Tema D – Capitolo 4 – La Terra e la sua evoluzione
1. L’interno della Terra
2. Come si è formato il pianeta Terra?
3. La deriva dei continenti
4. La tettonica delle placche
5. L’erosione, il trasporto e la sedimentazione
6. I fossili
Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011
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Indice
L’interno della Terra
onde sismiche
riflesse
terremoto
• I geologi hanno scoperto com’è
fatto l’interno della Terra
studiando le onde sismiche.
• Si producono piccoli terremoti
artificiali e si misura
la propagazione delle onde
nel sottosuolo.
• Le onde sismiche cambiano
velocità e sono deviate
quando incontrano discontinuità,
ossia quando cambia la densità
o lo stato di aggregazione
del materiale in cui si propagano.
discontinuità
onde che cambiano
velocità e direzione
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L’interno della Terra
crosta
astenosfera
1300 ºC
300 km
la struttura interna
del pianeta Terra
secondo i geologi
mesosfera
2000 ºC
mantello
2900 km
nucleo esterno
3000 ºC
nucleo
interno
5000 km
4500 ºC
6400 km
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L’interno della Terra
Il «guscio» che ricopre la Terra è la crosta terrestre, uno strato solido che
comprende le masse dei continenti e i fondali degli oceani.
litosfera = crosta terrestre + parte più superficiale del mantello, che è rigida
crosta oceanica
crosta continentale
litosfera
astenosfera (mantello parzialmente fuso)
Sotto la litosfera, nel mantello terrestre ci sono:
• l’astenosfera, formata in parte da magma fluido
• la mesosfera, che è rigida e si estende fino a una profondità di 2900 kilometri.
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L’interno della Terra
L’interno della Terra
è caldo.
Oltre i 500 m di profondità
la temperatura aumenta di
circa 30 ºC ogni kilometro.
Sotto la crosta terrestre
poi la temperatura cresce
ancora, ma più lentamente.
La parte più calda del pianeta è il nucleo centrale:
• nucleo esterno: è fluido e ha uno spessore di circa 2000 kilometri
• nucleo interno: è solido, ha un raggio di circa 1500 kilometri
e temperatura superiore a 4000 ºC
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Come si è formato il pianeta Terra?
Il nostro pianeta si è formato
4,5 miliardi di anni fa,
quando la forza di gravità
ha fatto accumulare
polveri e grani di roccia
dispersi nello spazio.
All’inizio la Terra fu un caldissimo globo di magma, per tre ragioni:
• il bombardamento da parte dei corpi solidi che via via si aggiungevano
• la pressione degli strati più esterni su quelli interni
• la radioattività, con atomi che si trasformano liberando energia.
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Come si è formato il pianeta Terra?
Poi si formarono gli strati interni:
i materiali più densi (come il ferro)
affondarono nel nucleo, quelli
meno densi salirono in superficie:
• i silicati di alluminio, più leggeri,
hanno dato origine alla crosta
• i silicati di magnesio, più pesanti,
hanno formato il mantello.
La prima atmosfera terrestre era
fatta di vapore acqueo (80% circa)
e diossido di carbonio (18% circa).
La vita si è sviluppata negli oceani;
soltanto in seguito si è estesa anche
alla terraferma.
In seguito il pianeta si è raffreddato
e il vapore acqueo si è condensato
dando origine agli oceani.
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La deriva dei continenti − La teoria di Alfred Wegener
fossili di mesosauro
formazioni rocciose
fossili di Glossopteris
Sudamerica e Africa meridionale:
• sembrano due tasselli di un puzzle
• hanno formazioni rocciose simili
• ospitano fossili degli stessi animali
e delle stesse piante, risalenti
a oltre 200 milioni di anni fa.
I fossili della pianta Glossopteris
sono stati trovati anche in India,
in Antartide e in Australia.
Come si spiegano tutte queste
osservazioni?
200 milioni di anni fa gli odierni continenti
erano uniti in un’unica grande terra emersa
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La deriva dei continenti − La teoria di Alfred Wegener
200 milioni di anni fa
100 milioni di anni fa
oggi
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Le dorsali oceaniche
Una ricostruzione tridimensionale
della crosta oceanica.
Al centro degli oceani
si riconoscono le grandi dorsali.
Le principali fosse sono vicino
alle coste dell’Asia, dell’Australia
e del Sudamerica.
Esplorando il fondo del mare si è scoperto che
in mezzo agli oceani ci sono le dorsali oceaniche:
• al centro c’è una valle, una spaccatura attraverso cui fuoriesce magma
che sale dal mantello
• il magma emerso si raffredda e forma due catene montuose laterali.
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Le dorsali oceaniche
Che cosa accade sotto le dorsali oceaniche?
dorsale oceanica
2
2 ai lati delle dorsali il magma
si sposta, creando nuova crosta
e raffreddandosi
2
cella
convettiva
3
1
1 il magma sale e, quando
incontra fratture nella crosta
terrestre, emerge in superficie
3
3 il magma raffreddato affonda
nell’astenosfera ed è sostituito
da altro magma caldo
Le correnti convettive dell’astenosfera funzionano come un nastro
trasportatore, che trascina la litosfera in senso orizzontale.
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La tettonica delle placche
placca
nordamericana
placca
euroasiatica
placca delle
Filippine
placca del
Pacifico
placca
australiana
placca dei
placca
Caraibi
di Cocos
placca
placca
di Nazca sudamericana
placca
antartica
placca
euroasiatica
placca
arabica
placca
africana
placca
antartica
La litosfera è formata da grandi «lastre» delimitate dalle dorsali e dalle fosse oceaniche.
Le placche o zolle della litosfera si muovono lentamente
come zattere che «galleggiano» sull’astenosfera,
trascinando con sé le masse dei continenti.
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La tettonica delle placche
Che cosa succede
quando due placche
si avvicinano una
all’altra?
Si ha l’orogenesi,
ossia la formazione
di una catena
montuosa.
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La tettonica delle placche
Che cosa succede quando la crosta continentale di una placca
si avvicina alla crosta oceanica di un’altra placca?
Si ha la subduzione: la crosta oceanica, che è più densa,
affonda sotto la crosta continentale con cui si scontra.
Come risultato si possono formate catene montuose e fosse oceaniche.
fossa oceanica
Con la subduzione la
crosta terrestre viene
«riciclata»: finisce
nell’astenosfera,
fonde e prima o poi
tornerà in superficie
attraverso una
dorsale oceanica.
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I fenomeni geologici endogeni ed esogeni
I fenomeni endogeni hanno origine
all’interno della Terra; nell’arco
di molti milioni di anni modificano
l’aspetto della superficie terrestre.
I fenomeni geologici esogeni hanno
origine al di fuori della litosfera;
con la loro azione continua
modificano lentamente il paesaggio.
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L’erosione
L’erosione
disgrega la roccia.
Può essere provocata da:
• sbalzi di temperatura
• pioggia e vento
• onde del mare
e cascate
• l’azione chimica
dell’acqua, che
scioglie i sali minerali
Nelle rocce calcaree l’acqua scava grotte e pozzi.
Questi fenomeni carsici prendono il nome
dall’altopiano del Carso, tra la Venezia-Giulia e la Slovenia.
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Il trasporto dei detriti
I fiumi che trasportano i detriti
hanno scavato le valli a forma di V
e gli spettacolari canyon.
Le valli a forma di U sono state
invece scavate dal lento scorrimento
di antichi ghiacciai.
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La sedimentazione
erosione
trasporto
trasporto
sedimentazione
i detriti prodotti dall’erosione
delle montagne sono trasportati dai
ghiacciai e dai fiumi fino a depositarsi
nei bacini di sedimentazione
I detriti si accumulano formando strati sovrapposti: in alto ci sono
i sedimenti più recenti, mentre gli strati più profondi sono i più antichi.
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La diagenesi
• l’accumulo di detriti
nei bacini sedimentari
comprime gli strati inferiori
• l’acqua viene espulsa
mentre i sali minerali si legano
ai sedimenti e li cementano
• inizia così il processo della diagenesi,
che trasforma i sedimenti
in rocce sedimentarie
• in seguito i movimenti tettonici
le spingeranno in superficie,
formando nuove montagne
Si completa così un ciclo geologico:
erosione trasporto dei detriti sedimentazione diagenesi
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I fossili
Talvolta i resti di un organismo raggiungono un bacino sedimentario
e vi rimangono inglobati.
un organismo morto
finisce in fondo al mare,
dove lo ricoprono
i sedimenti portati
dai fiumi
con il tempo i resti di altri
organismi sono inglobati
in altri sedimenti
che si accumulano
sopra i precedenti
lentamente, con la
diagenesi, i sedimenti
diventano rocce al cui
interno rimangono i fossili
di animali del passato
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I fossili
La paleontologia è la scienza che studia gli esseri viventi dell’antichità.
La ricostruzione di uno scheletro di plesiosauro.
Paleontologi al lavoro in uno scavo.
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I fossili
Attraverso i fossili possiamo scoprire come è cambiata nel tempo la vita
sul nostro pianeta.
In particolare, soltanto grazie ai fossili
possiamo conoscere specie che oggi
sono estinte, cioè non esistono più,
come questo dinosauro.
Delle piante la fossilizzazione preserva
le parti ricoperte da gusci duri che
resistono ai decompositori, come i semi
o questo polline di 3500 anni fa.
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