaiiane, stromboliane, vulcaniane, peleane e pliniane.
24 Stromboli è un vulcano caratterizzato da attività esplosiva, a causa di una certa viscosità
del magma che lo alimenta. Le esplosioni che
si manifestano con una notevole regolarità,
susseguendosi ogni 15÷20 minuti, giustificano
il nome attribuito dagli antichi a questo vulcano che di notte emette, a intermittenza, bagliori rossi visibili a grande distanza.
25 I tre tipi di depositi piroclastici si distinguono
in base ai meccanismi di deposizione. Nella
caduta gravitativa i piroclasti, rappresentati da
ceneri, cristalli, frammenti di vetro e blocchi,
sono lanciati in alto durante l’esplosione e, a
seconda delle loro dimensioni, ricadono a distanze più o meno grandi, si accumulano e
danno origine a depositi ben stratificati con
spessore piuttosto costante nella stessa area.
Tale spessore naturalmente diminuisce man
mano che ci si allontana dal luogo dell’esplosione. Le colate piroclastiche (chiamate anche
nubi ardenti) sono formate da ceneri, lapilli e
altri frammenti incandescenti, emulsionati con
una notevole quantità di gas che agisce come
lubrificante; queste valanghe, in movimento
lungo le pendici del vulcano, sono estremamente distruttive e finiscono per accumularsi
nelle depressioni dando luogo a depositi
(ignimbriti) privi di stratificazione e di spessore variabile, che tendono a pareggiare i dislivelli del terreno. Le ondate basali sono flussi
di gas e materiale piroclastico che si espandono rasoterra e radialmente a partire dal condotto vulcanico, in seguito all’esplosione di
una parte o di tutto l’edificio vulcanico dovuta
all’accumulo di acqua freatica nella camera
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Quesiti
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magmatica. I depositi piroclastici derivati dalle ondate basali sono stratificati, ma tendono a
livellare in modo irregolare il terreno, assumendo spessori maggiori nelle depressioni.
Eventi vulcanici legati alla presenza di acque
superficiali sono le colate di fango (lahar) e le
esplosioni freatomagmatiche. Le colate di fango sono flussi di materiale piroclastico incoerente che, mescolato all’acqua, si muove verso
valle; l’acqua può provenire dalla fusione dei
ghiacci e delle nevi presenti sull’edificio vulcanico oppure è stata spinta fuori dal cratere,
dove si era accumulata a formare un lago. L’acqua, scorrendo lungo i fianchi del vulcano, imbeve i sedimenti piroclastici incoerenti accumulati nel corso delle eruzioni precedenti e dà
luogo alla formazione di quantità notevoli di
pericolosi fanghi in movimento verso valle. Le
esplosioni freatomagmatiche, che danno luogo
alle ondate basali, sono provocate da acque superficiali (marina, lacustre, fluviale) o di falda
penetrate nel condotto vulcanico e giunte addirittura alla camera magmatica. L’enorme
quantità di vapore che si sviluppa determina
un rapido aumento della pressione che fa
esplodere l’edificio vulcanico. Anche i geyser
sono manifestazioni vulcaniche provocate dalla presenza di acque di falda, surriscaldate all’interno di una camera magmatica poco profonda, ma in questo caso si tratta di fenomeni
che caratterizzano le ultime fasi dell’attività
vulcanica.
Le lave ricche di silice hanno un’elevata viscosità, che ostacola la loro risalita e che addirittura ne impedisce il traboccamento. Una lava
molto silicea può dare così origine, all’interno
del cratere, a strutture a forma di focaccia dette cupole di ristagno.
Quando le lave basaltiche si raffreddano, subiscono spesso una contrazione che causa la
formazione di fratture perpendicolari alla superficie di raffreddamento; esse sembrano formate da colonne regolari, a base poligonale,
strettamente addossate le une alle altre.
La risalita del magma che dà luogo all’eruzione richiede il verificarsi, all’interno della camera magmatica, di almeno una delle seguenti
condizioni: 1) aumento della temperatura;
2) diminuzione della pressione litostatica;
3) aggiunta di acqua o altre sostanze volatili,
che riducono sia la densità che la viscosità del
magma; 4) segregazione dei minerali più pesanti che rende meno denso il fuso residuo.
Qualsiasi tipo di frammento, liberato dal vulcano durante la fase esplosiva della sua attività, assume il nome di piroclasto (dal greco pyr
fuoco e klao frammentare).
Le rocce che si formano per diagenesi dei depositi piroclastici sono genericamente dette piroclastiti; tuttavia esse assumono denomina-
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zioni più specifiche in base alle dimensioni
dei clasti: le brecce vulcaniche sono formate
dai clasti più grossi, i tufi vulcanici da clasti
di dimensione intermedia e le cineriti da clasti
finissimi come le ceneri vulcaniche.
Il Nevado del Ruiz è uno strato-vulcano della
Colombia, che nel novembre del 1985 divenne
tristemente famoso per il numero straordinariamente alto di vittime provocato dalla sua
eruzione e per le modalità attraverso le quali si
compì il disastro. L’eruzione provocò infatti la
fusione della copertura ghiacciata del vulcano
andino, generando enormi colate di fango (lahar) che investirono, con impressionante rapidità, numerosi centri abitati sorti alle pendici
della montagna vulcanica.
Le lave prodotte da un magma basaltico ricco
di gas vengono definite scoriacee; esse presentano una superficie accidentata e irregolare,
determinata dalle abbondanti bolle formate dal
gas. Le lave prodotte da un magma basaltico
povero di gas sono definite a corda o a budella; esse presentano una superficie liscia e forme ondulate che ricordano le matasse di grossi
fili.
Le lave a cuscino si formano quando emissioni
basaltiche sottomarine, a causa della pressione
dell’acqua, non possono dar luogo a vere e
proprie colate, ma si dividono in masse rotondeggianti che, per il brusco raffreddamento,
subiscono la vetrificazione in superficie. Dato
che le pellicole solide racchiudono lava ancora fluida, i blocchi, rotolando e addossandosi,
danno origine ad accumuli di strutture dalla
caratteristica forma di cuscini non sprimacciati, dette lave a cuscini o pillow lava.
Manifestazioni vulcaniche secondarie, come le
fumarole e i soffioni, liberano gas vulcanici e
vapore acqueo, rendendo possibile la deposizione, per precipitazione o per sublimazione,
di molte delle sostanze che si trovavano disciolte nell’acqua prima della fuoriuscita. Si
formano così depositi incrostanti come il travertino e minerali pregiati come lo zolfo. Un
complesso di fumarole la cui attività è costituita principalmente dall’emissione di vapori
e gas a forte componente solfurea prende il
nome di solfatara.
Il rischio si può definire come il costo previsto
in vite umane e in danni economici, dovuti al
verificarsi di un evento di una data intensità,
in una particolare area, entro un certo intervallo di tempo. Il rischio tiene conto della probabilità che si verifichi un’eruzione di una determinata intensità, della vulnerabilità di persone
e cose, del numero e del valore degli elementi
a rischio presenti in una data area.
Segni precursori di un’eruzione sono microsismi, improvvise emissioni di gas e vapore acqueo, deformazioni e sollevamenti del suolo.
La riproduzione di questa pagina tramite fotocopia è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo
nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
capitolo
4
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
55
capitolo
4
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Verifica le abilità
Quesiti
56
38 Un’eruzione vulcanica può determinare localmente sensibili cambiamenti della temperatura
e del contenuto di umidità dell’aria, che spesso
però hanno effetti modesti sul clima della regione interessata. Quando invece l’attività esplosiva di un vulcano si manifesta in tutta la sua potenza, gli effetti climatici possono riguardare
l’intero pianeta; questo succede a causa dell’immissione in atmosfera di enormi quantità di polveri vulcaniche che possono, in tempi relativamente brevi (da pochi giorni a poche settimane), fare il giro dell’intero pianeta, riducendo significativamente l’insolazione terrestre. Un
esempio significativo è l’eruzione esplosiva del
Pinatubo (Filippine) del 1991, nel corso della
quale furono espulse tante polveri da provocare
una riduzione della temperatura media terrestre
di circa 0,5 °C. Questi fenomeni si sono verificati molte volte nel recente passato (Laki, Tambora, Krakatoa, Monte Pelée) con effetti importanti su larga scala che si sono protratti per anni.
39 L’enorme quantità di vapore che si forma quando l’acqua raggiunge il condotto o la camera
magmatica fa aumentare la pressione interna e
crea le condizioni per l’esplosione di una parte
o di tutto l’edificio vulcanico. Questa esplosione, che viene definita freatomagmatica perché
coinvolge acque sotterranee, determina la
frammentazione del magma e la sua espulsione
sotto forma di una miscela di gas, di particelle
solide e liquide. L’abbondante vapore mescolato a materiale piroclastico si espande radialmente, generando un’ondata basale (in inglese
base-surge) che si propaga sul terreno.
40 L’edificio vulcanico ha una morfologia che dipende dalle caratteristiche del condotto di emissione (eruzioni centrali, lineari e areali), ma soprattutto dalle caratteristiche chimiche del magma e dalla quantità di materiale che fuoriesce. Il
grado di acidità, stabilito sulla base della percentuale di silice, influenza la viscosità del magma e quindi le modalità eruttive del vulcano;
quando il magma è povero di silice, le eruzioni
sono prevalentemente effusive e i vulcani assumono forme regolari relativamente piatte; all’aumentare della viscosità aumenta il carattere
esplosivo e gli edifici vulcanici tendono ad assumere forme più irregolari e fianchi più ripidi.
Quando l’attività esplosiva è massima, gli edifici vulcanici possono subire profondi cambiamenti della loro altezza e della loro forma.
41 Un magma riolitico è caratterizzato da una elevata percentuale di silice che lo rende estremamente viscoso; esso potrà dar luogo a eruzioni esclusivamente di carattere esplosivo,
perciò non potrà in alcun modo generare lave
a corda, che sono il prodotto di eruzioni a carattere effusivo, che interessano un magma basaltico, povero di gas.
42 Quando termina l’emissione di lava o di materiali piroclastici, l’attività vulcanica continua,
anche per lungo tempo, attraverso l’emissione
di gas e di vapore acqueo da bocche dette fumarole. Le fumarole sono una manifestazione
superficiale dell’attività idrotermale, legata
alla circolazione di acqua che in profondità
viene a contatto con un magma, ormai completamente consolidato, ma ancora caldo, e risale
producendo esalazioni o getti di vapore. In
profondità, l’acqua, che ha in soluzione molti
elementi volatili, introducendosi nelle fratture
e interagendo con le rocce incassanti, origina
filoni, vene e impregnazioni contraddistinte da
interessanti specie minerali. Questi fenomeni
caratterizzano le fasi conclusive dell’attività
vulcanica perché, quando il fenomeno eruttivo
cessa, rimane in profondità un serbatoio magmatico che raffredda in tempi molto lunghi,
seguitando a interagire con acqua e gas.
43 Il ritmo con cui si susseguono i lanci d’acqua
dipende dall’altezza della colonna d’acqua al
di sotto della superficie; infatti, più profonda è
la zona di raccolta, più elevata è la pressione e
più alta è la temperatura di ebollizione dell’acqua ed è richiesto più tempo per creare le condizioni necessarie per il lancio. Poiché ogni
geyser ha un suo proprio condotto sotterraneo
di raccolta dell’acqua, il tempo necessario perché il condotto si riempia e si riscaldi è sempre lo stesso e quindi la regolarità temporale
nell’emissione del getto risulta circa costante.
44 Al primo posto tra le cause che possono generare un maremoto vi sono i fenomeni sismici
sottomarini o con epicentro prossimo alla costa, ma occorre rilevare che l’origine sismica
non è la sola a dover essere valutata. Anche le
eruzioni esplosive, di grande intensità, che riguardano vulcani sottomarini o vulcani localizzati in prossimità delle coste, possono originare maremoti. Infatti, forti esplosioni o il collasso dell’edificio vulcanico sarebbero in grado di imprimere a una grande massa d’acqua
un movimento verticale sufficientemente esteso da generare l’onda di maremoto.
45 I fattori che influenzano le caratteristiche morfologiche delle lave basaltiche sono sostanzialmente tre: 1) l’ambiente in cui si verifica l’eruzione, che può essere subaereo o sottomarino e
che comporta un raffreddamento più o meno
brusco della lava; 2) la quantità di gas presente
nel magma, che comporta una maggiore tendenza all’esplosione e alla formazione di bolle e di
superfici irregolari; 3) la viscosità della lava che
aumenta con il raffreddamento e con la perdita
di gas. Nel caso di eruzioni subaeree, se il magma è ricco di gas si formano lave scoriacee, se è
povero di gas e molto fluido si formano lave a
corda. Nel caso di eruzioni sottomarine, si ha la
formazione delle lave a cuscino, la cui morfologia è influenzata dall’altezza della colonna
d’acqua e dal contenuto in gas del magma.
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46 Le lave solidificano assumendo aspetti diversi
secondo le modalità del raffreddamento e la loro
composizione. In genere la pillow-lava ha composizione basaltica. Quando una lava basaltica
fuoriesce in ambiente sottomarino, subisce un
velocissimo raffreddamento per contatto con
l’acqua formando una sottile crosta vetrosa; per
questo motivo un versamento di lava su una superficie inclinata si suddivide in blocchi sferoidali che accumulandosi gli uni sugli altri e assestandosi perché ancora plastici all’interno, si
deformano assumendo una forma a cuscino. In
ambiente subaereo da magmi basaltici molto
fluidi si originano lave a corda; la lava solidifica
rapidamente in superficie, mentre sotto continua a scorrere velocemente generando una sottile crosta vetrosa, liscia e ondulata. Da magmi
più viscosi dei precedenti e da fusi raffreddati o
privati dei gas, si formano lave scoriacee; durante il raffreddamento si sviluppa una crosta
rigida e spessa la quale, a causa del movimento
della lava sottostante, si frammenta in blocchi
irregolari e frastagliati che avanzano come se
fossero trasportati da una ruspa.
49 Poiché nella scala della mappa 9 mm corrispondono a 3 km, per un calcolo rapido della
distanza in km, basta dividere per 3 i millimetri misurati in scala.
4 Camino
secondario
6 Lava
BC
CD
2,3
3,5
2,2
Distanza reale (km)
15,7
7,7
11,7
7,3
Deformazione reale (cm)
+1,8
+3,2
+2,5
+4,4
Deformazione % (× 10 – 5)
11,46
41,55
21,36
60,27
b
Il vulcano sta avendo maggiore attività nella
zona tra C e D e tra G e D. Si può ipotizzare
una maggiore probabilità di apertura di un camino laterale nel triangolo CDG.
c
Vedi risposta A.
d
Vedi grafico in basso. Si può ipotizzare che la
zona più a rischio sia quella compresa nel
triangolo CDG.
2 Cratere
5 Lapilli
GD
4,7
Dalla tabella sopra riportata, si osserva che le
distanze in valore assoluto tra i vari capisaldi
sono state maggiori tra A e B, cui seguono le
distanze tra B e C, poi le distanze tra G e D e
infine le distanze tra C e D. Però la percentuale
di sollevamento per i vari intervalli in base
alla loro distanza è stata massima tra C e D, cui
segue quella tra G e D, tra B e C e infine tra A e
B.
1 Cenere
3 Bombe
AB
Distanza in scala (cm)
a
Esercizi
47
Intervalli tra i capisaldi
capitolo
4
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Camino
7 principale
Camera
8 magmatica
48
a Si tratta di una eruzione laterale.
b Durante l’eruzione si sono aperte più fratture a
differenti quote per una lunghezza complessiva di qualche decina di kilometri.
c Il volume totale di lava potrebbe essere di alcune centinaia di milioni di metri cubi.
d Solamente lave molto fluide potrebbero percorrere un tragitto così lungo caratterizzato da
pendenze alquanto modeste.
e Quando le colate raggiungono il mare, la lava a
contatto con l’acqua si frammenta con violenza, l’acqua viene riscaldata al punto di evaporare e si formano nubi di vapore di grande dimensione che potrebbero produrre intense
precipitazioni.
f Attività effusiva di tipo hawaiiano.
52 Risposta aperta dello studente.
53 Risposta aperta dello studente.
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50
1
B
2
A
3
D
4
C
Progetto di gruppo
51 Lavoro originale del gruppo di studenti.
Questions
57
capitolo
5
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 5
Processo sedimentario e rocce sedimentarie
PROVE DI VERIFICA
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
8 Il calcare è costituito prevalentemente da:
a
c
carbonato di Mg;
bicarbonato di Ca;
b carbonato di Ca;
d ossido di Ca.
1 Uno degli agenti fisici della degradazione delle
nome
…………………………………………………………
a
b
c
d
rocce è:
l’idratazione dei carbonati;
la reazione con l’ossigeno atmosferico;
l’azione di muschi e cianobatteri;
il calore.
9 Una roccia sedimentaria contiene carbonato di
a
calcio e argilla, è friabile e ha poca consistenza.
Si tratta di:
gesso; b calcite; c dolomite; d marna.
10 Scegli l’affermazione corretta:
2 Non è un agente di alterazione chimica:
a
b
c
d
l’acqua;
l’ossigeno;
il diossido di carbonio;
il carbonato di calcio.
a
b
c
d
le peliti sono rocce carbonatiche;
le marne sono formate prevalentemente da
argilla;
le arcose sono arenarie con meno del 95% di
quarzo e prevalenza di feldspati;
le brecce derivano dalle ghiaie.
3 Le lateriti:
cognome
a
b
c
d
………………………………………………………………………
sono formazioni residuali ricche di zolfo;
hanno un colore giallo come caratteristica
distintiva;
producono un sedimento biancastro, la bauxite;
si sviluppano in tempi brevi dalla roccia madre
sottostante.
4 I processi che portano alla formazione di una roccia
a
b
c
d
sedimentaria sono in ordine di tempo:
degradazione, sedimentazione, trasporto,
diagenesi;
trasporto, degradazione, sedimentazione,
diagenesi;
degradazione, trasporto, sedimentazione,
diagenesi;
trasporto, degradazione, diagenesi,
sedimentazione.
11 Sono sedimenti carbonatici biocostruiti:
a
c
classe
………………………………
di una roccia sedimentaria costituiscono la sua:
struttura;
b tessitura;
composizione;
d caratterizzazione.
b travertino;
d scogliere coralline.
12 Le ooliti sono:
a
b
c
d
granuli subsferici di fango carbonatico;
palline ovoidali a composizione aragonitica;
frammenti di scheletri di invertebrati marini;
sedimenti solidi rotondeggianti costituiti
dall’essiccamento di alghe verdi e rosse.
13 Le stromatoliti sono:
a
b
c
d
5 La granulometria, la classazione e la morfometria
a
c
peloidi;
stalattiti;
carbonati concrezionati formatisi per
precipitazione chimica diretta;
strutture ondulate o colonnari prodotte da alghe
cianoficee;
granuletti subsferici di fango carbonatico;
miscele di grani e materiale più fine cementati
da micrite.
14 È una roccia evaporitica:
a
c
argillite;
travertino;
b gesso;
d calcare.
6 Se i sedimenti, nella classificazione di una roccia
data
a
b
c
d
…………………………………………
terrigena, sono angolosi e di dimensioni superiori
a 2 mm, si tratta rispettivamente di:
ghiaia e conglomerato;
pietrisco e breccia;
silt e siltite;
sabbia e arenaria.
7 Le quarzareniti sono:
a
b
c
d
58
una delle principali classi in cui sono suddivise
le arenarie;
rocce carbonatiche contenenti almeno il 40%
di feldspati;
grovacche prive di matrice interstiziale;
conglomerati con contenuto in quarzo del 60%.
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15 Le varietà di carbone con contenuto di
a
b
c
d
carbonio crescente sono, nell’ordine:
torba, litantrace, lignite, antracite;
lignite, torba, litantrace, antracite;
torba, lignite, antracite, litantrace;
torba, lignite, litantrace, antracite.
16 Le rocce residuali:
a
b
c
d
contengono minerali a bassa solubilità, come
ossidi e idrossidi di ferro e alluminio;
derivano dall'accumulo di resti organici a
composizione silicea;
si sono formate per precipitazione di sali;
sono rocce organogene carbonatiche.
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
capitolo
5
17 Completa le definizioni:
¨
È detto anche gelivazione:
Azione erosiva esercitata dal vento:
…………………………………………………………
Æ
Rocce silicee costituite prevalentemente
di gusci di radiolari:
Prove di verifica
≠
DIDATTICA
SU MISURA
…………………………………………………………
Figura 1
Ø
…………………………………………
…………………………………………………………
I sedimenti che lo formano hanno spigoli
arrotondati:
…………………………………………………………
Sedimento sciolto i cui granuli hanno
dimensioni tra 1/16 e 1/256 di mm:
data
∞
………………………………
…………………………………………………………
classe
Figura 2
Esercizio
………………………………………………………………………
18 Riconoscimento di rocce sedimentarie
A lato sono riportate le foto di quattro campioni di rocce sedimentarie, ciascuna accompagnata da un particolare ingrandito (sezione
sottile).
Completa la tabella, assegnando ai numeri delle foto il nome della roccia rappresentata,
usando le seguenti lettere:
arenaria = a;
argillite = b;
calcare organogeno = c;
gesso roccia = d.
3
b
Quali di queste rocce possono essere
classificate come terrigene?
c
Come classificheresti gli altri campioni?
d
Quale di queste rocce ha un aspetto più
compatto? A che cosa è dovuto?
e
Quale di queste rocce ha un aspetto più
vetroso? A che cosa è dovuto?
f
Facendo reagire queste rocce con HCl,
quale reagirebbe? Perché?
cognome
2
4
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…………………………………………………………
1
Figura 3
Figura 4
nome
a
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59
capitolo
5
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Domande a risposta aperta
19 Elenca quali sono i minerali più comuni presenti nelle rocce terrigene e spiega perché sono così
frequenti.
nome
…………………………………………………………
cognome
………………………………………………………………………
20 Spiega che tipo di roccia è il travertino, come si forma e come può essere utilizzato.
classe
………………………………
data
…………………………………………
60
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capitolo
5
Risposte alle domande a scelta multipla
1 D; 12 D; 13 C; 14 C; 15 B; 16 B; 17 A; 18 B;
9 D; 10 C; 11 D; 12 B; 13 B; 14 B; 15 D; 16 A.
Completa le definizioni
17
¨
≠
Æ
Ø
∞
Crioclastismo
Corrasione
Radiolariti
Conglomerato
Silt
Esercizio
«Riconoscimento di rocce sedimentarie»
18 Completa la tabella, assegnando ai numeri delle
foto il nome della roccia rappresentata, usando
le seguenti lettere:
arenaria = a;
argillite = b;
calcare organogeno = c;
gesso roccia = d.
a
b
c
d
e
f
1
2
3
4
d
b
a
c
L’arenaria e l’argillite.
Il calcare organogeno come roccia carbonatica
organogena e il gesso come evaporite.
L’argillite. Al fatto che i granuli che la costituiscono hanno dimensioni molto piccole, inferiori a 0,004 mm.
Il gesso, perché la roccia «gesso» è costituita
da masse di minerale gesso, che presenta lucentezza vitrea.
Il calcare produce effervescenza, perché libera
CO2.
Domande a risposta aperta
19 I minerali più comuni che entrano nella composizione delle rocce terrigene sono il quarzo
e i minerali argillosi. Il quarzo è abbondante
perché è molto resistente all’alterazione chimica: infatti, se ad esempio una roccia ignea
come il granito subisce il processo di degradazione, il quarzo in essa contenuto si separa
dalla massa rocciosa rimanendo inalterato, a
differenza di altri minerali componenti, come
i feldspati. Invece i feldspati, alterandosi facilmente, danno origine ai minerali argillosi, che
ne sono il prodotto più abbondante e quindi
entrano in quantità nella composizione delle
rocce terrigene. In conclusione, si può dire
che il quarzo e i minerali argillosi sono i componenti più abbondanti delle rocce terrigene
per motivi opposti: il primo perché è resistente e rimane inalterato, i secondi perché i feldspati da cui derivano subiscono facilmente
l’alterazione chimica.
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI
RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
20 Il travertino è una roccia carbonatica accresciuta in situ, che deriva dall’evaporazione di
acque sorgive e conseguente deposizione di
carbonato di calcio, vicino a cascate o a sorgenti termali. È di colore chiaro, di grana
grossolana e presenta delle cavità irregolari o
delle piccole bande sottili. È utilizzato come
pietra da costruzione e, levigato, per rivestimenti e pavimentazioni.
RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
Lezione 11 – Mettiamoci alla prova – p. 97
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.3
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12 Si rimanda a quanto esposto nel § 5.4
Lezione 12 – Mettiamoci alla prova – p. 101
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.7
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
61
capitolo
5
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Lezione 13 – Mettiamoci alla prova – p. 109
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.10
Si rimanda a quanto esposto nel § 5.10
24
Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
1
2
3
4
5
6
A, C;
C;
A;
A, B;
B, D;
C;
7
8
9
10
11
12
A, C, D;
A, B, D;
C, D;
B;
B;
A;
23
13
14
15
16
C;
A, B;
B;
A.
25
Quesiti
17 Fra l’atmosfera, l’idrosfera e le rocce della crosta si determinano continue interazioni. Per degradazione meteorica si intende l’insieme di
tutti i processi chimici e fisici che, per opera
degli agenti atmosferici, tendono a modificare
la composizione mineralogica delle rocce, a dissolverle e a disgregarle in frammenti di diverse
dimensioni.
18 La cementazione è il risultato della deposizione
di nuova materia minerale tra i granuli di un sedimento incoerente. Il processo si verifica
quando, all’interno del sedimento, circola acqua ricca di sali, in particolare di bicarbonato
di calcio che precipita facilmente come carbonato di calcio, occupando gli interstizi e cementando i granuli.
19 Si è formata dalla diagenesi di sedimenti contenenti resti scheletrici di invertebrati marini.
Questi resti potrebbero essere indicativi dell’ambiente in cui vivevano gli organismi, ma
potrebbero essere stati spostati dopo la loro deposizione.
20 La struttura.
21 I sedimenti sciolti sono accumuli di detriti incoerenti. Una roccia sedimentaria si forma per
litificazione del sedimento sciolto. La litificazione è il risultato della diagenesi, cioè di quell’insieme di processi fisici, chimici e biologici,
quali la compattazione, la bioturbazione (rimaneggiamento da parte di organismi), l’espulsione di fluidi, la cementazione dei granuli, che
trasformano un sedimento in una vera e propria
roccia sedimentaria.
22 Le rocce terrigene sono rocce sedimentarie for-
62
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28
29
mate da detriti provenienti dalla disgregazione
di rocce di qualsiasi natura affioranti in superficie; la loro classificazione si basa sulle dimensioni dei granuli. Le rocce carbonatiche sono
rocce sedimentarie composte di almeno il 50%
di carbonati; esse possono derivare da sedimenti carbonatici a tessitura particellare (del tutto
simili ai sedimenti terrigeni), o da sedimenti accresciuti in situ.
In una sabbia i granuli hanno dimensioni che
variano da 2 mm a 1/16 mm. Se le dimensioni
dei granuli sono comprese tra 1/16 mm e 1/256
mm il sedimento è chiamato silt. Un’argilla è
formata da granuli inferiori a 0,004 mm.
Le acque leggermente acide hanno effetti rilevanti sulle rocce granitiche ricche di feldspati. I
feldspati, infatti, attaccati per tempi lunghi dall’acqua resa debolmente acida dalla presenza di
ioni H +, possono essere trasformati in argille. Il
feldspato potassico, ad esempio, perde ioni potassio e silice, che passano in soluzione, e si altera trasformandosi in caolinite, un minerale
delle argille.
Il gruppo più importante di sedimenti carbonatici è formato da granuli carbonatici che si originano per precipitazione chimica o per secrezione organica. I più comuni tipi di granuli sono:
1) resti di parti scheletriche di organismi marini; 2) frammenti detritici di rocce carbonatiche
preesistenti; 3) peloidi, cioè granuli subsferici di
fango prodotti da organismi limivori o filtratori;
4) ooliti, cioè granuli di aragonite prodotti per
precipitazione di carbonato di calcio su piccolissimi nuclei di varia natura.
Le ooliti sono piccole strutture ovoidali di aragonite, risultato dell’accumulo di lamelle concentriche del minerale intorno a un nucleo di
varia natura (foraminifero, peloide, granulo di
quarzo). L’accumulo delle ooliti avviene in zone
tropicali, in acque costiere particolarmente agitate, alla profondità di 2÷5 m. In queste condizioni il carbonato di calcio, disciolto nell’acqua,
precipita e si deposita in lamine intorno ai nuclei in continuo movimento.
Gli unici carbonati accresciuti in situ prodotti
dall’attività di organismi animali sono le scogliere coralline dei mari tropicali, alla cui formazione partecipano oltre ai coralli numerosi
organismi sessili e sedentari.
Il travertino è una roccia carbonatica prodotta
in situ per precipitazione diretta di carbonato
di calcio dalle acque di un fiume, in luoghi in
cui si verifica un’intensa polverizzazione dell’acqua, come in corrispondenza di cascate. Stalattiti e stalagmiti sono rocce carbonatiche che
si formano in situ a partire da acque dolci, ma il
loro accumulo avviene per stillicidio di acque
sature di carbonato di calcio, in grotte carsiche.
Calcari e dolomie sono rocce carbonatiche, cioè
rocce costituite almeno per il 50% da carbonati;
differiscono perché il minerale prevalente del
calcare è la calcite CaCO3, cioè carbonato di cal-
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37
cio, mentre il minerale prevalente della dolomia è la dolomite, CaMg(CO3)2, cioè carbonato
doppio di calcio e magnesio.
Le evaporiti sono costituite da sali, soprattutto
gesso, anidrite e salgemma, la cui precipitazione avviene per evaporazione del solvente. L’interesse economico per le evaporiti è dovuto al
loro valore intrinseco (salgemma, zolfo), e al
fatto che si trovano spesso associate a giacimenti di petrolio e gas naturale.
La selce è una roccia sedimentaria composta sostanzialmente da biossido di silicio, dunque ha
la stessa composizione del quarzo. Nel quarzo
la struttura cristallina è evidente, nella selce il
biossido di silicio è presente in microscopici
cristalli, che conferiscono alla roccia un aspetto
omogeneo e lattiginoso.
I vegetali, come del resto tutti i viventi, sono
formati da diversi elementi fra cui particolarmente abbondanti il carbonio, l’idrogeno, l’ossigeno e l’azoto. Quasi tutti gli elementi vanno
perduti nel corso del processo di fossilizzazione, mentre il carbonio si concentra sempre più
nel materiale residuo, dando luogo alla formazione di differenti varietà di carbone.
Le prime piante legnose si svilupparono nel Devoniano, quindi a partire da circa 400 milioni
di anni fa, e lo sviluppo delle grandi foreste si
ebbe solo alla fine di quel periodo, quindi a
partire da circa 350 milioni di anni fa. I depositi di carbone di età precedente sono rari sia per
la scarsa disponibilità di materiale vegetale, sia
perché i carboni in tempi molto lunghi si trasformano in grafite, cioè carbonio puro.
Nei carboni più antichi si sono verificati cambiamenti più radicali della composizione iniziale e in essi l’arricchimento in carbonio è
maggiore; questi carboni sono quindi più ricchi
di energia potenziale, che può essere liberata
sotto forma di calore, nel corso della combustione.
L’arricchimento progressivo in carbonio può
trasformare l’antracite in grafite, un minerale
formato esclusivamente da atomi di carbonio,
organizzati in piani che generano una struttura
a lamelle sovrapposte.
Le rocce residuali sono il risultato dell’alterazione chimica causata dalle acque meteoriche e
dilavanti che allontanano molti minerali, lasciandone altri a bassissima solubilità, come gli
ossidi e gli idrossidi di ferro e di alluminio. Le
rocce residuali con questa composizione sono
dette lateriti. Se anche i composti del ferro si allontanano per dilavamento, la roccia residuale
si arricchisce di ossidi e idrossidi di alluminio
e viene detta bauxite.
L’alluminio in natura non si trova allo stato elementare, ma combinato con altri elementi in
numerosi composti. Gli ossidi e gli idrossidi di
alluminio, abbondantissimi nelle bauxiti, rendono queste rocce il materiale più adatto per la
sua estrazione.
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Verifica le abilità
Quesiti
38 Le rocce sedimentarie ricoprono gran parte della superficie terrestre. Dal punto di vista pratico
sono importanti perché in esse si raccolgono i
giacimenti di molti minerali utili e di tutti i
combustibili fossili. Dal punto di vista scientifico, rappresentano un vero e proprio archivio di
dati indispensabili per la ricostruzione della
storia biologica e geochimica del pianeta.
39 Per costruire lo schema ci si può riferire alla mappa per il ripasso visivo di pagina 113. Le rocce sedimentarie si possono dividere, in base al principale processo che ha determinato l’accumulo del
materiale che le costituisce, in rocce terrigene (o
detritiche), chimiche e organogene. Ulteriori suddivisioni, all’interno di questi gruppi, riguardano
aspetti fisici e chimici di natura più specifica dell’intero processo di formazione.
40 La forma dei granuli di una roccia terrigena fornisce informazioni sulla tessitura della roccia
madre, sulla resistenza all’usura dei granuli, sul
tipo di trasporto subìto dal materiale e sul meccanismo di deposito, sulla durata del trasporto.
41 Per convenzione, quando la percentuale di
quarzo è inferiore al 95%, le arenarie sono
dette litareniti, se nella parte restante prevalgono i frammenti rocciosi, e arcose, se nella
restante parte prevalgono i feldspati, come nel
caso in esame. A causa dell’elevata percentuale di quarzo, questa roccia va posta nella parte
alta dell’area delle arcose.
42 I resti dei vegetali intrappolati nel suolo formano la torba. In seguito, lo strato di torba è ricoperto da spessori di altri sedimenti e subisce un
lento processo di diagenesi e fossilizzazione
che lo trasforma, in fasi successive, in lignite,
litantrace e antracite.
43 Le ghiaie di origine continentale si depositano in
genere molto prima che le acque di trasporto
giungano al mare. Le ghiaie di origine marina invece si formano e si depositano lungo le coste.
Tutto questo a causa delle notevoli dimensioni
dei granuli, che richiedono acque con grande capacità di trasporto e forti pendenze per essere trasferiti a distanza. I fanghi, al contrario delle
ghiaie, sono formati da finissime particelle che
tendono a depositarsi solo in zone costiere con
minima turbolenza delle acque e nelle zone di
mare profondo, perché trasportate al largo in sospensione o attraverso il vento.
44 I carbonati accresciuti in situ sono quelli che
non hanno subìto alcun trasporto, risultano ancorati al substrato e subiscono litificazione nel
corso del processo stesso che li genera. Se ne riconoscono tre tipi: 1) le scogliere coralline dei
mari tropicali, frutto dell’attività vitale di coralli
e alghe rosse; 2) le stromatoliti prodotte da alghe
cianoficee; 3) i travertini, le stalattiti e le stalagmiti, prodotti per precipitazione chimica di carbonato di calcio da acque sature.
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capitolo
5
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
63
capitolo
5
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
45 I viventi favoriscono la degradazione delle rocce con la loro attività, con i prodotti del proprio metabolismo o decomponendosi dopo la
morte. Le piante con le loro radici operano
un’azione di disgregazione fisica e di alterazione chimica. Animali, muschi, licheni e batteri
contribuiscono alla degradazione allargando
fenditure, rimuovendo frammenti rocciosi, secernendo acidi organici, nutrendosi, come nel
caso di alcuni microbi, dei minerali di rocce
poste fino a qualche kilometro di profondità
nella crosta terrestre.
46 Il calcare è una roccia carbonatica composta per
almeno il 50% da carbonato di calcio. Esso può
avere origine per deposizione meccanica di grani detritici derivati da rocce carbonatiche; in
questo caso ha le caratteristiche delle rocce detritiche. Un calcare ha origine chimica se deriva
dall’accumulo di carbonato di calcio per precipitazione diretta di questo sale da acque sature.
Se il carbonato di calcio è invece il prodotto
dell’attività di organismi marini, come coralli o
molluschi, il calcare è di origine organogena.
47 Le evaporiti sono depositi salini che si formano
per precipitazione diretta da acque sature, a
causa di un’intensa evaporazione. Depositi evaporitici possono accumularsi in acque marine
marginali, in mari poco profondi o in acque interne a continenti, in cui si raccolgono sali provenienti dalla dissoluzione delle rocce e dei terreni circostanti. Il clima, in ogni caso, deve essere arido o semiarido.
Esercizi
48 Feldspati (F) = 10% (tracciare, passando per il
punto X, la parallela al lato opposto a F e leggere il valore sulla freccia verde).
Frammenti di roccia (R) = 20% (tracciare, passando per il punto X, la parallela al lato opposto a R e leggere il valore sulla freccia blu).
Quarzo (Q) = 70% (tracciare, passando per il
punto X, la parallela al lato opposto a Q e leggere il valore sulla freccia rossa).
49
figura in alto a sinistra
C) calcare oolitico
D) arenaria quarzosa ben classata
Roccia carbonatica formata da ooliti con nuclei, talvolta allungati, ricoperti da strati concentrici ai quali è sovrapposta una struttura radiale; esternamente
è presente un rivestimento di cristalli granulari.
Granuli arrotondati con contatti abbondanti, ma
non completi per la presenza di interstizi.
figura in basso a sinistra
64
figura in alto a destra
figura in basso a destra
B) calcare con microfossili planctonici
A) calcare bioclastico
Roccia carbonatica organogena formata da tipi diversi di foraminiferi con matrice micritica.
Roccia carbonatica organogena costituita essenzialmente da gusci di lamellibranchi pelagici associati
a piccoli granuli in matrice micritica.
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fluidi interstiziali. Come risultato, la porosità
del sedimento si riduce. Il grado di compattazione è controllato da fattori come la forma
dei grani, la classazione, la porosità originale
e la quantità di fluido presente nei pori.
Quando la pressione è concentrata nel punto
di contatto tra due granuli si verifica il processo della dissoluzione da pressione. Ciò
causa dissoluzione e successivo allontanamento di ioni o molecole dalla zona di contatto verso un’area di pressione più bassa,
dove la fase disciolta può riprecipitare. La cementazione è il processo nel quale i precipitati chimici, sotto forma di nuovi cristalli, si
dispongono nei pori del sedimento o della
roccia, legando fra di loro i clasti. La dissoluzione da pressione produce localmente cemento derivato, ma molti cementi consistono
in nuovi minerali precedentemente in soluzione nella fase fluida. La cementazione riduce la porosità, col riempimento degli interstizi presenti tra le particelle.
50
a Sono presenti diversi piani di stratificazione e
infatti questa è la caratteristica più distinguibile delle rocce sedimentarie.
b In una successione normale le rocce che stanno sotto si sono depositate sotto forma di sedimento prima di quelle che stanno sopra.
c La rottura di pendenza dell’affioramento indica la presenza di rocce che oppongono diversa
resistenza all’erosione: le rocce più dure (A)
determinano un salto con pareti ripide, mentre
le rocce tenere (B) formano pendii poco inclinati. Generalmente le arenarie (contrassegnate
con la lettera A), rispetto alle argille (contrassegnato con la lettera B), sono più resistenti ai
processi di degradazione e all’erosione.
d Il processo fisico, chimico o biologico, che
trasforma il sedimento in una roccia sedimentaria attraverso modificazioni mineralogiche
e/o strutturali prende il nome di diagenesi.
La diagenesi avviene quando la mineralogia
della roccia diventa instabile, come risultato
di cambiamenti nelle condizioni fisiche o nel
chimismo. Solitamente l’instabilità si verifica
al contatto tra clasti e negli spazi tra i granuli. I cambiamenti di pressione e temperatura
determinano la comparsa di nuovi minerali o
la modifica di minerali preesistenti per l’adattarsi del sedimento (o della roccia) a nuove
condizioni di equilibrio. I principali processi
diagenetici sono: compattazione, ricristallizzazione, dissoluzione, cementazione, autogenesi, sostituzione, bioturbazione. Nella figura
sono evidenziati la compattazione, il contatto
tra grani e l’espulsione dei fluidi. La compattazione è il processo attraverso il quale il volume del sedimento si riduce per compressione dei clasti. Il peso dei sedimenti soprastanti e delle rocce causano una riorganizzazione
del packing delle particelle e l’espulsione dei
51
a Attorno a un nucleo centrale, costituito da una
particella di qualsiasi natura (clasti, frammenti
di gusci, ecc.) i cristalli di calcite si depositano
avvolgendosi radialmente; questi corpi rivestiti si formano in acque calde e agitate dove subiscono un continuo rotolamento.
b Perché è formato da frammenti rivestiti (per
precipitazione chimica in ambiente idrico) da
straterelli concentrici di carbonato di calcio tenuti assieme da cemento. Si tratta quindi di una
roccia carbonatica di precipitazione chimica.
c Durante la diagenesi il cemento, costituito da
sali che precipitano sotto forma di microcristalli di calcite (spatite) dalle soluzioni che
circolano nei pori del sedimento, lega tra di
loro gli ooliti.
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capitolo
5
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
65
capitolo
6
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 6
La dinamica dei processi sedimentari e la stratigrafia fisica
PROVE DI VERIFICA
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
1 Il termine «successione stratigrafica» si riferisce
nome
a
…………………………………………………………
b
c
cognome
c
d
a:
un insieme verticale di strati ordinati
temporalmente;
una sequenza omogenea di strati;
il regolare e tranquillo deposito di particelle
terrigene;
una pila di strati che esprimono l’ambiente in
cui si sono formati.
2 Scegli l’affermazione corretta:
a
b
d
un flusso gravitativo può provocare la
formazione di laminazioni parallele;
i flussi trattivi sono movimenti delle particelle
sedimentarie dovuti a correnti di fluidi;
le correnti di torbida raramente superano i 10
km/h;
la progradazione è il riempimento di un bacino
marino ad opera dei sedimenti caduti dall’alto.
………………………………………………………………………
3 La stratificazioni incrociata:
a
b
c
d
è caratterizzata da strati di notevole spessore a
forma di X;
è tipica di molte argilliti;
consiste in straterelli di piccolo spessore
inclinati rispetto allo strato orizzontale;
presenta in ciascuno strato una diminuzione
graduale dei granuli dal basso verso l’alto.
4 Le variazioni eustatiche più significative sono
classe
a
b
………………………………
c
d
dovute a:
cambiamenti di volume dei ghiacci marini;
cambiamenti di volume dei ghiacci
continentali;
precipitazioni piovose e nevose;
bradisismi o subsidenza.
7 Il cambiamento laterale nello spazio da un
a
c
tipo di facies a un altro è detto:
variazione;
b eteropia;
fluttuazione;
d eustatismo.
8 Un ambiente alluvionale è caratterizzato da:
a
b
c
d
deposizione di materiale fine;
influenza di organismi e sedimentazione
terrigena o carbonatica;
trasporto per gravità di materiale clastico;
erosione, trasporto e sedimentazione dovuti
all'azione delle acque correnti.
9 Un dei comuni ambienti deposizionali marini è
a
c
quello:
litorale;
di piattaforma;
b di piana di marea;
d alluvionale.
10 Un ambiente deltizio:
a
b
c
d
ha i sedimenti che si distribuiscono in base
alla dimensione dei granuli;
è interessato da profondi canyon;
è sede di conoidi torbiditici;
è privo di strati di materiale organico.
11 L’ambiente litorale (scegli l’affermazione errata):
a
b
c
d
è costituito da spiagge sabbiose e dalle dune
retrostanti;
presenta laminazioni sulla sabbia della spiaggia;
è suddiviso in vari subambienti;
è tipico delle coste alte.
12 Nell’ambiente di scarpata continentale:
a
b
c
d
il materiale clastico vi scorre originando
correnti di torbida;
si trovano depositi di fanghi a radiolari e a
globigerine;
si depositano strati di materiale organico;
vengono trascinate verso il basso sabbie che
si accumulano in dune subacquee.
5 Durante una regressione marina:
a
b
c
data
d
il mare avanza e la linea di costa arretra;
si formano laminazioni parallele;
strati di sabbia sedimentano sopra a strati di
argilla;
i depositi litorali e marini migrano verso terra.
13 L’ambiente di piana abissale:
a
…………………………………………
b
c
d
6 Quando il mare avanza sopra il continente:
a
b
c
d
i materiali fini si depositano sopra a quelli
grossolani;
si può trovare uno strato di arenaria sopra a uno
di argillite;
si completa un ciclo sedimentario;
si parla di fluttuazione eustatica negativa.
14 Scegli a quale ambiente si riferiscono le seguen-
a
b
66
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è caratterizzato da depositi di fanghi a radiolari
e a globigerine;
presenta laminazioni sulla sabbia del fondale;
è zona di accumulo di conoidi sabbiosi;
è soggetto prevalentemente a trasporto per
gravità del materiale clastico.
ti caratteristiche «interessato da intenso moto
ondoso e spesso da forti correnti; ricoperto da
fango o da sedimenti grossolani relitti; presenza
di barriere coralline nei climi tropicali»:
di piattaforma;
di margine di piattaforma;
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
di scarpata continentale;
di piana abissale.
a
b
c
d
ambiente alluvionale – agente di trasporto/deposizione «onde» – sedimenti «sabbia e fango»;
ambiente di piattaforma – agente di trasporto/deposizione «onde e correnti» – sedimenti «ghiaia
e sabbia»;
ambiente glaciale – agente di trasporto/deposizione «ghiaccio» – sedimenti «ghiaia, sabbia e
fango»;
ambiente eolico – agente di trasporto/deposizione «vento» – sedimenti «ghiaia e sabbia».
Successione di strati arenacei e argillosi
che si sono depositati in aree attive dal punto
di vista tettonico:
…………………………………………………………
≠
Ritiro delle acque marine dalla terraferma:
…………………………………………………………
Æ
Microrganismi planctonici con scheletro
calcareo:
…………………………………………
¨
15 Scegli il completamento corretto:
…………………………………………………………
16 Materiale ben selezionato dal punto di vista
c
d
…………………………………………………………
∞
data
b
Sedimenti di mare profondo con scarsi apporti
terrigeni:
Fluttuazioni delle variazioni globali del livello
del mare:
………………………………
a
Ø
granulometrico indica:
l’assenza di acqua liquida durante la
sedimentazione;
l’azione del vento come agente principale
di trasporto;
la presenza di intenso moto ondoso;
un prolungato trasporto del sedimento.
…………………………………………………………
Esercizio
classe
18 Torbiditi
b
Ipotizzando che tutti i materiali depositati abbiano avuto la stessa origine,
associa ciascuna sezione a un numero da 1 a 6 che ne indica la posizione relativa, procedendo dall’esterno (margine continentale, zona di origine delle
torbiditi) verso l’interno (fondo) del bacino, completando la tabella in calce.
Spiega perché uno strato torbiditico esteso presenta all’interno di un bacino
variazioni di spessore e granulometria.
………………………………………………………………………
La figura qui sotto rappresenta alcune sequenze di flysch, alternanze di conglomerati, arenarie più o meno grossolane e peliti, che si sono depositate in
un bacino marino per correnti di torbida.
Osserva le sei sequenze e rispondi.
a
1
2
…………………………………………………………
cognome
3
4
5
B
C
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D
E
nome
6
A
Prove di verifica
17 Completa le definizioni:
DIDATTICA
SU MISURA
c
d
capitolo
6
F
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67
capitolo
6
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Domande a risposta aperta
19 Spiega che cosa si intende per facies sedimentaria e da quali caratteristiche degli strati è definita.
Aggiungi anche che cosa è l'eteropia di facies.
nome
…………………………………………………………
cognome
………………………………………………………………………
20 In una sequenza ordinata di strati troviamo rocce marine costiere alternate a strati contenenti fossili
di molluschi lamellibranchi, caratteristici di acque salmastre con salinità inferiore al 15‰, cioè meno
della metà di quella delle acque marine. Quale interpretazione puoi dare della successione descritta?
classe
………………………………
data
…………………………………………
68
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RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Risposte alle domande a scelta multipla
1 A; 12 B; 13 C; 14 B; 15 C; 16 A; 17 B; 18 D;
9 C; 10 A; 11 D; 12 A; 13 A; 14 B; 15 C; 16 D.
Completa le definizioni
17
¨ Flysch;
Ø Pelagici;
≠ Regressione;
∞ Eustatiche.
Æ Globigerine;
no spandersi su grandi distanze nella piana sottomarina; si nota sempre, comunque, in modo
più o meno evidente, anche una distribuzione
verticale della granulometria (gradazione). Col
diminuire dell’energia lo strato torbiditico assume in pianta una forma a ventaglio e in sezione, parallelamente alla corrente, una forma a
cuneo, mentre la granulometria diminuisce verso l’alto e verso l’esterno.
capitolo
6
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DELLA GUIDA
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Domande a risposta aperta
18 Soluzione dell’esercizio «Torbiditi»
a Vedi tabella in basso.
1
2
3
4
5
6
C
E
D
A
B
F
19 La facies è l’insieme dei caratteri litologici e
paleontologici che individuano una roccia sedimentaria e ne esprimono l’ambiente di formazione: riconoscere una determinata facies
significa identificare l’ambiente fisico in cui la
roccia si è formata. A definire una facies contribuiscono i seguenti elementi: il tipo litologico, la forma e lo spessore degli strati, le
strutture sedimentarie derivanti dal tipo di
trasporto e di deposizione, i fossili presenti. Il
cambiamento laterale nello spazio da un tipo
di facies a un altro è detto eteropia di facies.
b Le correnti torbide hanno origine da fenomeni
gravitativi subacquei che interessano sedimenti
accumulati sul margine della piattaforma continentale o convogliati in canyon sottomarini
dalle foci dei fiumi. Quando le correnti di torbida raggiungono il piede della scarpata e il rialzo continentale, meno inclinato, il flusso rallenta e parte dei sedimenti più grossolani inizia
a depositarsi, mentre i materiali più fini raggiungono il fondo del bacino, si espandono e si
arrestano. Con il diminuire della pendenza in
corrispondenza del piede della scarpata continentale, le correnti perdono progressivamente
velocità e capacità di carico, deponendo gradualmente i sedimenti: i sedimenti più grossolani (ghiaia e sabbia grossolana) si depositano
nelle parti più prossime alla scarpata mentre le
frazioni più fini (sabbia fine, silt, argilla) posso-
20 La particolare alternanza di strati formati in
ambiente marino costiero e strati con molluschi
indicatori di una facies salmastra fa ritenere
che l’area esaminata abbia subìto ripetute fasi
di ritiro delle acque marine, con conseguente
formazione di una laguna costiera, alimentata
da piogge o a contatto di acque dolci che avrebbero provocato una riduzione significativa della salinità delle acque. I molluschi bivalvi in
grado di sopportare una salinità inferiore al
20‰ si sarebbero diffusi nell’ambiente lagunare
meno salato durante i periodi di regressione
marina e sarebbero scomparsi in occasione della successiva trasgressione.
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69
capitolo
6
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
Lezione 14 – Mettiamoci alla prova – p. 119
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.2
Cfr. PER SAPERNE DI PIÙ p. 119
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.2
Cfr. PER SAPERNE DI PIÙ p. 119
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.2
Cfr. PER SAPERNE DI PIÙ p. 119
Lezione 16 – Mettiamoci alla prova – p. 129
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.8
Cfr. figura 6.23
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.8
Lezione 15 – Mettiamoci alla prova – p. 120
13
14
15
16
17
18
19
70
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.3
Cfr. figura 6.9 B
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 6.4
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Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
A, B, C;
A, B, C;
A, C, D;
A, B, D;
A, B, C;
A, B, C;
A, C;
A, B;
A, C;
A, B;
A;
A, D;
A;
B, C;
D;
B.
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Quesiti
17 L’acqua che scorre su un fondo sabbioso, a
seconda della velocità con cui si muove, dà
origine a diverse strutture caratteristiche. Se
la velocità è bassa si formano piccole increspature, le crespe, costituite da straterelli
obliqui detti lamine, inclinati nel senso della
corrente. Se la velocità aumenta si ha la formazione di dune, ondulazioni più grandi in
cui è più evidente la stratificazione obliqua
delle lamine. Un ulteriore aumento della velocità elimina le ondulazioni e genera un fondo piatto caratterizzato da fitte lamine orizzontali.
18 Nei fondi sabbiosi le lamine inclinate delle
crespe e delle dune creano una stratificazione
incrociata che molto spesso è osservabile nelle
arenarie, cioè nelle rocce che si formano per
diagenesi delle sabbie.
19 Durante la massima espansione glaciale del
Quaternario, si verificò una fluttuazione eustatica negativa e il livello del mare si abbassò di
circa 120 m rispetto alla situazione attuale.
20 La facies è rappresentata da un gruppo di strati
che sono il risultato di specifici processi e
meccanismi di deposizione. La facies viene
definita in base alle seguenti caratteristiche
degli strati: 1) tipo litologico; 2) forma e spessore; 3) strutture sedimentarie derivanti dal
tipo di trasporto e di deposizione; 4) fossili
presenti.
21 Sono dette eteropiche due facies coeve ma diverse, che si affiancano lateralmente.
22 In generale sono gli ambienti marini a risentire
di più dell’attività degli organismi. Fra questi,
in particolare l’ambiente di piattaforma che,
essendo caratterizzato da acque basse e illuminate, presenta una grande varietà di forme di
vita, le quali contribuiscono all’accumulo e
alla trasformazione dei sedimenti, ma anche
alla costruzione delle rocce stesse.
23 Sulle terre emerse i quattro fondamentali ambienti di sedimentazione sono: l’alluvionale, il
lacustre, il glaciale e il desertico.
24 L’espressione più tipica dell’ambiente alluvionale è una grande pianura percorsa da un fiume che, nelle zone più depresse, assume andamento meandriforme. In questo ambiente continentale l’erosione, il trasporto e la sedimentazione sono legati all’azione delle acque superficiali.
25 Esistono due tipi fondamentali di meccanismi
di trasporto dei sedimenti: 1) i flussi trattivi,
in cui vi è trasferimento delle singole particelle sul fondo per opera di correnti di fluidi
come l’acqua e il vento; 2) i flussi gravitativi,
Idee per insegnare le Scienze della Terra con
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26
27
28
29
30
in cui il trasferimento è massivo ed è generato
direttamente dalla gravità. Un caso particolare
è quello delle correnti di torbida, masse d’acqua contenenti in sospensione detriti, che
scendono per gravità lungo pendii sottomarini.
Il vento è un agente di trasporto molto selettivo, in grado di trasferire a grandissima distanza particelle fini come quelle siltose. Gli accumuli di queste particelle nelle aree sottovento,
poste al margine delle zone aride e desertiche,
prendono il nome di loess.
Gli ambienti di transizione o costieri occupano una posizione intermedia tra quelli continentali e quelli marini; la loro principale caratteristica è di essere invasi periodicamente
dall’acqua marina e di essere quindi dominati
dall’azione delle onde, delle maree e delle
correnti costiere. Gli ambienti di transizione
comprendono: 1) ambienti deltizi, dove i corsi d’acqua introducono sedimenti terrigeni,
spesso ricchi di detriti vegetali, che si distribuiscono in base alle dimensioni dei granuli;
2) ambienti di piana di marea, dove vaste
zone ricoperte di fanghi (terrigeni o carbonatici) sono attraversate da canali meandriformi
scavati dalle correnti di marea, nei quali si
accumulano sabbie, e i processi biologici determinano la formazione di estesi tappeti algali; 3) ambienti litorali, tipici delle coste
basse, dove si possono distinguere subambienti dominati dalle onde (retrospiaggia, battigia, zona intertidale, ecc.) associati a fasce
di dune modellate dal vento.
Mont-Saint-Michel si trova in una piana di
marea, ossia in una pianura costiera che viene
invasa dall’alta marea e viene lasciata scoperta
dalla bassa marea.
A differenza dell’ambiente di piattaforma,
dove le onde e le correnti sono di debole intensità, l’ambiente di margine di piattaforma è
sottoposto all’azione di onde di tempesta e di
correnti di varia origine che, agitando il fondo
marino, tendono a formare barre sommerse di
materiale detritico. Nelle zone tropicali l’ambiente di margine di piattaforma comprende
barriere coralline e barre di sabbie oolitiche e
bioclastiche.
L’ambiente alluvionale più tipico è una pianura percorsa da un fiume che nella sua parte
più rilevata ha carattere torrentizio, mentre
nelle zone più depresse, vicine al mare, assume andamento meandriforme; la piana alluvionale è inondata dal fiume quando straripa. I
sedimenti deposti sono più grossolani a monte
e più fini verso la foce, a causa della riduzione
progressiva della capacità di trasporto delle
acque.
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capitolo
6
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
71
capitolo
6
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Verifica le abilità
Quesiti
31 No, infatti l’accumulo dei sedimenti in un bacino avviene per apporto in senso laterale
(progradazione) anche se il risultato è la formazione di strati orizzontali. Solo i sedimenti
pelagici presenti nelle parti centrali degli
oceani si accumulano per caduta unicamente
verticale di polveri e resti di organismi planctonici. Nella maggior parte dei casi i sedimenti
si collocano orizzontalmente o quasi gli uni
sopra gli altri generando una stratificazione
piano-parallela. Questo si verifica sia in ambiente di deposito tranquillo nel quale i detriti
sedimentano per caduta verticale, sia nei bacini marini profondi dove i depositi hanno carattere di flysch.
32 In base al concetto di progradazione o accrezione frontale, gli accumuli dei granuli detritici avvengono non per caduta verticale, ma per
progressiva avanzata dei materiali dai margini
verso il centro di un bacino marino. Questa
idea è la base fondamentale per interpretare la
dinamica dei processi stratigrafici. La stratificazione si sviluppa lungo superfici inclinate
rispetto all’orizzontale, nel senso di avanzamento del sistema di deposito (delta, spiagge).
In una successione di strati il fenomeno è rappresentato da una tipica sequenza di progradazione (sequenza litorale o deltizia regressiva).
33 Lo studio delle successioni stratigrafiche e il
loro confronto ha permesso di individuare alcuni principi interpretativi che sono utilizzati
per mettere in relazione fra di loro sequenze
stratigrafiche, datare rocce e arrivare a ricostruire gli eventi fisici e biologici avvenuti nel
corso della storia della Terra.
34 La facies è l’insieme delle caratteristiche litologiche e paleontologiche di una roccia sedimentaria, che derivano dall’ambiente in cui è
avvenuta la sedimentazione. Una facies è definita in base ad alcuni parametri ricavabili dall’esame dello strato o del gruppo di strati che
la rappresentano; essi sono: 1) il tipo litologico; 2) la forma e lo spessore degli strati; 3) le
strutture sedimentarie prodotte dal tipo di trasporto e di deposizione; 4) i fossili presenti.
35 Una facies può migrare nello spazio e nel tempo: il suo spostamento è determinato dalle variazioni di tutti i fattori fisici che ne determinano l’esistenza. Per esempio, nelle aree marine la sedimentazione avviene secondo una natura ciclica legata alle oscillazioni del livello
del mare. In uno stesso luogo è quindi possibile il ripetersi nel tempo delle medesime associazioni di facies che indicano il reiterarsi dei
processi e degli ambienti deposizionali.
36 I materiali sedimentati lungo i margini continentali creano accumuli instabili, soggetti a
smottamenti e a frane sottomarine; nel corso
di questi eventi, l’acqua incorporata nei sedi-
72
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38
39
40
41
menti causa movimenti di massa che col tempo si trasformano in correnti vere e proprie,
dette correnti di torbida. I sedimenti, trasferiti ai piedi della scarpata continentale e sul
fondo del bacino, sono quindi il frutto di una
risedimentazione dei materiali deposti sulla
piattaforma in ambiente marino profondo. Caratteristica della risedimentazione gravitativa
è la variazione granulometrica verticale (gradazione), presente quasi sempre negli strati
torbiditici, con granuli grossolani nella parte
basale ricoperti verso l’alto dalla decantazione di sabbia finissima e peliti.
Le variazioni locali della linea di costa possono dipendere, oltre che dalle fluttuazioni eustatiche, anche da altri fattori, come la subsidenza o il sollevamento della costa, la consistenza dell’apporto sedimentario fluviale e i
movimenti del mare che ostacolano o favoriscono la sedimentazione lungo i litorali. È così
possibile che nello stesso periodo una determinata regione sia invasa dal mare, mentre
una regione adiacente sia in fase di emersione.
Le sabbie delle dune si accumulano in ambiente continentale (desertico) o di transizione (litorale), mentre le sabbie a increspature
testimoniano un ambiente marino poco profondo. Se in una sequenza verticale di facies,
le sabbie a increspature stanno sopra alle sabbie delle dune, se ne deduce che l’area, prima emersa, è stata invasa dal mare, quindi si
è verificata una trasgressione.
Le fluttuazioni eustatiche sono variazioni globali del livello del mare provocate o da variazioni del volume totale dell’acqua presente nei
bacini marini o da variazioni della capacità volumetrica dei bacini marini. Nel primo caso sono da collegare all’aumento o alla riduzione delle coperture glaciali e il loro studio permette di
ricostruire l’andamento del clima terrestre; nel
secondo caso vanno collegate a fenomeni geologici di grande rilievo che modificano la geometria di un bacino, come l’emissione di ingenti quantità di lava sottomarina, dilatazione o
contrazione termica della crosta oceanica o la
caduta in mare di grandi meteoriti.
I bacini acquatici chiusi, come i laghi e gli stagni, sono destinati in tempi relativamente brevi a colmarsi di sedimenti. L’interramento a
cui sono destinati è la conseguenza dell’apporto di detriti da parte delle acque superficiali e
dell’accumulo di resti vegetali.
Trasgressioni e regressioni marine, modificando in modo graduale la distribuzione degli ambienti sedimentari, determinano variazioni
graduali della distribuzione orizzontale e verticale dei sedimenti. Così, ad esempio, se si
valutano gli effetti di una regressione marina
in un ambiente litorale, si può osservare che la
sequenza verticale delle facies, a partire dall’alto, coincide con la migrazione delle facies
dalla spiaggia verso il mare.
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
Esercizi
42
a La sequenza degli strati rappresenta diverse
zone di un ambiente di scogliera.
b Lo strato intermedio rappresenta una scogliera, un corpo lentiforme o cupolare, un alto
strutturale, resistente alle onde, composto di
scheletri di organismi costruttori in posizione
fisiologica e da alghe incrostanti, cementato
per via organica. Le condizioni di formazione
delle scogliere sono varie, ma la maggior parte
di queste si trova in acque calde, limpide e
poco profonde.
c Le dolomie sono quasi sempre il prodotto dell’alterazione diagenetica di sedimenti carbonatici e di calcari. Il processo della dolomitizzazione consiste fondamentalmente in una parziale sostituzione degli atomi di calcio con
quelli di magnesio e si attuerebbe mediante
dissoluzione del carbonato di calcio e contemporanea precipitazione di dolomite a partire
da una soluzione acquosa con elevato rapporto
Mg/Ca che fluisca per lungo tempo attraverso
il sedimento. Nell’ambiente di piattaforma carbonatica scogliere, banchi o barre litorali possono racchiudere lagune interne dove, se il clima è arido, si concentrano per forte evaporazione dense soluzioni saline che ristagnano e
tendono a percolare attraverso i sedimenti dolomitizzandoli.
43
a Si tratta di un ambiente di margine di piattaforma.
b Per piattaforma carbonatica s’intende una zona
di mare poco profondo, ampia e piatta, nella
quale si depositano carbonati prevalentemente
di origine biotica, derivati dall'accumulo di
parti dure di organismi a scheletro calcareo
oppure dalla precipitazione di carbonato indotta dall'attività di organismi viventi. Per barriera corallina s’intende, invece, una fascia
marginale esterna della piattaforma, costituita
sia da banchi, barre e secche di detriti organogeni e sabbie oolitiche sottoposte all’azione
delle onde sia da scogliere organogene biocostruite, che separa una zona profonda di scarpata da un’area protetta a circolazione ristretta
(laguna).
c Questo ambiente è caratterizzato da una elevata produzione di materiale carbonatico, formatosi nel luogo stesso della sedimentazione o in
aree adiacenti, di origine prevalentemente biogenica. La produzione di carbonato può derivare sia dall'accumulo di parti dure di organismi a scheletro calcareo (coralli, alghe calcaree, bivalvi, serpulidi, poriferi, briozoi, ecc.)
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d
sia dalla precipitazione di carbonato, indotta
dall'attività di cianobatteri. Mentre in altri ambienti i sedimenti si accumulano in modo passivo sotto l’azione degli agenti atmosferici, i
depositi carbonatici di piattaforma, essendo
strettamente legati all'attività biologica, crescono in modo attivo. La comunità degli organismi viventi è intimamente interconnessa con
l'ambiente sedimentario ed è parte attiva nella
formazione della piattaforma. Gli scienziati
hanno creato il termine factory (fabbrica) per
definire l'insieme dell’ambiente sedimentario,
della comunità biologica e dei processi di precipitazione che producono una piattaforma
carbonatica. Le piattaforme carbonatiche più
comuni sono quelle del clima tropico-equatoriale (tropical factory); esse si sviluppano in
acque calde (t° > 20 °C), illuminate e pulite, ad
alto tenore di ossigeno e a basso contenuto di
nutrienti tipiche della fascia intertropicale.
Vedi tabella qui sotto.
1
2
3
4
5
6
B
A
C
E
D
F
capitolo
6
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
44
a La successione rappresenta una fase trasgressivo-regressiva, cioè la migrazione dapprima
verso terra e successivamente verso il largo di
una linea di costa.
b La fase trasgressiva è rappresentata da sedimenti di mare aperto sovrapposti a depositi di
mare più basso, a loro volta impilati su depositi litorali poggianti su sedimenti alluvionali;
viceversa per la fase regressiva. Le aree deposizionali interessate sono quindi quella continentale, di transizione, marina di piattaforma
e di bacino profondo.
c Sì, c’è specularità tra i tipi di depositi della
successione: conglomerato di base-arenarie-argille e torbiditi-arenarie-conglomerato di chiusura.
d No. I sedimenti alla base che simboleggiano la
fase trasgressiva hanno spessori inferiori a
quelli di fine ciclo che rappresentano le stesse
facies.
e Fenomeni eustatici o movimenti tettonici a
scala regionale.
f Un ciclo sedimentario è il risultato di una fase
di sedimentazione trasgressivo-regressiva.
Questions
45 Risposta aperta dello studente.
46 Risposta aperta dello studente.
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73
capitolo
7
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 7
Processo metamorfico e rocce metamorfiche
PROVE DI VERIFICA
nome
…………………………………………………………
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
6 Il quarzo non fornisce alcuna indicazione sul grado
a
1 Il metamorfismo di contatto dipende:
cognome
a
b
c
d
sia dalla temperatura sia dalla pressione;
dalla pressione da carico;
dalla pressione orientata;
dall’azione prevalente della temperatura.
b
c
d
metamorfico perché:
è un minerale sempre presente nelle rocce
derivate dalle argilliti;
è un minerale poco stabile;
è presente quasi esclusivamente nelle rocce
mafiche;
si forma in un intervallo troppo ristretto di
temperatura e pressione.
………………………………………………………………………
2 Sono rocce di alto grado metamorfico:
a
b
c
d
granuliti;
zeoliti;
anfiboliti;
scisti blu.
3 Una facies metamorfica:
a
b
c
classe
d
è un tipo di struttura in cui sono presenti
piani, bande o lamelle;
è costituita da rocce sottoposte alle stesse
condizioni metamorfiche;
è formata da un insieme di rocce della stessa
origine e composizione;
corrisponde a uno specifico tipo di tessitura.
………………………………
4 Gli scisti verdi:
a
b
c
d
presentano un alto grado metamorfico;
si formano a una temperatura compresa tra
250 e 350 °C;
sono caratterizzati dalla presenza di clorite;
sono tipici del metamorfismo di contatto.
data
5 Un minerale indice permette di:
…………………………………………
a
b
c
d
74
costruire una serie metamorfica;
stabilire le condizioni in cui è avvenuto il
processo metamorfico;
riconoscere il tipo di struttura di una roccia
metamorfica;
individuare la composizione mineralogica
della roccia originaria.
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7 Se una argillite è sottoposta ad aumento di
a
b
c
d
temperatura e di pressione, la sequenza di
cambiamenti che si verifica è:
argillite → scisto → fillade → ardesia → gneiss;
argillite → ardesia → fillade → scisto → gneiss;
argillite → gneiss → fillade → ardesia → scisto;
argillite → gneiss → fillade → scisto → ardesia.
8 La struttura occhiadina è caratterizzata da:
a
b
c
d
grossi cristalli immersi in una pasta
microcristallina;
bande scistose alternate a bande con cristalli
non orientati;
minerali senza orientamento preferenziale;
frantumazione dei cristalli visibile al
microscopio.
9 È una struttura non orientata:
a
b
c
d
struttura scistosa;
clivaggio;
foliazione;
struttura milonitica.
10 Tessitura scistosa, grana fine, metamorfismo
a
b
c
d
regionale caratterizzano la seguente roccia:
cornubianite;
cataclasite;
gneiss;
fillade.
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a
b
c
d
presenta un metamorfismo di basso grado;
deriva dall’arenaria;
si frattura molto facilmente secondo piani
paralleli;
si forma per metamorfismo regionale.
13 Il protolito della quarzite è:
a
b
c
d
dolomia;
arenaria;
argillite;
granito.
c
d
b
d
…………………………………………
le cornubianiti derivano dal metamorfismo
dei graniti;
rocce carbonatiche sottoposte a metamorfismo
regionale danno origine alle miloniti;
le rocce metamorfiche possono avere struttura
occhiadina, granoblastica e cataclastica;
la cianite è un buon minerale indice per le
rocce mafiche.
cognome
b
solitamente interessa l’intero corpo roccioso;
è un metamorfismo di alta pressione e di alto
grado;
comporta trasformazioni dei minerali per
trasporto di fluidi dentro o fuori le rocce;
provoca quasi sempre un cambiamento delle
tessitura originaria della roccia.
16 Scegli l’affermazione corretta:
a
c
è dovuto a compressione o frizione di masse
rocciose;
è il tipo di metamorfismo volumetricamente
meno importante;
data
15 Il metamorfismo idrotermale:
a
b
14 Il metamorfismo regionale:
a
dà origine a miloniti e a cataclasiti;
è legato a fenomeni termici e dinamici su
grande scala.
………………………………
12 L’ardesia (scegli l’affermazione errata):
c
d
classe
argilloscisto;
quarzite;
marmo;
ardesia.
………………………………………………………………………
11 Il calcare si trasforma per metamorfismo in:
a
b
c
d
¨
Ognuna di esse è caratterizzata dalla presenza di uno o più minerali tipici: …………………………………………………………
≠
Minerali che rivelano le condizioni in cui è avvenuto il processo metamorfico: …………………………………………………
Æ
Serie di rocce che hanno tratto origine da rocce carbonatiche e marne: …………………………………………………………
Ø
Struttura in cui i piani di fratturazione sono molto sottili e trasversali rispetto alla originaria
…………………………………………………………
17 Completa le definizioni:
nome
stratificazione: …………………………………………………………
∞
Metamorfismo dovuto all’azione prevalente della pressione: …………………………………………………………
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Prove di verifica
capitolo
7
DIDATTICA
SU MISURA
Le Scienze della Terra - secondo biennio
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75
capitolo
7
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
non foliate non presentano orientamenti preferenziali nella disposizione dei cristalli e hanno una struttura chiamata massiccia (detta anche granulare).
Esercizio
18 Osservazione di rocce metamorfiche
Le rocce metamorfiche sono rocce che hanno
subìto notevoli cambiamenti a causa dell’azione del calore e/o della pressione. Le immagini
qui sotto riportate raffigurano tre campioni di
rocce viste da vicino (1, 2, 3) e in sezione sottile (X, Y, Z). Esse sono:
1) il marmo;
2) l’ardesia;
3) l’anfibolite.
Tieni presente che una classificazione di scuola anglosassone suddivide le rocce metamorfiche in due tipi: «foliate» e «non foliate». Sono
dette foliate le rocce che presentano piani paralleli, così da suddividere la loro struttura in
foliata, scistosa, gneissica (o zonata); le rocce
a
b
c
d
e
f
Per i punti a b c d compila la tabella in
basso.
Descrivi brevemente il loro aspetto.
Assegna un nome alla loro struttura, scegliendo tra i termini sopra riportati.
Collega l’immagine vista da vicino con la corrispondente sezione sottile.
Qual è il tipo di metamorfismo che può averle
originate?
Quale di queste rocce ha subìto il cambiamento minore?
Quali indizi mostrano che due di queste rocce
hanno subìto un cambiamento a causa della
pressione?
1 – MARMO
2 – ARDESIA
3 – ANFIBOLITE
X
Y
Z
Nome della
roccia
1
MARMO
2
ARDESIA
3
ANFIBOLITE
a aspetto
b struttura
c sezione sottile
d metamorfismo
76
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capitolo
7
Domande a risposta aperta
Prove di verifica
………………………………………………………………………
classe
………………………………
data
…………………………………………
DIDATTICA
SU MISURA
19 Descrivi le caratteristiche e l’origine delle seguenti rocce: ardesia, quarzite, calcescisto.
20 Spiega in base a che cosa le rocce metamorfiche possono essere classificate anche in «foliate» e «non
nome
…………………………………………………………
cognome
foliate», quali caratteristiche presentano rispettivamente, facendo anche qualche esempio.
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77
capitolo
7
Le Scienze della Terra - secondo biennio
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RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Risposte alle domande a scelta multipla
1 D;
2 A;
3 B;
4 C;
5 B;
6 A; 7 B;
8 A;
9 D;
10 D;
11 C;
12 B;
13 B;
14 D;
15 C;
16 C.
Completa le definizioni
17
¨
≠
Æ
Ø
∞
Facies metamorfica;
Minerali indice;
Calcescisti;
Clivaggio;
Cataclastico.
18 Soluzione dell’esercizio «Osservazione di rocce metamorfiche»
a b c d Vedi tabella qui sotto.
e L’ardesia.
f La scistosità presente sia nell’ardesia sia nell’anfibolite.
2
ARDESIA
3
ANFIBOLITE
Colore nero uniforme. Non sono
visibili minerali a occhio nudo.
Lamelle parallele sottili e
clivaggio molto evidente.
Colorazione a bande con strati
alternati di minerali chiari e
scuri.
Massiccia
Foliata
Gneissica (o zonata)
c sezione sottile
Y
Z
X
d metamorfismo
Regionale o di contatto
Regionale
Regionale
Nome della
roccia
a aspetto
b struttura
1
MARMO
Colore chiaro uniforme.
Assenza di lamelle o di bande
di scistosità. È evidente
l’aspetto cristallino.
Domande a risposta aperta
19 L’ardesia è una roccia metamorfica di basso grado, tipica del metamorfismo regionale, che deriva da
una argillite; essa è di colore nero ed è caratterizzata da sottili piani paralleli tra loro, perpendicolari alla direzione della pressione esercitata durante il processo della sua formazione; fa parte delle
rocce cosiddette «foliate». La quarzite è una roccia del metamorfismo regionale, che può essere di
basso, medio oppure alto grado metamorfico; essa deriva da arenarie ricche di quarzo e la sua struttura solitamente è massiccia; può essere di colori diversi, a seconda dei minerali presenti: se la
quantità di quarzo è abbondante, il suo colore è chiaro tendente al giallo. Il calcescisto si forma, per
metamorfismo regionale, da rocce carbonatiche e marne; è di colore da grigio chiaro a grigio scuro e
la sua struttura è scistosa.
20 Le rocce metamorfiche possono essere classificate in «foliate» e «non foliate» in base alla loro struttura. Le prime presentano piani con orientazione preferenziale di minerali lamellari o segregazione
di minerali di differente composizione mineralogica, da cui risulta una struttura a bande. Un tipo
particolare di foliazione è la scistosità, di solito osservabile in rocce con cristalli ben sviluppati. La
più nota è quella prodotta da orientazione preferenziale dei cristalli di mica ed è caratteristica dei
micascisti. Altre rocce foliate sono le filladi e gli gneiss. Le rocce non foliate presentano minerali
che si formano durante il processo metamorfico ma che, in assenza di sforzi di pressione orientata,
non mostrano orientazione preferenziale e non presentano piani di discontinuità; esse sono anche
dette granulari. Ne sono esempio i marmi e le quarziti.
78
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
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capitolo
7
Lezione 17 – Mettiamoci alla prova – p. 141
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.2
22
Lezione 18 – Mettiamoci alla prova – p. 145
10
11
12
13
14
15
16
16
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.5.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.5.1
Si rimanda alla nota a lato di pagina 143
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.5.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.5.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 7.5.4
23
24
Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
11 B;
14 B;
17 B, C;
10 A;
13 A, C;
16 A, C.
12 C;
15 B, C;
18 A, D;
11 A, B, C;
14 D;
13 A;
16 A, B;
19 B;
12 D;
15 B;
25
Quesiti
17 Le particelle che compongono le strutture cristalline (atomi, ioni semplici e complessi, molecole), all’aumentare della temperatura, acquistano maggiore mobilità e possono separarsi e
riaggregarsi in nuove combinazioni e strutture.
Si possono formare così nuovi minerali, mentre
lo stesso minerale può cambiare la forma (polimorfismo) e la dimensione dei propri cristalli.
18 Le rocce di bassissimo grado metamorfico presentano alcune delle caratteristiche tipiche delle rocce sedimentarie a causa delle condizioni
di formazione molto simili.
19 No. Una roccia che va incontro alla fusione genera un magma, da cui non potrà derivare che
una roccia magmatica. Un processo metamorfico, di qualsiasi grado esso sia, si attua sempre
allo stato solido.
20 La facies metamorfica degli scisti blu è tipica di
un metamorfismo dovuto a temperatura moderata e a pressione elevata.
21 Fra i minerali presenti in una roccia metamorfica, vengono considerati minerali indice solo
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26
27
28
quelli che, potendo formarsi in intervalli ristretti di pressione e temperatura, forniscono
informazioni sull’ambiente in cui si è verificata
l’ultima trasformazione metamorfica della roccia. Si può concludere che i minerali indice, a
valori di temperatura e pressione diversi da
quelli del loro ristretto intervallo di formazione, si trasformano in minerali di diversa natura.
Un’argillite che subisce un metamorfismo di
basso grado si trasforma in fillade; per un metamorfismo di medio grado diventa un micascisto e, per un metamorfismo di alto grado, uno
gneiss. Qualora si verificasse una fusione si otterrebbe un magma di tipo granitico.
Il marmo è una roccia metamorfica di natura
calcarea a struttura cristallina granulare, che si
forma prevalentemente per metamorfismo regionale a partire da rocce carbonatiche. Viene utilizzato come materiale pregiato da costruzione e
per opere scultoree. Non deve essere confuso
con alcune rocce sedimentarie che, essendo lavorabili, sono ampiamente usate in edilizia.
Le strutture orientate si formano quando le rocce, poste a una certa profondità, sono sottoposte a pressioni orientate di notevole intensità,
che sono tipiche del metamorfismo regionale. Il
metamorfismo di contatto, al contrario, implica
elevate temperature, ma non è influenzato da
stress.
Gli gneiss sono generalmente caratterizzati da
una struttura occhiadina e solo raramente presentano una scistosità più o meno accentuata.
La struttura occhiadina è riconoscibile per la
presenza di grossi cristalli (occhi) distribuiti all’interno di una pasta di fondo formata da cristalli più piccoli. La struttura scistosa è riconoscibile per l’esistenza di piani o di bande, dovuti alla presenza di minerali a sviluppo lamellare o di forma allungata; i piani e le bande, pur
conferendo alla roccia un aspetto stratificato,
non hanno nulla a che vedere con la stratificazione delle rocce sedimentarie.
Si tratta della facies delle eclogiti, rocce di composizione basaltica costituite perlopiù da pirosseni e granati, che si formano in condizioni di
pressione molto elevata e temperatura da media
ad alta, nella crosta continentale profonda.
Le rocce sedimentarie di origine argillosa o siltosa, sottoposte a metamorfismo di bassissimo
grado, possono acquisire come struttura il clivaggio; si tratta di un carattere strutturale
orientato simile alla scistosità, in cui un sistema di fitti piani paralleli di discontinuità meccanica taglia trasversalmente la stratificazione
presente nella roccia sedimentaria originaria.
Si definisce cornubianite una roccia metamorfica dura e compatta, a grana uniforme, derivata
da rocce argillose che hanno subìto un metamorfismo di contatto.
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SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI
RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
79
capitolo
7
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Verifica le abilità
Quesiti
29 Quando le rocce sedimentarie e magmatiche,
presenti all’interno della crosta terrestre, sono
sottoposte ad aumenti di temperatura e di
pressione, esse si trasformano lentamente in
rocce metamorfiche, se i cambiamenti sono
tali da non determinare la fusione delle masse
rocciose. Naturalmente il processo metamorfico può riguardare le stesse rocce metamorfiche che, nelle nuove condizioni, possono trasformarsi in rocce metamorfiche di grado superiore. La transizione al processo magmatico
si verifica quando le variazioni di temperatura
e di pressione sono tali da comportare la fusione delle rocce.
30 Le catene montuose hanno le loro radici nelle
zone più profonde della crosta. In corrispondenza delle radici delle catene, i valori della
temperatura e della pressione sono così elevati da creare le condizioni caratteristiche del
metamorfismo regionale. Inoltre, trattandosi di
aree interessate a grande dinamismo crostale,
esistono le condizioni per la formazione di
grandi faglie, che sono la sede più comune
del metamorfismo cataclastico e di intrusioni
magmatiche che determinano il metamorfismo
di contatto.
31 La scistosità è una tipica struttura delle rocce
metamorfiche sottoposte a pressioni orientate
nel metamorfismo regionale. L’elevata temperatura determina la ricristallizzazione, mentre
la deformazione penetrativa favorisce la crescita di silicati a struttura lamellare come le
miche o a struttura allungata come gli anfiboli; in questo secondo caso, l’asse maggiore dei
cristalli si dispone perpendicolarmente alla
direzione in cui agisce la forza principale.
32 La scistosità delle rocce metamorfiche e la
stratificazione delle rocce sedimentarie hanno
una diversa origine: la scistosità di una roccia
metamorfica è dovuta alla presenza di minerali di forma lamellare o allungata, che si sviluppano soprattutto perpendicolarmente alla
direzione della massima pressione; la stratificazione di una roccia sedimentaria è il risultato di un accumulo di materiale in livelli successivi, separati da superfici di discontinuità.
La scistosità, a differenza della stratificazione
delle rocce sedimentarie, non è dovuta ad alcuna successione temporale, bensì indica il
passaggio tra zone in cui prevalgono minerali
differenti.
33 La classificazione delle rocce metamorfiche è
complessa e richiede l’esame di differenti
80
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34
35
36
37
38
aspetti, relativi al processo di formazione, alla
roccia di origine e alle caratteristiche delle
rocce. I criteri di classificazione si possono
così sintetizzare: natura del protolito, composizione chimica e mineralogica (qualitativa e
quantitativa) della roccia metamorfica, struttura della roccia metamorfica, tipo e grado di
metamorfismo subìto dalla roccia.
Il grado metamorfico esprime l’intensità delle
azioni alle quali è stata sottoposta la roccia, in
particolare l’effetto della temperatura; quindi
rocce sottoposte alla stessa pressione, ma a
temperature differenti, presenteranno un diverso grado metamorfico.
Lo spessore delle aureole metamorfiche può
essere influenzato dalla temperatura del magma, dalla sua massa, dalla presenza di fluidi
magmatici che operano come agenti mobilizzatori, dalla composizione e dalle caratteristiche fisiche delle rocce incassanti, dalla profondità.
Il metamorfismo cataclastico è dovuto a spinte
tettoniche che producono rotture meccaniche
e frantumazione delle rocce, come la formazione di frammenti a spigoli vivi e presenza
di frammenti submicroscopici, decisamente
prevalenti sui fenomeni di ricristallizzazione.
Questo tipo di metamorfismo si sviluppa in
zone allungate e strette lungo fasce di sovrascorrimento, limiti di falde tettoniche e grandi
faglie.
L’utilizzo a fini geologici delle conoscenze
delle rocce e dei corpi metamorfici è molto
vasto; lo scopo più diretto dello studio delle
rocce metamorfiche, in particolare di quelle
regionali, è di offrire dati importanti per la
comprensione della dinamica e dell’evoluzione della crosta terrestre, soprattutto delle regioni orogeniche. Lo studio del metamorfismo,
come del plutonismo, è fondamentale per
comprendere le caratteristiche della crosta interna e profonda. Metamorfismo cataclastico e
di contatto sono, in genere, di immediata interpretazione geologica, mentre il metamorfismo regionale presenta problematiche più
complesse.
Fra i vari minerali presenti in una roccia, solo
alcuni sono in grado di fornire informazioni
circa le condizioni in cui si è verificato il processo metamorfico; si tratta dei minerali indice, la cui formazione può avvenire entro ristretti intervalli di temperatura e di pressione.
Fra i minerali indice, i più preziosi ai fini
dell’indagine sono quelli che richiedono valori dei due parametri oscillanti tra estremi molto vicini tra loro.
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Esercizi
39
a Nella porzione litosferica considerata, le rocce
sono sottoposte a un campo di temperature che
va da 100 a 700 °C. L’aumento di temperatura
con la profondità è massimo in corrispondenza
dell’arco vulcanico e minimo nella zona di fossa, dove si raggiungono le stesse temperature
dell’area di arco a profondità molto maggiori
(forte flessione delle isoterme). L’innalzamento
della pressione è invece strettamente legato all’aumento della profondità, vale a dire del carico, e quindi uguale in tutta l’area considerata.
Per esempio in un settore crostale con un incremento di temperatura di 40°/km si raggiunge la
temperatura di 200°C alla profondità di 5 km
(~1,5 kb), mentre in una zona dove l’aumento è
di 10°/km la stessa temperatura è raggiunta alla
profondità di 20 km (~5,6 kb).
b Si potrebbe distinguere un metamorfismo di
bassa e media pressione, in corrispondenza rispettivamente dell’arco vulcanico e della zona
intermedia, da un metamorfismo di profondità
ad alta o altissima pressione, in corrispondenza
della fossa.
c Vedi tabella a lato.
1. Scisti blu
e
c Metamorfismo regionale di grado basso (fillade), medio (micascisto), medio-alto (gneiss),
alto o altissimo (granulite).
d Le strutture orientate si formano perché nel
metamorfismo regionale la cristallizzazione avviene spesso in un regime di tensioni deformative di origine tettonica. Minerali in via di formazione o già formati, di forma lamellare o prismatico-allungata, sottoposti a pressioni orientate si dispongono ortogonalmente alla direzione principale degli sforzi in modo da opporre
la minima resistenza alla deformazione.
capitolo
7
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
e Le dimensioni dei cristalli tendono ad aumentare col crescere del grado metamorfico, mentre
il grado di scistosità tende a diminuire.
f 1. Fillade
2. Micascisto
3. Gneiss
4. Granulite
41
a Minerali indice. In questo caso si tratta di minerali tipici di rocce pelitiche.
b Vedi figura in basso.
c Il campo di stabilità della cianite si allarga.
d Il campo di stabilità dell’andalusite si allarga.
a
14
6. Anfiboliti
c
12
40
a Rocce argilloso-siltose. Rocce sedimentarie terrigene (silicoclastiche).
b Fillade: struttura minuta, scistosità accentuata
leggermente ondulata. Gneiss: struttura granulare, orientata, poco scistosa e nodulare con listarelle alternate di minerali chiari e scuri (banding). Granulite: struttura granulare con minerali chiari e scuri non particolarmente orientati,
massiva. Micascisto: struttura granulare con lamelle orientate, scistosità evidente. Nel metamorfismo di basso grado di rocce sedimentarie
a grana fine (es. filladi) le laminazioni o le frequenti alternanze stratigrafiche possono conservarsi trasformandosi in foliazione.
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10
50
40
8
Scisti
verdi
20
6
C
S
4
2
Zeoliti
30
10
A
Profondità approssimativa (km)
5. Zeoliti
Eclogiti
iti
16
Gr
an
ul
b
i
4. Scisti verdi
ol
it
f
fib
3. Eclogiti
An
d
Pressione (kbar)
2. Granuliti
C
presondizio
enti ni n
i n n on
atur
a
Sc
ist
ib
lu
e In condizioni di pressione medie.
Cornubianiti
100 200 300
Diagenesi
400
500 600 700
Temperatura
800
900 1.000
Questions
42 Risposta aperta dello studente.
43 Risposta aperta dello studente.
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81
capitolo
8
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 8
La Terra deformata: faglie, pieghe, orogenesi
PROVE DI VERIFICA
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
b
1 L’inclinazione di uno strato roccioso è:
c
nome
a
b
…………………………………………………………
c
d
la linea di massima pendenza perpendicolare
alla direzione degli strati;
l’angolo che la superficie di stratificazione
forma col piano orizzontale;
l’intersezione tra la superficie e il piano
orizzontale;
l’intersezione tra la superficie e un piano
verticale di riferimento.
d
8 In una faglia inversa:
a
b
c
2 Un blocco di argilla:
a
cognome
b
c
d
si frattura dopo una accentuata deformazione
plastica;
si frattura senza mostrare alcuna plasticità;
si deforma senza mai fratturarsi;
nessuna delle affermazioni precedenti è
corretta.
il volume di un corpo immerso risulta più
pesante dell’equivalente volume di acqua
spostata;
quando l’ultimo periodo glaciale terminò, la
Fennoscandia iniziò lentamente a sollevarsi;
durate un’orogenesi tutta la litosfera in
corrispondenza di una catena montuosa in via
di formazione si porta verso l’alto.
d
è avvenuto un fenomeno di distensione;
i due lembi rocciosi si allontanano;
le rocce sopra al piano di faglia salgono rispetto
a quelle sottostanti;
l’angolo di inclinazione è superiore a 60°.
9 Una piega può essere:
a
b
c
d
simmetrica, diritta o inversa;
diritta, rovesciata o assiale;
rovesciata, verticale o coricata;
diritta, rovesciata o coricata.
3 Scegli l’affermazione corretta:
………………………………………………………………………
a
b
c
d
le faglie sono frequenti nelle rocce più rigide;
le deformazioni plastiche sono reversibili;
le rocce duttili non si fratturano;
le rocce fragili si fratturano dopo una
deformazione plastica.
4 Il punto di rottura delle rocce fragili:
a
b
c
d
classe
è detto limite plastico;
viene raggiunto più facilmente del punto di
rottura delle rocce duttili;
viene raggiunto al termine di una deformazione
irreversibile;
nessuna delle affermazioni precedenti è
corretta.
10 Nell’orogenesi da collisione:
a
b
c
d
11 Nell’orogenesi da attivazione:
a
b
c
d
5 Il comportamento plastico delle rocce è favorito da:
………………………………
a
b
c
d
contenuto in acqua della roccia;
diminuzione della temperatura;
diminuzione della pressione;
posizione vicina alla superficie.
data
è il lento e graduale abbassamento del
substrato;
b provoca l’immersione di strati rocciosi
perpendicolarmente alla superficie;
c consiste nel movimento in blocco, senza
deformazioni, di parti della superficie terrestre;
d è il sovrascorrimento di strati rocciosi sopra
una faglia già presente.
…………………………………………
7 Secondo il principio dell’isostasia:
a
82
quanto più alta è la parte emergente di un
corpo, tanto meno il corpo affonda nell’acqua;
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si formano catene montuose tipo cordigliera;
due blocchi continentali si saldano tra loro;
alcuni microcontinenti si scontrano e si
accavallano lungo i margini continentali;
la formazione delle catene montuose segue
sempre la chiusura di un oceano.
12 Orogenesi per accrescimento crostale è avvenuta:
a
b
c
6 L’epirogenesi:
a
si è verificato un assottigliamento della crosta
continentale;
è avvenuta la chiusura di un bacino oceanico;
avviene uno scontro tra un blocco continentale
e una placca oceanica;
si aggiungono al margine continentale blocchi
crostali scaglionati nel tempo.
d
negli Urali;
negli Appalachi;
nelle montagne della costa pacifica
nordamericana;
nella catena Caledoniana.
13 Scegli l’affermazione corretta:
a
b
c
d
le Ande sono un esempio di orogenesi da
attivazione;
le Dinaridi sono conseguenza dello scontro tra
Arabia ed Europa;
la parte ovest della California sta slittando
verso sud;
alcuni microcontinenti della costa ovest del
Nordamerica provengono da regioni vicine al
polo nord.
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Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
c
d
16 Scegli l’affermazione corretta:
a
b
c
d
le parti interne piatte e stabili dei continenti
sono dette nel loro complesso scudi;
il nucleo molto antico delle parti interne piatte
e stabili dei continenti è detto piattaforma;
la zona che borda il nucleo della parte interna
piatta e stabile dei continenti è detta cratone;
attorno alle parti interne piatte e stabili dei
continenti ci sono gli orogeni.
17 Completa le definizioni:
¨
Piega con la convessità verso il basso:
…………………………………………………………
≠
Posizione nello spazio delle formazioni
rocciose di un affioramento:
In francese lo hanging-wall divenne toit e il footwall, lit, in italiano rispettivamente tetto e letto.
Dopo avere letto il testo sopra riportato, osserva la figura, in cui è rappresentata una faglia
che interseca una successione di strati.
a Di quale tipo di faglia si tratta?
b Completa la tabella associando ai numeri della
figura i termini qui di seguito riportati, indicati
con le seguenti lettere:
il letto = a; il tetto = b; il piano di faglia = c;
il rigetto o spostamento dello strato di colore
nero = d.
…………………………………………………………
cognome
…………………………………………………………
Ø
1
Si dice di un corpo geologico trasportato
lontano dal luogo di formazione:
2
3
Zona di massima curvatura di una piega:
…………………………………………………………
Æ
…………………………………………………………
∞
Area interessata da forze tettoniche che
generano i rilievi montuosi:
4
…………………………………………………………
2
3
4
nome
1
c Quante componenti puoi individuare nello
spostamento degli strati?
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Prove di verifica
…………………………………………
b
le catene montuose più antiche di 200 milioni
di anni sono state tutte completamente
demolite dall’erosione;
le radici delle montagne di età superiore a 500
milioni di anni sono localizzate soltanto nel
continente africano;
le montagne della regione mediterranea sono
da collegare alla orogenesi ercinica;
l’orogenesi alpina si è verificata principalmente negli ultimi 50÷60 milioni di anni.
data
15 Scegli l’affermazione corretta:
a
Nelle miniere inglesi il termine fault (difetto,
imperfezione, mancanza, dal latino fallere) era
usato nell’800 per indicare l’assottigliamento o
la scomparsa di uno strato di carbone e se questo veniva meno contro una superficie di frattura che aveva prodotto spostamento di due corpi rocciosi affiancati si parlava di fracture fault
(difetto di frattura). Nel bacino carbonifero inglese era frequente (o normale) che il banco di
carbone venisse dislocato come se i due lembi
rocciosi separati dalla frattura si allontanassero; più di rado si verificava la situazione inversa.
A seconda dei casi, si diceva che si era incontrata una normal fault o una reverse fault. Nel
gergo minerario francese il termine fault divenne faille, italianizzato in faglia; normal fault e
reverse fault divennero rispettivamente faglia
normale e faglia inversa. Il minatore che estraeva carbone da uno strato inclinato si trovava tra
due pareti di roccia: una sopra di lui, o hangingwall, e l’altra su cui poggiava i piedi, o foot-wall.
Per lui, nel caso di una faglia normale, le rocce
dello hanging-wall erano discese rispetto a quelle che costituivano il foot-wall; per le faglie inverse si verificava il contrario.
………………………………
d
18 Analisi di una faglia
classe
c
Esercizio
………………………………………………………………………
b
sono localizzate esclusivamente nelle zone di
saldatura tra due continenti;
presentano spesso catene con disposizione a
fasci paralleli;
formano sistemi orogenetici di modeste
proporzioni;
sono costituite prevalentemente da rocce
metamorfiche e da intrusioni magmatiche.
DIDATTICA
SU MISURA
14 Le montagne a pieghe e a falde:
a
capitolo
8
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83
capitolo
8
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Domande a risposta aperta
19 Quali sono l’origine e la morfologia di una fossa tettonica?
Dove sono localizzate le principali fosse tettoniche?
nome
…………………………………………………………
cognome
………………………………………………………………………
20 Cosa si intende per falda di ricoprimento?
classe
………………………………
data
…………………………………………
84
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RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Risposte alle domande a scelta multipla
1 B; 12 A; 13 A; 14 B; 15 A; 16 C; 17 C; 18 C;
9 D; 10 B; 11 A; 12 C; 13 A; 14 B; 15 D; 16 D.
Completa le definizioni
17
¨
≠
Æ
Ø
∞
Sinclinale;
Giacitura;
Alloctono;
Cerniera;
Orogene.
18 Soluzione dell’esercizio «Analisi di una faglia».
a Faglia inversa.
b Vedi tabella qui sotto.
1
2
3
4
c
d
b
a
c Le componenti sono due, quella orizzontale e
quella verticale.
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Domande a risposta aperta
19 Le fosse tettoniche o rift valley si formano in
aree della superficie terrestre dove le forze di
distensione frammentano la crosta, producendo sistemi di faglie dirette subparallele. Lo
stiramento crostale produce il progressivo
sprofondamento di blocchi contigui lungo i
piani di faglia e si forma una depressione centrale lunga e stretta (graben), delimitata da
fianchi stabili e relativamente elevati detti pilastri (horst). Le fosse tettoniche si formano
nelle aree continentali in via di separazione
ed è probabile che alla fine si possa aprire un
nuovo oceano, come è successo nel caso del
Mar Rosso. Importanti complessi di fosse e pilastri si hanno dalla Siria, attraverso il Mar
Morto, il Golfo di Aqaba, il Mar Rosso e la
Depressione Dancala fino alla regione dei
grandi laghi africani. In Europa un esempio di
fossa tettonica è dato dalla Fossa renana tra i
Vosgi e la Foresta Nera. In Italia si può ricordare la Piana del Campidano, in Sardegna.
capitolo
8
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DELLA GUIDA
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
20 Una faglia inversa (o una piega-faglia) nella
quale il piano di scorrimento è poco inclinato,
in modo che il blocco sovrastante è soggetto a
una spinta suborizzontale, prende il nome di
sovrascorrimento o accavallamento. Se l’accavallamento riguarda masse rocciose di estensione regionale che sono state spostate orizzontalmente a grande distanza, si parla di falda di ricoprimento. I materiali che costituiscono la falda prendono il nome di alloctono
(originatosi in altra posizione), mentre il substrato che è stato ricoperto è detto autoctono
(originatosi in loco). Le falde di ricoprimento
sono tipiche di aree che hanno subito un forte
accorciamento crostale.
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85
capitolo
8
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
Lezione 19 – Mettiamoci alla prova – p. 159
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.6
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
D;
B;
C;
B;
A;
A, C;
C;
A, C;
D;
A, C;
C;
A.
Quesiti
Lezione 20 – Mettiamoci alla prova – p. 166
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.7
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.9
Lezione 21 – Mettiamoci alla prova – p. 173
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.10
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.10
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.12.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.12.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 8.12.1
Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
1
2
3
4
5
6
7
86
B, D;
A, C;
A, C, D;
A, B, C;
A;
A, B, C;
B;
Idee per insegnare le Scienze della Terra con
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20 La formazione di una catena montuosa implica
prima di tutto la formazione delle rocce di cui
è costituita la catena e in secondo luogo la deformazione delle stesse rocce sotto l’azione di
forze di origine interna. Per rispondere alla domanda è necessario quindi sapere quando si
sono formate le rocce e quando si è verificato il
loro sollevamento.
21 Una roccia presente in superficie solo raramente è osservabile in tutta la sua estensione perché ricoperta da detrito, vegetazione, acqua o
manufatti. Le parti della roccia che risultano
direttamente osservabili vengono definite affioramenti.
22 Gli strati rocciosi sono delimitati da superfici
di stratificazione; quando uno strato affiora in
superficie, la linea di intersezione di una di
queste superfici con il piano orizzontale rappresenta la direzione dello strato. Essa corrisponde all’angolo che l’intersezione forma con
la direzione del nord misurato in senso orario.
La direzione si misura con la bussola da geologo.
23 Quando le forze superano il valore del limite
elastico dei materiali, il corpo roccioso, deformato sotto il loro effetto, non può più riacquistare la forma originaria. Infatti, le deformazioni sono reversibili soltanto se le forze che agiscono non raggiungono il valore del limite elastico del corpo roccioso.
24 La pressione litostatica è quella a cui è sottoposta una roccia in profondità ed è dovuta esclusivamente al carico; non si tratta di una pressione unidirezionale, ma che agisce in tutte le
direzioni. In laboratorio le simulazioni della
pressione litostatica si fanno sottoponendo i
campioni di roccia a pressioni triassiali, cioè
lungo le tre direzioni dello spazio.
La riproduzione di questa pagina tramite fotocopia è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo
nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
25 Per lo stesso materiale il limite di elasticità si
abbassa se la roccia, in profondità, entra in contatto con l’acqua. Di conseguenza il corpo roccioso tende ad acquisire un comportamento
plastico dovuto a una maggiore mobilità dei
minerali.
26 Anche se impossibile da verificare sperimentalmente, è probabile che forze anche di debole
intensità, se applicate alle masse rocciose per
tempi molto lunghi, siano in grado di produrre
deformazioni plastiche in materiali sia duttili
sia fragili. Quando le forze compressive agiscono invece in tempi brevi, le rocce si comportano come corpi rigidi e fragili.
27 Si parla di epirogenesi quando ci si riferisce a
sollevamenti e abbassamenti di aree più o
meno estese della Terra, che non comportano
compressioni e deformazioni delle rocce; non
tutti gli studiosi concordano sulle cause dei
movimenti epirogenetici. Si parla di subsidenza quando, in aree di accumulo di sedimenti, il
substrato subisce un abbassamento graduale,
creando le condizioni perché possa mantenersi
costante l’ambiente di accumulo dei sedimenti,
come testimoniano le caratteristiche delle rocce
che ne derivano; la subsidenza interessa le aree
costiere e i mari poco profondi e può essere dovuta al peso dei sedimenti accumulati, a cause
tettoniche o a intense attività estrattive praticate nel sottosuolo.
28 La regione scandinava, durante l’ultima glaciazione, fu ricoperta da una spessa coltre di
ghiaccio che ne determinò un graduale sprofondamento. Quando circa diecimila anni fa si
verificò la fusione, in tempi rapidi, della enorme calotta glaciale, l’area fu interessata da un
sollevamento che è tuttora in atto.
29 Negli ultimi 10000 anni la Fennoscandia, il Canada e altre regioni glaciali hanno subìto un costante sollevamento post-glaciale.
30 In questo caso si parla di faglia inversa. Il sollevamento della parte sovrastante il piano di faglia è dovuto a una compressione che ha determinato la riduzione della superficie di crosta
interessata all’evento.
31 Le fosse tettoniche si formano nelle aree continentali in via di separazione, in cui è probabile
che si verifichi l’apertura di un nuovo oceano.
La crosta terrestre è quindi sottoposta a stiramento.
32 In Italia una tipica fossa tettonica è quella del
Campidano, estesa da Cagliari a Oristano.
33 In una piega la cerniera è la zona dove risulta
massima la curvatura degli strati; dalla cerniera
gli strati si allontanano formando i fianchi della piega; la superficie piana che interseca tutti i
punti di massima curvatura è il piano assiale;
l’asse della piega è la linea di intersezione tra il
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piano assiale e i vari strati della piega; il nucleo
della piega è la sua parte più interna in corrispondenza del piano assiale.
Una piega con piano assiale inclinato, sottoposta a ulteriori spinte tangenziali, diventa
una piega rovesciata quando entrambi i fianchi pendono nella stessa direzione. Se in seguito il piano assiale diventa suborizzontale,
la piega è detta coricata; in questa situazione
il suo fianco presenta gli strati invertiti, per
cui quelli più vecchi sovrastano quelli più recenti. Nella fase successiva si ha la formazione di una piega-faglia, a causa del formarsi di
una frattura lungo il fianco di raccordo tra
l’anticlinale e la sinclinale adiacente. Un’ulteriore compressione determina la formazione
di una faglia inversa a piano suborizzontale
con il sovrascorrimento della porzione superiore rispetto a quella inferiore.
La finestra tettonica è uno squarcio in una falda
di ricoprimento attraverso il quale affiora il
substrato. Nelle aree dove esistono più unità alloctone sovrapposte, una finestra tettonica mette allo scoperto una o più falde inferiori o addirittura i terreni autoctoni che costituiscono il
basamento. I lembi di ricoprimento sono invece
resti limitati e isolati di falde di ricoprimento
che rivestivano un tempo la regione; essi testimoniano l’esistenza, e in alcuni casi anche l’estensione, delle falde smantellate da un’estesa
e radicale erosione.
L’orogenesi per accrescimento crostale.
Perché le catene recenti non sono state ancora
spianate dall’erosione.
Le più antiche rocce continentali sono presenti
nei cratoni.
I continenti sono costituiti da un nucleo centrale antico stabile, detto cratone, circondato da
parti più recenti e geologicamente attive, gli
orogeni. Al centro dei cratoni si possono distinguere gli scudi, formati da antiche rocce magmatiche e metamorfiche ormai appiattite dall’erosione, e le piattaforme, formate da rocce stratificate disposte attorno agli scudi.
Un continente si può ampliare attraverso lo
scontro tra due masse litosferiche continentali,
come nel caso della collisione tra l’Europa e
l’Asia, testimoniato dalla formazione dei Monti
Urali, che diede luogo all’Eurasia, oppure per
«accrescimento crostale», cioè per l’accumulo,
l’uno contro l’altro, di più microcontinenti,
come nel caso della regione costiera pacifica
nordamericana, dalla California all’Alaska.
Lo scudo canadese. Esso si è accresciuto lateralmente per aggiunta di orogeni successivi
fino ad arrivare alla situazione attuale. Include
il Canada orientale e centrale, e le zone limitrofe degli Stati Uniti.
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capitolo
8
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
87
capitolo
8
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
42 Le rocce che contengono fossili marini derivano, per diagenesi, da sedimenti che si sono accumulati in mare a una certa profondità. Non
essendo plausibili variazioni del livello marino
di migliaia di metri per giustificarne la posizione attuale, gli strati rocciosi, da una originaria
disposizione orizzontale, devono essere stati
sollevati, eventualmente inclinati e contorti,
fino ad assumere l’attuale conformazione e localizzazione.
43 Le diaclasi sono fratture che non hanno prodotto, lungo il piano di rottura, alcun movimento
laterale di una parte rispetto all'altra. Esse si
formano nelle rocce compatte, solide, sottoposte a tensione, quando si supera il punto di rottura, cioè quando il comportamento della roccia diventa fragile. Quando questo accade, le
rocce si fratturano lungo piani paralleli alle
tensioni massime e perpendicolari alle tensioni
minime, generando sistemi di diaclasi sub-parallele. Le diaclasi si possono formare durante
episodi deformativi, quando le rocce sono sottoposte a tensioni (diaclasi tettoniche), ma anche quando per sollevamento e per erosione le
rocce sono sottoposte a un minore carico e possono espandersi lateralmente (diaclasi da decompressione), oppure quando un corpo roccioso caldo si raffredda velocemente (diaclasi
da raffreddamento).
44 Una falda si forma quando le spinte che stanno all’origine di una faglia inversa o di una
piega-faglia sono in grado di produrre un accavallamento di masse rocciose su scala regionale. Le pieghe e le faglie inverse provocano
una riduzione crostale di modesta entità, le
falde di ricoprimento implicano traslazioni e,
quindi, raccorciamenti crostali di notevole entità.
45 Quando il piano di scivolamento di una faglia
inversa ha un’inclinazione inferiore a 45° si
crea un accavallamento o sovrascorrimento;
un sovrascorrimento è un ampio movimento
di scorrimento che si verifica lungo piani relativamente poco inclinati rispetto al piano orizzontale. La propagazione può avvenire lungo
rampe oblique e superfici di scollamento suborizzontali e origina successioni rocciose duplicate. Questo tipo di deformazione caratterizza le catene montuose che si formano in seguito alla collisione tra placche; in questa situazione, infatti, la crosta risponde alle forze
compressive fratturandosi, deformandosi e accavallandosi.
46 Gli strati rocciosi di queste successioni presentano fossili e caratteristiche litologiche che
dimostrano che i sedimenti da cui si sono ori-
ginati si sono depositati in un ambiente omogeneo, posto a una precisa profondità, in aree
marine di mare poco profondo. I notevoli
spessori che caratterizzano le successioni dipendono dal fenomeno della subsidenza, sono
cioè la conseguenza del fatto che, man mano
che i sedimenti si accumulano, il substrato va
progressivamente abbassandosi consentendo il
deposito di altri strati di sedimenti; il processo può durare milioni di anni e generare prismi sedimentari dello spessore di migliaia di
metri.
47 Le rocce sottoposte all’azione di forze compressive hanno un comportamento più o
meno plastico, non solo in base alla loro composizione, che le rende tendenzialmente duttili o fragili, ma anche a seconda delle condizioni nelle quali lo sforzo applicato ha agito.
L’alta temperatura, la pressione litostatica e la
presenza di acqua, insieme alla durata dell’azione delle forze, favoriscono il comportamento plastico e quindi la formazione delle strutture a pieghe.
48 Una faglia è un contatto tettonico che può essere riconosciuto sul terreno direttamente
(presenza di brecce di frizione, di specchi di
faglia, di dislocazione di un confine geologico,
di interruzione o ripetizione di una successione stratigrafica) oppure attraverso fattori interpretativi (gradini morfologici, presenza di strati verticali, discordanze angolari). Per determinare direttamente il tipo di faglia occorre riconoscere sia l’immersione della faglia (piano di
faglia affiorante) sia la posizione reciproca dei
blocchi rocciosi a contatto. Una faglia diretta
ha in genere un piano subverticale; inoltre le
rocce che stanno sopra il piano di faglia si
trovano spostate verso il basso a causa della
distensione crostale. Il piano di faglia immerge verso il lembo ribassato. Le faglie inverse,
invece, hanno piani piuttosto inclinati, in genere tra i 60 e i 45° e, a causa della compressione, sono riconoscibili in base al sollevamento delle rocce che stanno sopra il piano di
faglia. Il piano di faglia immerge verso il lembo rialzato. Le faglie trascorrenti creano spostamenti orizzontali delle masse rocciose coinvolte, senza causare variazioni significative
della superficie crostale; le faglie trascorrenti
si riconoscono per le discontinuità (o sfasature) determinate dal movimento relativo dei
due margini della frattura.
49 Una roccia con comportamento fragile presenta un valore piuttosto basso del suo limite elastico e giunge facilmente al punto di rottura.
Si conoscono due tipi di fratture: le diaclasi e
le faglie; le diaclasi sono fratture che non
comportano movimenti relativi delle porzioni
separate; esse sono piuttosto comuni in masse
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Verifica le abilità
Quesiti
88
50
51
52
53
rocciose compatte e rigide come i massicci
granitici e calcarei. Le faglie sono grandi fratture con spostamento relativo, che interessano
in genere i margini di placca, ma possono verificarsi anche in zone interne.
Secondo i modelli tradizionali, la formazione
di una catena montuosa implica processi di
convergenza tra le placche. L’analisi delle
strutture orogenetiche ha rivelato però che
l’innalzamento della litosfera può essere anche la conseguenza dell'intrusione e dell’effusione di masse ignee e di aggiustamenti isostatici legati all’aumento dello spessore delle
rocce della crosta.
Questi sistemi montuosi imponenti e complessi si formano nelle zone di convergenza delle
placche continentali quando queste si scontrano. Durante la collisione le spinte di compressione determinano prima la deformazione, poi
il raccorciamento e l’ispessimento della porzione superiore della crosta. I materiali che si
sono accumulati nelle zone più depresse vengono sollevati e sospinti contro i margini dei
continenti deformandosi e, in caso di scollamento tra i materiali profondi e quelli superficiali, generando fasce di pieghe e accavallamenti.
Inizialmente, in un’area all’interno di un continente, si verifica una risalita di magma dal
mantello, che provoca un inarcamento e conseguente assottigliamento della litosfera continentale. La litosfera continentale comincia a
fratturarsi e dalla frattura si ha fuoriuscita di
lava e si forma una depressione, la rift valley.
La continua fuoriuscita di lava dalla rift valley produce litosfera oceanica che separa il
continente originario in due placche distinte.
La depressione formatasi viene invasa dalle
acque marine e forma un mare lungo e stretto.
La continua attività vulcanica all’interno della
rift valley allontana sempre più le due placche, si amplia così il bacino marino e si forma
un oceano vero e proprio.
Lo scudo costituisce la parte centrale di un
cratone. Considerando che ogni cratone si accresce a partire dal centro per aggiunta di orogeni successivi, si può concludere che lo scudo rappresenta ciò che resta della catena montuosa più antica. Gli enormi batoliti che affiorano negli scudi costituiscono quindi le radici
di antichissime catene montuose ormai spianate dall’erosione.
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Esercizi
54
1
2
3
4
d
c
b
a
finestra
tettonica
lembo di
ricoprimento
falda
substrato
55
a Si tratta di un sovrascorrimento.
b La traslazione procede dalla parte sinistra della
sezione verso destra.
c Accorciamento crostale.
d Ispessimento crostale.
e Superfici di scollamento concordanti con la
stratificazione e rampe tettoniche oblique.
f Sì. In rocce plastiche le superfici tettoniche
tendono a essere concordanti con la stratificazione, mentre in rocce rigide sono in linea di
massima discordanti.
g È possibile distinguere la falda dal substrato
individuando la superficie di sovrascorrimento; i terreni che sottostanno a tale superficie
costituiscono il substrato.
56
a
b
c
d
capitolo
8
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
= faglia normale;
= faglia inversa;
= faglia trascorrente;
= sovrascorrimento.
57 La sequenza cronologicamente corretta è:
B - A - D - C.
58
a L’immagine in alto corrisponde all’Himalaya,
quella in basso alle Ande.
b Le Ande si sono formate per una orogenesi da
attivazione, mentre la catena himalayana è stata generata da una orogenesi da collisione.
c Nell’orogenesi da collisione (figura in alto) due
continenti si scontrano, nessuno dei due scende in profondità, entrambi si deformano e i loro
margini si riducono in cunei e scaglie che si accavallano verso la placca in subduzione.
Nell’orogenesi da attivazione (figura in basso)
una placca oceanica subduce un margine continentale creando un enorme prisma di accrezione. Il processo di subduzione genera un’imponente attività magmatica con la messa in posto
di batoliti e la formazione di numerosi vulcani
che formano sistemi montuosi paralleli.
d Nel caso delle Ande sono coinvolte la placca
di Nazca (margine oceanico) e quella sudamericana (margine continentale). Nel caso della
catena himalayana sono coinvolte la placca
indiana e quella euroasiatica, entrambe continentali.
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89
capitolo
9
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
CAPITOLO 9
I terremoti
PROVE DI VERIFICA
Domande a scelta multipla
(una sola risposta per domanda)
Le figure rappresentate nella colonna a sinistra riportano tre sismogrammi dello stesso sisma, registrato in tre stazioni sismografiche
giapponesi diverse. Riferisciti ad esse per rispondere alle domande n° 2, 3 e 4.
1 Scegli l’affermazione corretta:
a
nome
le onde trasversali possono attraversare soltanto i solidi e non i fluidi;
le onde longitudinali sono più lente delle
onde di taglio;
l’energia delle onde di compressione è sempre
maggiore di quella delle onde trasversali;
le onde sismiche che provocano i danni maggiori sono quelle ipocentrali.
b
…………………………………………………………
c
d
2 Osservando la figura, si può affermare che:
a
b
250
200
c
150
cognome
100
………………………………………………………………………
150
50
0 mm
d
50
100
la stazione di Tokyo è la più vicina
all’epicentro e la stazione di Pusan è la più
lontana;
la stazione di Tokyo è la più vicina
all’epicentro e la stazione di Akita è la più
lontana;
la stazione di Pusan è la più vicina
all’epicentro e la stazione di Akita è la più
lontana;
la stazione di Pusan è la più vicina
all’epicentro e la stazione di Tokyo è la più
lontana.
200
250
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
3 Osservando la figura, si può dedurre che:
a
110
Tokio
b
250
c
200
150
d
100
50
l’intensità è risultata maggiore nella stazione
di Tokyo;
l’intensità è risultata maggiore nella stazione
di Akita;
l’intensità è risultata maggiore nella stazione
di Pusan;
l’intensità è stata la stessa in tutte e tre le
stazioni.
0 mm
50
100
4 Osservando la figura, si può dedurre che:
classe
a
150
200
250
………………………………
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
b
c
Akita
d
la magnitudo è risultata minore nella stazione
di Pusan;
la magnitudo è risultata minore nella stazione
di Tokyo;
la magnitudo è risultata minore nella stazione
di Akita;
la magnitudo è stata la stessa in tutte e tre le
stazioni.
250
200
data
150
100
5 Individua l’affermazione errata:
a
…………………………………………
50
0 mm
50
100
b
150
200
c
250
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Pusan
90
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d
le onde longitudinali provocano variazioni di
volume delle singole porzioni di roccia
attraversate;
le onde trasversali provocano variazioni di
forma dei singoli volumi di roccia attraversati;
lo onde lunghe hanno la massima ampiezza e
si propagano soltanto sulla superficie terrestre;
nessuna delle precedenti, le affermazioni sono
tutte corrette.
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d
b
c
d
i gradi della scala MCS sono espressi da numeri
arabi;
nella scala MCS l'intensità aumenta in modo
esponenziale;
alla scala MCS è abbinata una scala grafica per
calcolare la distanza dall’epicentro.
12 Le onde di maremoto possono raggiungere la
7 Terremoti con ipocentro compreso tra 300 e 700
a
b
c
d
km di profondità sono detti:
normali;
intermedi;
interni;
profondi.
a
b
c
d
velocità di:
100 km/h;
200 km/h;
400 km/h;
800 km/h.
13 L’altezza massima delle onde di uno tsunami può
10 A ogni aumento di un grado di magnitudo corri-
a
b
c
d
sponde un incremento nella liberazione di energia
di circa:
il doppio;
il triplo;
10 volte;
30 volte.
11 Scegli l’affermazione esatta:
la scala MCS è costituita da 12 gradi;
la Groenlandia;
il Brasile;
l’Australia;
il Messico.
15 In caso di evento sismico, il comportamento più
a
b
c
d
sicuro è:
sostare in auto sotto ponti e cavalcavia;
usare l’ascensore piuttosto che le scale;
correre velocemente all’esterno;
proteggersi vicino agli architravi o sotto un
tavolo.
16 Nella prevenzione dei terremoti NON rientra la
a
b
c
d
seguente azione:
costruire edifici antisismici;
effettuare una zonazione sismica;
studiare i fenomeni premonitori;
predisporre piani di allerta e di soccorso
della popolazione.
…………………………………………………………
cognome
a
14 È una zona interessata da intensa sismicità:
a
b
c
d
………………………………
a
b
c
d
za di 100 km, l’ampiezza massima delle oscillazioni è di:
1 mm;
0,1 mm;
0,01 mm;
0,001 mm.
essere di circa:
10 m;
20 m;
50 m;
100 m.
classe
9 In un sisma di magnitudo 0 registrato alla distan-
a
b
c
d
………………………………………………………………………
a
b
c
d
remoto per il sismografo nella misurazione della
magnitudo secondo la scala Richter è di:
0 km;
10 km;
100 km;
1000 km.
data
8 La distanza standard dal punto di origine del ter-
Verifica sommativa
a
b
c
terremoto:
sono sufficienti tre sismografi;
si utilizzano le curve dromocrone;
sono necessari numerosi sismografi e una
buona conoscenza delle geologia della zona;
ci si deve riferire all’energia liberata dal sisma.
…………………………………………
6 Per calcolare la profondità dell’ipocentro di un
capitolo
9
DIDATTICA
SU MISURA
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
¨
Si può prevedere approssimativamente il suo periodo: …………………………………………………………
≠
Punto in cui ha origine un terremoto: …………………………………………………
Æ
Linee che delimitano aree di uguale intensità sismica: …………………………………………………………
Ø
I suoi valori sono espressi dalla scala Richter: …………………………………………………………
∞
Grande sismologo italiano: …………………………………………………………
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nome
17 Completa le definizioni:
91
capitolo
9
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Esercizio
18 Localizzare l’epicentro
nome
L’esercizio consiste nel localizzare l’epicentro
di un ipotetico terremoto, le cui onde P e S sono
state registrate nelle stazioni sismografiche delle
città 1, 2 e 3, raffigurate nella mappa riportata,
in cui 1 cm = 300 km.
Bisogna tenere presente che in una stazione sismografica i dati a disposizione osservando un
sismogramma sono l’ora di arrivo dell’onda P e
l’ora di arrivo dell’onda S e non l’ora di partenza
dall’epicentro di queste due onde. Quindi, per
poter risalire alla distanza della stazione di osservazione dall’epicentro, è necessario partire
dalla differenza di tempo che intercorre tra l’arrivo dell’onda P e dell’onda S, perché quelli sono gli unici dati a disposizione. Per fare ciò bisogna usare un grafico dei tempi di propagazione di P e di S come quello riportato nella figura
9.9 a p. 186 (metodo delle dromocrone).
…………………………………………………………
300
0
Città 2
km
cognome
Città 3
………………………………………………………………………
Città 1
Procedimento:
3 Trascrivere nella tabella i km reali e i corrispondenti
1 Calcolare l’intervallo di tempo (Δt) tra gli arrivi delle
classe
onde P e S per ogni stazione e riportarlo nella tabella predisposta nella pagina successiva.
2 Usare il grafico delle dromocrone per valutare in
base al Δt la distanza di ogni stazione dall’epicentro.
………………………………
Stazione
sismografica
data
Tempo di
arrivo onda P
(UTC)*
Tempo di
arrivo onda S
(UTC)
Città 1
05:08:40
05:11:20
Città 2
05:08:00
05:10:10
Città 3
05:13:20
05:17:40
Δt
(S–P)
cm in scala.
4 Costruire sulla cartina tre circonferenze aventi il
centro nella stazione sismografica e il raggio uguale
alla distanza dall’epicentro in scala.
5 Individuare l’intersezione tra le tre circonferenze.
km
reali
cm
in scala
* UTC è l’acronimo di
Coordinated Universal Time
…………………………………………
Rispondi ora alle seguenti domande:
a Completa la tabella relativa alle tre città.
b Qual è il Δt minore? E quello maggiore?
c Qual è la città più vicina all’epicentro? E quella più lontana?
d Qual è la relazione tra Δt e distanza dall’epicentro?
e Che cosa rappresenta il punto risultante dall’intersecarsi delle tre circonferenze?
f Se le circonferenze non sono state tracciate con esattezza, invece di un singolo
punto potrebbe essersi formato un piccolo triangolo: che relazione ci può essere
tra il triangolino e l’epicentro del terremoto?
92
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capitolo
9
Domande a risposta aperta
………………………………………………………………………
classe
………………………………
data
…………………………………………
DIDATTICA
SU MISURA
frequenza dei terremoti.
Verifica sommativa
19 Descrivi la scala Richter e, riferendoti a qualche suo grado, prova a definire l'energia liberata e la
20 Spiega brevemente in che cosa consiste la teoria del rimbalzo elastico e nomina lo studioso che la
nome
…………………………………………………………
cognome
enunciò.
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93
capitolo
9
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RISPOSTE AI QUESITI DELLA GUIDA
Risposte alle domande a scelta multipla
1 A; 2 B; 3 A; 4 D; 5 D; 6 C; 7 D; 8 C; 9 D; 10 D; 11 A; 12 D; 13 B; 14 D; 15 D; 16 C.
Completa le definizioni
17
¨
≠
Æ
Ø
∞
Ritorno;
Ipocentro;
Isosisme;
Magnitudo;
Mercalli.
18 L’epicentro ha coordinate:
X (5,3; 3,8); la distanza da sinistra è
di 5,3 cm, mentre la distanza dal basso è di 3,8 cm.
Città 2
La mappa qui riportata come soluzione non è della stessa misura dell’esercizio da svolgere, pur restando
immutate le proporzioni. Le misure
si ricavano dalla mappa dell’esercizio da risolvere.
5,3 cm
x
Città 3
3,8 cm
Città 1
a
b
c
d
e
f
94
Vedi tabella completata qui a lato.
Il Δt minore è quello della città n° 2,
di 2′10ʺ. Il Δt maggiore è quello della città n° 3, di 4′20ʺ.
La città più vicina all’epicentro è la
città n° 2. La città più lontana dall’epicentro è la città n° 3.
Quanto maggiore è la distanza tra
una stazione sismografica e l’epicentro, tanto maggiore è il Δt.
Il punto risultante dall’intersecarsi
delle tre circonferenze rappresenta
l’epicentro.
L’epicentro del terremoto si troverà
più o meno al centro di questo triangolino.
Stazione
sismografica
Tempo di
arrivo onda P
(UTC)*
Tempo di
arrivo onda S
(UTC)
Δt
(S–P)
km
reali
cm
in scala
Città 1
05:08:40
05:11:20
2′40ʺ
1.440
4,8
Città 2
05:08:00
05:10:10
2′10ʺ
1.100
3,6
Città 3
05:13:20
05:17:40
4′20ʺ
2.700
9
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capitolo
9
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DELLA GUIDA
Le Scienze della Terra - secondo biennio
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Domande a risposta aperta
19 La scala Richter è una scala logaritmica che consente di valutare l’energia effettivamente liberata dal sisma. Ciascuna unità della scala Richter rappresenta un
cambiamento dell’ampiezza delle vibrazioni pari a un fattore 10 e un cambiamento dell’energia rilasciata pari a un fattore 30. Per esempio, un terremoto di magnitudo 4 produce vibrazioni 10 volte più ampie di un terremoto di magnitudo 3 e libera un’energia 30 volte maggiore. L’energia rilasciata da un terremoto di magnitudo 3 libera 70 milioni di joule, equivalenti a una grande mina (si verificano circa 130 terremoti al giorno aventi questa magnitudo). Un terremoto di magnitudo 6
libera un’energia di 2.000 miliardi di joule, equivalenti a una piccola bomba H
(con questa magnitudo si verificano circa 120 terremoti all’anno).
20 Secondo la teoria del rimbalzo elastico una massa rocciosa sottoposta a sforzi accumula energia elastica e si deforma lentamente. Una volta che sia stato superato
il carico di rottura, la roccia si frattura e i blocchi così formatisi slittano l’uno rispetto all’altro lungo la faglia che si è formata, liberando sotto forma di energia
meccanica l’energia elastica accumulata in precedenza: il meccanismo è simile a
quello di una molla che si rompe. Ad enunciare questa teoria fu il sismologo
Harry Reid, agli inizi del 1900, in seguito al terremoto di San Francisco del 1906.
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95
capitolo
9
Le Scienze della Terra - secondo biennio
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RISPOSTE AI QUESITI DEL TESTO
Verifica le conoscenze
Domande a risposta multipla
Lezione 22 – Mettiamoci alla prova – p. 188
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Si rimanda a quanto esposto nel § 9.1
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.3
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.2
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.4
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.5
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.6
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.6
Lezione 23 – Mettiamoci alla prova – p. 191
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Si rimanda a quanto esposto nel § 9.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.9
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.8
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.9
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A, B;
A, D;
A, C;
C, D;
A, C;
C;
A, C, D;
A, B, C;
A, B, C;
A, B, D;
A;
A, B;
A;
D;
D;
A, C;
D;
C.
Quesiti
Lezione 24 – Mettiamoci alla prova – p. 193
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Si rimanda a quanto esposto nel § 9.10
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.10
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.10 e 9.11
Si rimanda a quanto esposto nel § 9.10 e 9.11
SUGGERIMENTO: Se gli studenti rispondono
«No», il docente deve chiedere che cosa si sentirebbero di consigliare alle popolazioni che vivono in Friuli, all’Aquila e dintorni, a Messina,
in California o in Giappone. Se gli studenti rispondono «Sì», il docente deve chiedere se le
tecniche edilizie delle aree soggette a sismi devono essere le stesse delle aree stabili.
26 Si rimanda a quanto esposto nel § 9.11
19 I terremoti, nella maggior parte dei casi, sono
provocati da improvvise rotture (faglie) o da
rimobilizzazioni lungo precedenti linee di
frattura (faglie attive), che interessano grosse
porzioni di crosta terrestre sottoposte a forti
tensioni che si protraggono nel tempo.
20 Il comportamento delle rocce sottoposte a
sforzi dipende dal tipo di materiale e dalle
condizioni di temperatura e di pressione litostatica alle quali sono sottoposte. In ogni caso,
inizialmente la roccia si deforma elasticamente, cioè la relazione sforzo-deformazione ha
un andamento lineare (Legge di Hooke), poi
sopra un certo valore dello sforzo, la relazione
non è più lineare e la deformazione aumenta
notevolmente per piccoli incrementi dello
sforzo (comportamento plastico). Quando lo
sforzo raggiunge un valore critico, la roccia si
frattura.
21 Una roccia deformata per azione di forze esterne
ha un comportamento elastico se, al cessare delle forze, riprende la conformazione iniziale.
Una roccia ha, invece, un comportamento plastico quando la sua deformazione è permanente.
Una molla se sottoposta a sforzo, entro certi li-
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capitolo
9
25 Le onde longitudinali, propagandosi per successive compressioni e dilatazioni, fanno vibrare
ogni piccola porzione di un corpo roccioso nella
direzione della propagazione, facendone variare
il volume. Le variazioni di volume producono
effetti nei solidi, nei liquidi e anche nei gas. Le
onde trasversali, invece, fanno oscillare le particelle perpendicolarmente alla direzione di propagazione, provocando variazioni non di volume, ma di forma. Mentre nei solidi le particelle
che si muovono trascinano con sé quelle vicine,
nei fluidi ciò non avviene perché le forze tra
particelle sono deboli e, quindi, i corpi non offrono resistenza alle deformazioni: questo è il
motivo per cui le onde S non si propagano attraverso i fluidi, ma solo attraverso i solidi, mentre
le onde P attraversano sia i solidi sia i fluidi.
26 Si tratta del principio di inerzia. Nello schema di un sismografo è presente un corpo di
massa elevata, non vincolato al suolo, che tende a mantenere per inerzia il proprio stato di
quiete. Al passaggio delle onde sismiche la
massa tende a rimanere immobile e registra
con un pennino, su un rullo di carta rotante
solidale con il terreno, le vibrazioni.
27 Le onde P e S, liberate dall’ipocentro (o fuoco),
viaggiano con diversa velocità, perciò raggiungono la superficie e sono registrate dai sismografi in momenti diversi: prima le onde P e poi
le onde S. Le onde L, dette comunemente onde
superficiali, si propagano solo in superficie e si
irradiano dall’epicentro con velocità costante,
ma piuttosto bassa, raggiungendo i sismografi
con un ritardo ancora maggiore.
28 Nel terremoto di riferimento l’ampiezza massima delle oscillazioni è 0,001 mm; la distanza
dell’epicentro è 100 km; la magnitudo è M = 0.
29 La causa prima di un maremoto è un terremoto che interessa il fondo marino; lo spostamento del fondo marino provoca un’onda che
interessa l’intero spessore dell’acqua e che si
sposta molto velocemente. All’avvicinarsi della costa, per l’abbassamento del fondo, l’onda
acquista energia e si solleva abbattendosi sulla
spiaggia con grande violenza. In alcuni casi il
maremoto può originarsi dall’esplosione di un
vulcano sottomarino o dal franamento di parti
di un’isola vulcanica.
30 Il motivo è che l’onda di maremoto, approssimandosi alla costa, interessa uno spessore
d’acqua sempre minore e, in base al principio
di conservazione dell’energia e in conseguenza dell’incompressibilità dell’acqua, l’energia
trasportata viene progressivamente ridistribuita facendo aumentare l’ampiezza dell’onda.
31 Le zone sismiche della Terra appaiono come
fasce strette e allungate che si estendono in
corrispondenza delle dorsali oceaniche, delle
fosse che percorrono i margini di alcuni oceani, delle catene montuose di origine recente,
delle aree continentali in via di separazione e
di molte aree di intenso vulcanismo.
32 In base alla teoria conosciuta come tettonica
delle placche, la litosfera terrestre è frammentata in blocchi (detti placche) che sono in movimento relativo gli uni rispetto agli altri e
scivolano sui materiali più plastici sottostanti.
La maggior parte dei terremoti si manifesta ai
margini delle placche, dove le masse rocciose
in movimento sono sottoposte a sollecitazioni
e attriti. La distribuzione delle fasce sismiche
permette di stabilire la forma e la dimensione
delle placche. I terremoti medi e profondi evidenziano le zone di subduzione.
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
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miti, si deforma per poi riprendere circa la forma iniziale quando la sollecitazione cessa
(comportamento elastico), ma se la sollecitazione diventa eccessiva la molla si deforma permanentemente (comportamento plastico). Una
candela sottoposta a una sollecitazione lieve e
prolungata si piega e non riacquista più la forma originaria, neppure se questa si interrompe.
Un ramo se è flesso può, entro certi limiti, piegarsi senza rompersi, ma al cessare dello sforzo
riprende la forma originaria.
22 Il carico di rottura è il valore dello sforzo in
grado di determinare la spaccatura improvvisa
di una massa rocciosa. Tale valore dipende
dal tipo di roccia e dalle condizioni in cui si
verifica la sollecitazione.
23 In una determinata regione i terremoti sono
spesso ricorrenti, perché le forze tettoniche
che determinano sollecitazioni nelle masse
rocciose agiscono per tempi molto lunghi.
Dopo un evento sismico è quindi possibile un
ulteriore accumulo di energia elastica fino al
momento in cui le masse rocciose, già separate dalla faglia e in forte attrito tra loro, subiranno un ulteriore scarto. La riattivazione della faglia coincide con la liberazione di energia, che è percepita come terremoto.
24 I terremoti di origine tettonica possono originarsi a varie profondità e la distribuzione degli ipocentri, all’interno della crosta e del
mantello, fornisce preziose informazioni sul
comportamento e sui movimenti delle masse
rocciose profonde. La profondità di un terremoto assume il ruolo di variabile significativa
nello studio dell’intensità di un terremoto,
cioè degli effetti prodotti in superficie dalle
onde sismiche. Spesso i terremoti più catastrofici sono quelli più superficiali, ma non
c’è una relazione precisa tra profondità dell’ipocentro ed energia liberata, cioè con la magnitudine. A parità di energia liberata i danni
sono maggiori se l’ipocentro è meno profondo.
capitolo
9
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
Verifica le abilità
Quesiti
33 In prossimità dell’epicentro i sismogrammi risultano di difficile lettura perché le onde,
avendo percorso tratti relativamente brevi,
possono arrivare quasi contemporaneamente e
quindi sovrapporsi. Esse inoltre, per lo stesso
motivo, presentano oscillazioni così elevate da
mandare fuori scala gli strumenti. I sismogrammi risultano assai complessi anche quando la distanza delle stazioni è così elevata da
permettere alle onde di subire varie riflessioni
e rifrazioni attraversando gli strati più profondi, ma in questo caso l’esperienza dei sismologi e l’analisi computerizzata permettono di
ricavare numerose informazioni relative al terremoto e alla struttura interna del pianeta.
34 La velocità di propagazione delle onde elastiche dipende solo da due caratteristiche del
mezzo: l’elasticità e la densità. La velocità
delle onde P è direttamente funzione della rigidità e della compressibilità (che sono costanti elastiche) e inversamente proporzionale
alla densità. La velocità delle onde aumenta
con la profondità per l’aumento della pressione che determina una maggiore compattazione
delle rocce e una più elevata rigidità. Densità
e rigidità diminuiscono con l’aumentare della
temperatura. Nelle rocce coerenti la velocità
di propagazione delle onde P è maggiore rispetto a quelle incoerenti. La velocità, infatti,
anche per uno stesso tipo di roccia, dipende
da numerosi fattori fra i quali la compattezza,
la porosità, la tessitura, l’alterazione della roccia, ecc.
35 La magnitudo è 4,95. Infatti, se la distanza
dell’epicentro è di 100 km come quella del
terremoto di riferimento, la formula che permette il calcolo della magnitudo è: M = log 10
A′/A dove M è la magnitudo, A è l’ampiezza
massima del terremoto standard e A′ l’ampiezza del terremoto in esame. In questo caso:
M = log 10 90 mm/0,001 mm = 4,95
36 L’aumento di un grado di magnitudo comporta
che l’energia liberata aumenti di 30 volte; nel
caso in esame i gradi di differenza sono tre, di
conseguenza l’energia liberata dal terremoto
con M = 7 supera di 27.000 (30 × 30 × 30)
volte quella del terremoto con M = 4.
37 Esiste una certa correlazione tra l’intensità di
un terremoto e la sua magnitudo, anche se fattori locali possono influenzare notevolmente
gli effetti delle onde sismiche in superficie;
tra questi la geologia e la litologia della regione, ma in particolare la gestione del territorio.
Nel caso in esame è possibile prevedere che
Tokyo, città in cui si applicano da tempo norme di prevenzione antisismica per la costru-
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zione dei manufatti, subirà meno danni rispetto alla città di Calcutta, meno organizzata nei
riguardi della prevenzione.
Per definizione l’epicentro è la proiezione sulla superficie dell’ipocentro, quindi esso viene
individuato sulla base di un criterio geometrico. Nella realtà l’energia, a causa della struttura geologica della regione, si propaga frequentemente in modo differenziato e può produrre
i danni maggiori a una certa distanza dall’epicentro.
H.F. Reid elaborò la teoria del rimbalzo elastico dopo aver osservato i cambiamenti prodotti
nel territorio dal terremoto di San Francisco
del 1906 e dopo aver studiato l’evoluzione topografica dei terreni separati dalla faglia, nei
decenni che precedettero l’evento sismico.
Egli notò come nel tempo sia gli elementi naturali che i manufatti avessero subito progressivi incurvamenti lungo il piano di faglia e ne
dedusse che le tensioni che agiscono sulle
rocce ne provocano la deformazione fino al
raggiungimento del limite di rottura. In quell’istante l’energia elastica accumulata viene restituita sotto forma di vibrazioni (fatta eccezione per una frazione dissipata sotto forma
di calore), a partire dal punto in cui la massa
rocciosa si lacera generando una faglia; i due
blocchi ai lati della faglia si spostano l’uno rispetto all’altro mentre ciascuno di essi tende a
recuperare la forma originaria; se la faglia fosse già presente, essa potrebbe essere riattivata
da sollecitazioni successive.
Le onde sismiche hanno una vasta gamma di
frequenze, per cui per registrarle tutte occorrono più tipi di strumenti dotati di diversa sensibilità. Inoltre i complessi movimenti del terreno, dovuti all’arrivo delle onde, devono essere scomposti nelle diverse componenti,
ognuna delle quali è registrata separatamente
da un differente strumento. In una stazione sismica sono in funzione almeno tre sismografi
uno dei quali registra la componente del movimento secondo la verticale, mentre gli altri
rilevano due componenti del movimento sul
piano orizzontale, ortogonali tra loro, di solito
lungo le direzioni nord-sud ed est-ovest.
I terremoti sono allo stesso tempo effetti e
prove, fra le più evidenti, della dinamica terrestre. Essi dimostrano che in alcuni settori litosferici si accumulano grandi quantità di
energia che si libera quando le rocce si fratturano. La maggior parte dei terremoti avviene
lungo fasce ristrette che si uniscono tra loro
circoscrivendo regioni meno attive dal punto
di vista sismico. Queste fasce altamente sismiche sono le dorsali oceaniche, le fosse oceaniche, le catene montuose recenti e le fosse tettoniche continentali. Secondo la teoria della
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tettonica delle placche esse delimitano i margini di placche litosferiche, in moto relativo
tra loro, nelle quali è divisa la superficie terrestre. Gli assi delle dorsali oceaniche sono i
luoghi in cui si attua l’espansione dei fondi
oceanici, mentre lungo le faglie trasformi le
placche si spostano lateralmente; entrambe le
zone, come pure le fosse tettoniche continentali, sono caratterizzate da terremoti poco profondi. Le fosse oceaniche e gli archi insulari
sono zone sismiche dove possono verificarsi,
mano a mano che ci si allontana dalla fossa,
terremoti superficiali, intermedi e profondi; si
tratta delle zone dove le placche litosferiche
rigide si immergono e vengono riassorbite nel
mantello. Le catene montuose recenti sono
zone a sismicità diffusa, solitamente superficiale, che devono la loro origine a fenomeni
compressivi.
42 Perché la precisa previsione degli eventi sismici è ancora impossibile da realizzare. Inoltre, se anche si sapesse che avverrà un terremoto nel tale luogo al tale momento, non sarebbe possibile evacuare decine di migliaia o
centinaia di migliaia di persone, per l’estrema
difficoltà a ricoverarle in altro luogo sicuro
lontano dal presunto sisma. La prevenzione,
invece, effettuata con criteri rigorosi, consente
in un certo qual modo di «convivere» con il
terremoto, attenuando i danni agli edifici ed
evitando o limitando le perdite umane conseguenti a un sisma.
San Giovanni
in Galilea
Torriana
5
45
a Pietracuta, Secchiano, Santa Lucia, Monte Grimano, Sasso Feltrio.
b Vedi mappa in basso.
c Le isosisme sono linee chiuse che separano
zone in cui il terremoto si è manifestato con intensità differenti. In teoria le isosisme dovrebbero essere linee circolari concentriche disposte attorno all’area pleistosismica (area delimi-
3
6
5
6
6
6
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8
7
8
VIII
Castelleale
4
5
Misano Monte
3
3
Croce
Morciano
di Romagna
8
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VII
7
Santa Lucia
Coriano
Montescudo
7
8
6
4
V
7
6
III
Vecciano
6
Pietracuta
3
Ospedaletto
Verucchio
6
5
Monte Grimano
5
Onferno
6
6
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Taverna
Montefiore Conca
Sasso Feltrio
Castello
6
Pugliano
4
3
VI
V
44 La differenza di tempo tra l’arrivo dell’onda P e
dell’onda S è di 50 secondi, che corrispondono
a una distanza di 500 km. Dall’ampiezza massima registrata di 20 mm e dalla distanza di 500
km si ricava una magnitudo di circa 5,8 nella
scala Richter.
5
Montebello
5
43
a Fino a un certo valore dello sforzo la relazione
sforzo-deformazione è lineare: la roccia si deforma elasticamente seguendo la legge di Hooke; al di sopra di questo valore la relazione non
è più lineare e quando lo sforzo raggiunge il
punto di rottura la roccia si frattura.
b La resistenza di una roccia agli sforzi aumenta
all’aumentare della pressione litostatica.
c A modeste profondità il comportamento delle
rocce sottoposte a sforzo è fragile, a pressione
confinante di diversi kbar il comportamento
delle rocce diventa duttile.
5
Villa Verucchio
5
5
Esercizi
capitolo
9
SOLUZIONI DEGLI
ESERCIZI DEL TESTO
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
IV
3
4
Piandicastello
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99
capitolo
9
Le Scienze della Terra - secondo biennio
I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA
tata dalla isosisma di intensità massima), ma
una disomogenea distribuzione delle rocce e
delle strutture geologiche in profondità ne determinano un andamento irregolare. In linea di
massima, maggiore è la distanza tra le isosisme,
maggiore è la profondità dell’ipocentro.
46
1
Faglia
2
Epicentro
3
4
Onde sismiche
Ipocentro
Questions
47 Risposta aperta dello studente.
48 Risposta aperta dello studente.
100
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