la struttura della terra

Cognome....................................................................... Nome ............................................................................. LA STRUTTURA DELLA TERRA Le nostre conoscenze dell’interno della Terra si basano su informazioni ottenute in modo indiretto; la principale fonte di informazioni è rappresentata dallo studio dei terremoti e delle onde sismiche che essi generano e che vengono rilevate anche a grande distanza da strumenti noti come sismografi. Le onde sismiche sono vibrazioni che si propagano sia all’interno sia alla superficie della Terra e sono simili alle onde acustiche che si propagano nell’aria, prodotte, per esempio, percuotendo un tamburo. Un terremoto produce due tipi di onde, dette onde P, le prime ad arrivare ai sismografi, e onde S, che viaggiano più lentamente e arrivano “per seconde”. Le onde P si propagano nei materiali sia solidi sia liquidi, come l’acqua e le rocce fuse; le onde S invece si propagano solo nei materiali solidi. Le onde sismiche, inoltre, cambiano velocità a seconda del materiale che attraversano: passando da un materiale meno denso a uno più denso, la loro velocità aumenta, mentre diminuisce passando da un materiale più denso a uno meno denso. Infine, a ogni cambiamento di velocità, corrisponde quasi sempre una deviazione dell’onda, cioè una riflessione o una rifrazione. In base allo studio delle onde sismiche di migliaia di terremoti, si è osservato che esse subiscono bruschi cambiamenti di velocità e direzione a ben determinate profondità: ciò indica che l’interno della Terra è fatto di materiali differenti per composizione, densità e stato fisico. I dati raccolti evidenziano che i diversi materiali sono distribuiti, a grandi linee, in tre strati principali (modello a strati dell’interno della Terra); le superfici di separazione tra uno strato e l’altro sono dette discontinuità: è qui dove le onde sismiche sono deviate. I tre strati o involucri sono: la crosta terrestre, che è quello più esterno, il mantello e il nucleo, posto al centro. •
La crosta terrestre è un sottile involucro roccioso, che costituisce all’incirca solo l’1% del volume della Terra. È separata dal mantello dalla discontinuità di Mohorovičić (denominazione spesso abbreviata in Moho), che si trova ad una profondità variabile tra 35 e 70 km al di sotto dei continenti e tra 5 e 15 sotto i fondali oceanici; si distinguono due tipi di crosta: la crosta continentale, più spessa ma più leggera (densità media = 2,7 g/cm3), e la crosta oceanica, più sottile ma più pesante (densità media = 3 g/cm3). •
La maggior parte del volume della Terra è costituita dal mantello, che è separato dal nucleo dalla discontinuità di Gutenberg, a una profondità di circa 2900 km. La porzione più esterna del mantello, detta mantello litosferico è interamente solida (densità media 3,3 g/cm3), mentre una porzione sottostante, detta astenosfera, molto calda, forma uno strato plastico, dove le rocce sono parzialmente allo stato fuso (con densità superiore a 3,3 g/cm3): è proprio in questa zona che si verificano i movimenti convettivi che contribuiscono a smaltire all’esterno il calore che giunge alla base dell’astenosfera dalle zone più interne. Il resto del mantello è solido. La crosta terrestre e il mantello litosferico sono “saldati” insieme e formano un blocco unico chiamato litosfera, che è la struttura base delle zolle rocciose o placche in cui è suddivisa la superficie solida della Terra. •
Il nucleo costituisce il “cuore” della Terra. Le nostre conoscenze al riguardo sono piuttosto scarse: sappiamo che il suo volume è circa il 16% di quello della Terra e che è molto denso. Si pensa sia costituito da ferro e da nichel. In base al comportamento delle onde sismiche, viene diviso in un nucleo esterno liquido , che non viene attraversato dalle onde S e in un nucleo interno solido; è nel nucleo esterno che, con tutta probabilità, si producono le correnti elettriche che generano il campo magnetico terrestre. Il nucleo interno e quello esterno sono separati dalla discontinuità di Lehmann, a una profondità di circa 5120 km. GUIDA ALLO STUDIO 1.
Che cosa ha permesso di scoprire lo studio delle onde sismiche? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... 2.
Che cos’è una superficie di discontinuità? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... 3.
Come si può descrivere la struttura interna della Terra? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... 4.
Che cos’è la litosfera? E l’astenosfera? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... CONCETTI CHIAVE Lo studio della propagazione delle onde sismiche all’interno della Terra indica che il nostro pianeta ha una struttura costituita da tre strati concentrici principali (modello a____________ dell’interno della Terra), separati tra loro da _____________________________: la ______________, lo strato esterno, il ________________ e il _________________ (suddiviso in un _______________________ liquido e in un __________________________ solido). La parte superiore solida del mantello, il __________________________, e la crosta terrestre sono saldati insieme e formano un blocco unico chiamato ________________________, che poggia sull’______________________, una porzione plastica del mantello dotata di una certa mobilità. NUCLEO | MANTELLO LITOSFERICO |ASTENOSFERA | STRATI | LITOSFERA| NUCLEO INTERNO | CROSTA | MANTELLO | NUCLEO ESTERNO | SUPERFICI DI DISCONTINUITÀ Completa inserendo anche i nomi delle discontinuità: