litosfera

struttura interna della Terra
densità media della Terra: 5,5 g/cm3
Km:
0 – 70
2.900
composizione chimica della Terra
differenziazione gravitativa
densità e temperatura interna
modelli propagazione onde
• Onde che attraversano un mezzo omogeneo
procedono in linea retta a velocità costante.
• Onde che attraversano un mezzo non omogeneo
modificano direzione e velocità.
modelli propagazione onde
• Quando le onde passano attraverso una superficie di
discontinuità che divide strati con caratteristiche
diverse, cambiano direzione, vengono riflesse o
rifratte, e cambiano velocità.
superfici di discontinuità
• La superficie che separa due mezzi nel quale le
onde sismiche si muovono a velocità e
direzione differente è detta superficie di
discontinuità.
• Analizzando i sismogrammi si sono scoperte
differenti superfici di discontinuità.
studio della propagazione delle onde
sismiche
La velocità di propagazione delle onde P e S
all’interno della Terra dipende quindi dalle
proprietà dei materiali che attraversano (ad
esempio dalla loro densità). Inoltre le onde P
rallentano nei fluidi, le onde S nei fluidi non si
propagano.
Dallo studio della propagazione delle onde sismiche si
osserva che la Terra non ha ne una composizione
uniforme ne una densità che cresce in modo
omogeneo, ma presenta superfici di discontinuità.
superfici di discontinuità
Discontinuità di Mohorovičić (Moho)
• Separa la crosta dal mantello.
• Non è una superficie sferica, sotto i confini
oceanici la profondità varia tra 4km e 10 km,
sotto i continenti tra 20km e 70 km.
Discontinuità di Gutenberg
• Separa il mantello dal nucleo.
• E’ una superficie sferica ad una profondità
regolare di 2.900 km.
• In corrispondenza di questa discontinuità le
onde P rallentano, le S vengono fermate.
Discontinuità di Lehmann
• Separa il nucleo esterno (liquido) dal nuclo
interno (solido).
• E’ una superficie sferica ad una profondità
regolare di 5.170 km.
• Scoperta osservando sismogrammi relativi alle
esplosioni nucleari.
crosta
Sottile, rigida, composizione eterogenea,
spessore variabile. Occupa il 3% del volume del
pianeta.
Formata da rocce magmatiche (65%, di cui 2/3
circa basalto), rocce metamorfiche (27%) e
sedimentarie (8%).
Si divide in Crosta Continentale e Crosta
Oceanica.
crosta continentale ed oceanica
crosta continentale
• 40% della crosta terrestre
• Spessore variabile da circa 20 km a circa 70 km
• Molto eterogenea, contiene rocce databili
anche 4 miliardi di anni, con una lunga storia
geologica (cicli litogenetici, orogenesi ed altre
dinamiche tettoniche ) tutt’ora in svolgimento.
• Densità media 2,7 g/cm3
Acasta Gneis, Inukjuak, Quebec. Databile circa 4 miliardi di anni, è la più antica roccia
conosciuta.
Crosta continentale: età delle rocce.
crosta continentale
Contiene l’80% delle rocce della
crosta. La struttura è variabile. Si
osservano comunque in genere
rocce sedimentarie in superficie
(6%), ed in profondità rocce
magmatiche (47%) e
metamorfiche (27%),
prevalentemente sialiche.
crosta oceanica
• 60% della crosta terrestre
• Spessore di pochi chilometri (circa 4-10 km)
• Relativamente omogenea, contiene rocce mai
più antiche di 200 milioni di anni.
• Densità media 3 g/cm3
crosta oceanica
Costituita da tre strati
sovrapposti:
• Sedimenti
• Basalti (pavimento oceanico)
• Gabbri
Composizione delle rocce
prevalentemente femica.
Crosta oceanica: età delle rocce.
• Il confine tra crosta oceanica e continentale non
coincide con la linea di costa. La piattaforma al
di sotto delle acque fa parte della crosta
continentale, ed è separata da quella oceanica
da una scarpata.
isostasia
crosta: composizione chimica
Project “Mohole” 1961, “Life” Magazine
mantello
Occupa il’83% del volume del pianeta.
Costituisce il 67% della massa del pianeta.
Il mantello superiore (massima profondità 700
km) è formato da rocce ultrafemiche come le
peridotiti. Contiene l’astenosfera (all’incirca tra i
100-150 km e i 250 km di profondità).
Il mantello inferiore (da 700 km a 2.900 km di
profondità) è più denso, formato probabilmente
da ossidi femici.
litosfera
litosfera Strato geologico più esterno
della Terra, caratterizzato da un
comportamento rigido ed elastico,
costituita dall’insieme della crosta e della
parte superiore del mantello terrestre. Lo
spessore è variabile: al di sotto delle
dorsali oceaniche la presenta spessori
valutati intorno ai 5-10 km mentre sotto le
aree continentali arriva probabilmente
anche fino a 150 km.
litosfera
• La litosfera poggia su un substrato
denominato astenosfera. La litosfera non
costituisce un involucro continuo sulla
superficie terrestre, ma è rotta in
numerose zone di frattura molto estese,
sedi di intensa attività sismica. Queste
zone delimitano un mosaico di zolle (o
placche) che sono in moto relativo le une
rispetto alle altre e che slittano sul
substrato plastico della astenosfera.
astenosfera
astenosfera Regione del mantello
terrestre al di sotto della litosfera,
caratterizzata da una brusca diminuzione
della velocità di propagazione delle onde
sismiche (in particolare, delle onde S). La
profondità varia probabilmente tra pochi
kilometri ad un massimo di 250 km sotto
la superficie.
astenosfera
Si interpreta come zona a comportamento
plastico in cui probabilmente parte delle
rocce (meno del 10%) sono fuse o
prossime al punto di fusione (temperatura
maggiore di 1.000 °C). Sotto le dorsali
oceaniche, conformemente
all'assottigliamento della litosfera,
l'astenofera risale verso la superficie.
nucleo
Occupa circa il 14% del volume del pianeta,
raggio di circa 3.500 km. Ha una densità media
che varia da circa 10 a circa 13 g/cm3
La temperatura del nucleo si stime possa
raggiungere i 6.000 K.
nucleo
Il nucleo esterno (2.900-5.170 km) si comporta
come un fluido.
Il nucleo interno (5.170-6.371 km) si comporta
come un solido.
Si ritiene che il nucleo sia costituito
prevalentemente, ma non solo, da ferro e nichel.
tomografia sismica
flusso geotermico
La quantità di energia termica emessa da un’unità
di superficie terrestre in un secondo è detta flusso
geotermico (in media il valore è di 1,5 μcal/cm3/s).
calore interno
Il flusso geotermico è dovuto al calore interno della
Terra.
calore interno
• La Terra emette più calore di quanto ne riceve
dal Sole
• Le fonti di questo calore sono due:
Calore primordiale
Radioattività naturale di isotopi presenti nel
mantello e nella crosta
campo magnetico terrestre
epoche magnetiche