PROGRAMMAZIONE PER IL CORSO DI SCIENZE DELLA TERRA E GEOGRAFIA ASTRONOMICA – CLASSE V – A.S. 2009/2010
TESTO UTILIZZATO: PALMIERI – PAROTTO “IL GLOBO TERRESTRE E LA SUA EVOLUZIONE” – ZANICHELLI
PREVISIONE DEL MONTE ORE DISPONIBILE
Le 33 settimane previste per le attività didattiche offrono un totale di 33 x 2 = 66 ore.
Ancona 20 ottobre 2009
Modulo 1 – LA TERRA NELLO SPAZIO (PERIODO: (SETTEMBRE- METÀ NOVEMBRE)
Ore di lezione in
aula
Sfera celeste
1
Evoluzione stellare
1
Teorie sull’origine dell’universo.
1
Caratteristiche del Sole e del sistema solare
1
Forma e dimensioni della Terra
1
Moti della Terra
1
Conseguenze dei moti della Terra
1
I moti millenari della Terra
1
Orientamento
1
Misura del tempo e fusi orari
1
Moti della Luna e fasi lunari
2
VERIFICHE, RIPASSO E RECUPERO
6
ORE TOTALI
18
Argomento
Ore di lezione in
laboratorio
-
Ore di lezione in
aule speciali
-
Ore totali
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
6
18
Competenze:
• individuare i principali punti di riferimento nella sfera celeste e interpretare il moto apparente degli astri come conseguenza del moto di
rotazione della Terra;
• individuare le prove dei moti di rotazione e rivoluzione della Terra;
• interpretare le grandi variazioni climatiche del pianeta come conseguenza dei moti millenari.
Contenuti
•
•
•
•
L’ambiente celeste
Il Sistema Solare
Il pianeta Terra
La Luna e il sistema
Terra-Luna
Strumenti didattici
adottabili
• Lezione frontale
• Libro di testo
• CD ROM e
audiovisivi
• Lucidi
• Riviste
specializzate
• Attività di
laboratorio
Indicatori delle competenze
• disegnare la sfera celeste e posizionare i poli celesti, il piano dell’orizzonte celeste,
il piano dell’equatore celeste, lo zenit, il nadir, il meridiano fondamentale
• indicare nella rappresentazione della sfera celeste la traiettoria apparente di un
corpo celeste di cui è nota la declinazione
• convertire distanze espresse in UA, anni luce, km, parsec da una unità di misura
alle altre
• spiegare il motivo per cui alcune stelle hanno magnitudine assoluta maggiore
della magnitudine apparente, mentre per altre stelle è vero il contrario
• dato il diagramma H-R, spiegare le relazioni esistenti tra le grandezze riportate
negli assi
• collocare correttamente una stella nella posizione occupata nel diagramma H-R,
nota la classe spettrale (o la temperatura) e la luminosità assoluta (o la
magnitudine assoluta)
• stabilire, nota la massa iniziale di una stella, i diversi punti occupati dall’astro nel
diagramma H-R in funzione di suoi stadi evolutivi
• descrivere l’effetto Doppler
• enunciare la teoria del big bang
• dare la definizione di pianeta, pianeta nano, satellite, asteroide, cometa,
meteoroide, meteora, meteorite, nebulosa
• spiegare come avviene il trasferimento dell’energia prodotta nel nucleo del Sole
fino alla fotosfera
• descrivere la struttura interna del Sole
• esprimere in UA le distanze tra i corpi del sistema solare
• rappresentare graficamente la prima e la seconda legge di Keplero
• indicare la relazione tra eccentricità dell’orbita e distanza del pianeta dal Sole in
afelio e in perielio
• utilizzare la legge dei tempi per ricavare il periodo della rivoluzione di un
pianeta, nota la sua distanza dal Sole
• utilizzare la legge dei tempi per ricavare la distanza dal Sole di un pianeta, noto il
suo periodo di rivoluzione
• paragonare il periodo di rivoluzione di due pianeti, note le loro distanze dal Sole
• distinguere tra pianeti di tipo terrestre e pianeti di tipo gioviano
• disegnare l’orbita ellittica della Terra, indicando la posizione del Sole, del perielio
e dell’afelio
• elencare e discutere almeno tre prove della sfericità della Terra
• discutere il metodo di Eratostene per determinare le dimensioni della Terra
• descrivere e discutere le prove dello schiacciamento polare della Terra
• calcolare la latitudine di un punto, nota l’altezza della stella Polare o l’altezza del
Sole in un giorno equinoziale
• misurare la latitudine di un punto su una carta dotata di reticolato geografico
• calcolare la longitudine di un punto, nota la differenza oraria con il meridiano
fondamentale
• descrivere i cambiamenti di ora e di data che deve effettuare un viaggiatore che
passi da un fuso orario all’altro e che intersechi nel viaggio anche la linea del
cambiamento di data
• spiegare perché l’angolo di declinazione magnetica assume valori diversi a
seconda del punto di stazionamento
• elencare e discutere le prove della rotazione della Terra
• spiegare le cause della deviazione dalla traiettoria di corpi in moto non vincolato
sulla superficie terrestre
• elencare e discutere le prove della rivoluzione della Terra
• evidenziare anche con uno schema l’influenza dell’inclinazione dell’asse terrestre
nel determinare il fenomeno delle stagioni
• descrivere le reciproche posizioni di Terra e Sole nei giorni degli equinozi e dei
solstizi
• chiarire i rapporti tra asse terrestre e raggi solari nei giorni degli equinozi e dei
solstizi
• indicare la latitudine alla quale i raggi solari cadono perpendicolari per ciascun
giorno degli equinozi e dei solstizi
• tracciare sulla rappresentazione della sfera celeste, nota la declinazione del Sole,
la traiettoria apparente del Sole per un osservatore posto a una latitudine data e
trarne le conseguenze in termini di durata del dì e della notte
• descrivere l’effetto dovuto alla attrazione luni-solare sulla inclinazione dell’asse
di rotazione terrestre rispetto al piano dell’orbita
• descrivere le conseguenze del moto di precessione luni-solare sulla posizione del
polo nord celeste e sulla posizione degli equinozi nell’orbita terrestre
• descrivere le conseguenze del moto della linea degli apsidi sulla precessione degli
equinozi
• descrivere e discutere le conseguenze della precessione degli equinozi sulla
escursione calorica annua
• descrivere e discutere le conseguenze della variazione dell’eccentricità dell’orbita
sulla escursione calorica annua
• descrivere e discutere le conseguenze della variazione dell’inclinazione dell’asse
terrestre sulla escursione calorica annua
• descrivere le conseguenze della variazione della escursione calorica annua sui
grandi cambiamenti climatici
• descrivere e discutere i moti della Luna
• spiegare perché la faccia della Luna rivolta verso la Terra è sostanzialmente
sempre la stessa
• disegnare uno schema con le posizioni reciproche di Sole, Terra e Luna nelle
diverse fasi lunari
• rappresentare con uno schema la posizione di congiunzione e di opposizione
della Luna.
• disegnare le posizioni di Sole, Terra e Luna in una eclisse di Luna e in una eclisse
di Sole
Modulo 2 – LA TERRA SOLIDA (PERIODO: ( METÀ NOVEMBRE - DICEMBRE)
Ore di lezione in
Argomento
aula
Costituenti della Terra solida
1
Classificazione delle rocce e ciclo litogenetico
2
Stratigrafia e tettonica
2
VERIFICHE, RIPASSO E RECUPERO
6
ORE TOTALI
11
Ore di lezione in
laboratorio
1
1
Ore di lezione in
aule speciali
1
1
Ore totali
1
3
3
6
13
Competenze:
• analizzare la composizione della crosta terrestre in termini di minerali e rocce;
• riconoscere il processo di genesi dei principali tipi di rocce;
2
•
•
ricavare informazioni dalle caratteristiche delle formazioni geologiche per ricostruire la paleogeografia di un territorio;
spiegare i fenomeni di deformazione delle rocce e individuare nel paesaggio la presenza di eventuali formazioni rocciose che hanno
subito deformazioni;
Contenuti
• La crosta terrestre:
minerali e rocce
• La giacitura e le
deformazioni delle
rocce
Strumenti didattici
adottabili
• Lezione frontale
• Libro di testo
• CD ROM e
audiovisivi
• Lucidi
• Riviste
specializzate
• Attività di
laboratorio
Indicatori delle competenze
• correlare l’abito cristallino con la struttura del reticolo cristallino
• elencare le condizioni necessarie perché possa formarsi un solido cristallino
• spiegare come le dimensioni relative e le cariche ioniche delle particelle che
formano il reticolo cristallino influenzano la loro coordinazione
• elencare le principali proprietà fisiche che consentono di distinguere i minerali
• spiegare come sono classificati i silicati
• giustificare le differenze tra silicati mafici e felsici in funzione della loro diversa
struttura
• elencare le principali categorie dei minerali non silicati e citare almeno un
minerale tipico per ciascuna
• spiegare perché è difficile risalire dalla composizione di una roccia magmatica a
quella del magma originario
• distinguere tra rocce magmatiche effusive, intrusive e porfiriche
• spiegare l’importanza del contenuto in silice come criterio classificativo delle
rocce magmatiche
• descrivere le modalità con cui si può originare il magma
• indicare il ruolo svolto dall’anatessi nella formazione dei batoliti
• indicare i criteri seguiti nella classificazione delle rocce sedimentarie
• spiegare come può essere individuato il grado metamorfico di una roccia
• fornire esempi di facies metamorfiche, correlandole alle rispettive caratteristiche
di temperatura e di pressione
• descrivere le condizioni e i processi che portano molte rocce metamorfiche ad
assumere una struttura scistosa
• descrivere le trasformazioni delle rocce che possono avvenire nel ciclo
litogenetico
• spiegare come è possibile ricostruire le caratteristiche paleogeografiche dallo
studio delle facies sedimentarie
• applicare i principi della stratigrafia per determinare la datazione relativa di strati
che compaiono in una sezione geologica
• descrivere una successione sedimentaria tipica di una trasgressione e una
successione sedimentaria tipica di una regressione
• individuare in una sezione geologica discordanze angolari e lacune stratigrafiche
• indicare i fattori che influiscono sul comportamento elastico o plastico delle rocce
• descrivere gli effetti del tempo di applicazione di una forza deformante a una
roccia sul comportamento fragile o duttile della roccia stessa
• correlare la presenza di faglie normali e inverse a fenomeni crostali
rispettivamente distensivi e compressivi
• indicare i casi in cui gli strati più vecchi di una piega si sovrappongono a quelli
più giovani
• indicare i casi in cui la formazione di una piega provoca inversione degli strati
• descrivere il processo di ricoprimento di un continente da parte di una falda
• interpretare la presenza di strati di sedimenti marini corrugati e inclinati a quote
di migliaia di metri
• spiegare come può essere ricostruito l’andamento dei corpi rocciosi di una data
area
Modulo 3 – LA DINAMICA ENDOGENA (PERIODO: GENNAIO-APRILE)
Ore di lezione in
Argomento
aula
Fenomeni vulcanici
3
Fenomeni sismici
3
Struttura interna della Terra
3
Espansione dei fondali oceanici
3
Modello della tettonica delle placche
3
VERIFICHE, RIPASSO E RECUPERO
8
ORE TOTALI
23
Ore di lezione in
laboratorio
-
Ore di lezione in
aule speciali
1
1
2
Ore totali
4
4
3
3
3
8
25
Competenze:
• correlare i diversi tipi di manifestazioni vulcaniche alle caratteristiche del magma;
3
•
•
•
•
interpretare le manifestazioni sismiche secondo la teoria del rimbalzo elastico e correlarne le conseguenze alla propagazione delle onde
sismiche;
discutere il modello della struttura a strati concentrici del pianeta;
correlare l’ipotesi della espansione dei fondali oceanici alla teoria della tettonica delle placche;
interpretare la distribuzione e le caratteristiche delle principali morfologie crostali secondo la teoria della tettonica delle placche;
Contenuti
• La crosta terrestre:
minerali e rocce
• La giacitura e le
deformazioni delle
rocce
Strumenti didattici
adottabili
• Lezione frontale
• Libro di testo
• CD ROM e
audiovisivi
• Lucidi
• Riviste
specializzate
• Attività di
laboratorio
Indicatori delle competenze
• correlare l’abito cristallino con la struttura del reticolo cristallino
• elencare le condizioni necessarie perché possa formarsi un solido cristallino
• spiegare come le dimensioni relative e le cariche ioniche delle particelle che
formano il reticolo cristallino influenzano la loro coordinazione
• elencare le principali proprietà fisiche che consentono di distinguere i minerali
• spiegare come sono classificati i silicati in funzione del modo in cui avviene la
compensazione delle cariche negative dei tetraedri SiO44–
• spiegare perché nella struttura dei feldspati, silicati in cui si ha la totale
condivisione degli ossigeni dei tetraedri, entrano ioni metallici positivi
• giustificare le differenze tra silicati mafici e felsici in funzione della loro diversa
struttura
• elencare le principali categorie dei minerali non silicati e citare almeno un
minerale tipico per ciascuna
• spiegare perché è difficile risalire dalla composizione di una roccia magmatica a
quella del magma originario
• distinguere tra rocce magmatiche effusive, intrusive e porfiriche
• spiegare l’importanza del contenuto in silice come criterio classificativo delle
rocce magmatiche
• descrivere le modalità con cui si può originare il magma
• indicare il ruolo svolto dall’anatessi nella formazione dei batoliti
• discutere perché i minerali carbonati sono presenti in molte rocce sedimentarie,
ma sono generalmente assenti nelle rocce magmatiche
• indicare i criteri seguiti nella classificazione delle rocce sedimentarie
• spiegare come può essere individuato il grado metamorfico di una roccia
• fornire esempi di facies metamorfiche, correlandole alle rispettive caratteristiche
di temperatura e di pressione
• descrivere le condizioni e i processi che portano molte rocce metamorfiche ad
assumere una struttura scistosa
• descrivere le trasformazioni delle rocce che possono avvenire nel ciclo
litogenetico
• spiegare come è possibile ricostruire le caratteristiche paleogeografiche dallo
studio delle facies sedimentarie
• applicare i principi della stratigrafia per determinare la datazione relativa di strati
che compaiono in una sezione geologica
• descrivere una successione sedimentaria tipica di una trasgressione e una
successione sedimentaria tipica di una regressione
• individuare in una sezione geologica discordanze angolari e lacune stratigrafiche
• indicare i fattori che influiscono sul comportamento elastico o plastico delle rocce
• descrivere gli effetti del tempo di applicazione di una forza deformante a una
roccia sul comportamento fragile o duttile della roccia stessa
• correlare la presenza di faglie normali e inverse a fenomeni crostali
rispettivamente distensivi e compressivi
• indicare i casi in cui gli strati più vecchi di una piega si sovrappongono a quelli
più giovani
• indicare i casi in cui la formazione di una piega provoca inversione degli strati
• descrivere il processo di ricoprimento di un continente da parte di una falda
• interpretare la presenza di strati di sedimenti marini corrugati e inclinati a quote
di migliaia di metri
• spiegare come può essere ricostruito l’andamento dei corpi rocciosi di una data
area
• spiegare perché le masse magmatiche tendono a risalire verso la superficie
• indicare i fattori che influenzano la viscosità dei magmi
• descrivere il comportamento dei gas contenuti nel magma all’abbassamento della
pressione
• correlare le caratteristiche dei diversi tipi di eruzione all’abbondanza di silice e
alla presenza di gas nel magma
• indicare le differenze tra eruzioni centrali e lineari, distinguendo il caso di magmi
basaltici e magmi felsici
• descrivere le principali manifestazioni gassose che caratterizzano le ultime fasi
4
dell’attività vulcanica
• correlare le caratteristiche dell’attività vulcanica alle strutture crostali alle quali si
accompagna
• ricordare che i vulcani sono distribuiti sulla superficie terrestre in modo non
casuale, addensati lungo fasce allungate
• chiarire perché i terremoti sono fenomeni tettonici
• distinguere tra comportamento plastico e comportamento elastico di un materiale
• esporre la teoria del rimbalzo elastico
• spiegare perché ogni area sismica ha un proprio specifico periodo di ritorno
• indicare le differenze e le somiglianze tra i diversi tipi di onde sismiche
• descrivere il funzionamento di un sismografo
• spiegare come è possibile determinare la posizione dell’epicentro di un terremoto
dall’analisi dei sismogrammi rilevati in almeno tre diverse stazioni sismologiche
• distinguere tra magnitudo e intensità di un terremoto
• indicare quale rapporto di energia liberata si ha tra due terremoti dei quali è
fornito il valore di magnitudo
• chiarire l’importanza della sismologia nello studio dell’interno della Terra
• descrivere il modello a strati concentrici del pianeta
• spiegare come può essere individuata una superficie di discontinuità all’interno
della Terra
• indicare quali sono i criteri che portano alla distinzione in crosta e mantello e
nucleo, oppure in litosfera, astenosfera e mesosfera
• indicare le principali aree del pianeta sede di attività sismica
• discutere i dati che spingono a ritenere che l’interno della Terra abbia
caratteristiche diverse dalle rocce crostali
• descrivere le caratteristiche fisiche degli involucri che formano la Terra
• indicare i dati sperimentali che fanno ritenere che il mantello sia composto di
peridotite
• esporre i dati che fanno ritenere che il nucleo sia composto da una lega di ferro,
nichel e silicio
• spiegare perché non sono attendibili i valori di temperatura per l’interno della
Terra ottenibili dalla semplice estrapolazione del gradiente termico
• interpretare la curva della geoterma, correlandone le caratteristiche alle
informazioni sull’interno della Terra deducibili dalla sismologia
• spiegare l’origine del calore interno della Terra
• descrivere le caratteristiche del flusso di calore nei continenti e nei fondi oceanici
• spiegare perché il modello della barra magnetica non è sostenibile per spiegare il
campo magnetico terrestre
• discutere il modello della dinamo autoeccitante per spiegare le caratteristiche del
campo magnetico terrestre
• spiegare come è stata costruita la scala stratigrafica paleomagnetica
• spiegare come si possono ricavare indicazioni sulla posizione del polo nord
magnetico in epoche passate dallo studio del paleomagnetismo delle rocce di
diversi continenti
• chiarire le differenze tra crosta continentale e crosta oceanica
• utilizzare il principio dell’isostasia per descrivere le diverse caratteristiche della
crosta continentale e della crosta oceanica
• spiegare con esempi i fenomeni di aggiustamento isostatico che interessano vaste
aree della superficie terrestre
• spiegare perché si ritiene che a particolari condizioni il comportamento delle
rocce del mantello possa essere considerato plastico
• discutere gli argomenti geofisici, geologici, paleontologici, paleoclimatici che
Wegener portava a sostegno della propria teoria
• indicare i maggiori ostacoli alla accettazione della teoria proposta da Wegener
• descrivere la morfologia dei fondali oceanici
• descrivere l’andamento topografico tipico delle dorsali medio-oceaniche
• interpretare le caratteristiche delle dorsali oceaniche come il risultato di un flusso
ascendente di magma in corrispondenza della rift valley
• descrivere l’andamento dell’asse delle dorsali medio-oceaniche e la topografia
delle zone di frattura
• esporre l’ipotesi dell’espansione dei fondali oceanici e citare le prove che la
sostengono
• interpretare le caratteristiche delle fosse oceaniche come il risultato della
subduzione di crosta oceanica in corrispondenza della fossa
• indicare le conseguenze delle inversioni di polarità sulla magnetizzazione delle
rocce
• spiegare perché lo studio delle anomalie magnetiche dei fondali oceanici rafforza
l’ipotesi dell’espansione dei fondali oceanici
5
• indicare le differenze tra faglie trascorrenti e faglie trasformi
• descrivere l’andamento dell’età della crosta oceanica in funzione della distanza
dalle dorsali medio-oceaniche
• indicare come può essere spiegato il fatto che gli oceani sono sempre esistiti sul
pianeta, ma quelli attuali non contengono sedimenti di età superiore a 160 ÷170
milioni di anni
• correlare i diversi tipi di margini tra le placche con il movimento relativo delle
placche
• correlare le zone ad alta sismicità con i confini tra le placche
• spiegare perché la crosta continentale non può essere riassorbita nel mantello
• descrivere il processo di orogenesi secondo la teoria della tettonica delle placche
• descrivere le strutture originate dai processi di subduzione che avvengono in
corrispondenza delle fosse oceaniche
• spiegare perché nella collisione tra placche con crosta continentale si ha un forte
ispessimento della crosta
• descrivere le conseguenze dell’ispessimento crostale in termini di equilibrio
isostatico
• spiegare in che cosa consistono le tracce delle più antiche catene montuose e in
quali parti dei continenti queste tracce possono essere individuate
• paragonare la sequenza delle ofioliti a quella della crosta oceanica
• interpretare l’associazione di ofioliti, mélanges tettonici e scisti blu
• descrivere la struttura dei sistemi arco-fossa
• descrivere il processo di apertura di un nuovo bacino oceanico
• spiegare l’evoluzione delle aree continentali secondo la teoria del ciclo di Wilson
• correlare le caratteristiche dell’attività vulcanica con i diversi tipi di margini di
placca
• distinguere i quattro diversi tipi di zone sismiche
• descrivere le diverse teorie sul meccanismo responsabile del movimento delle
placche
• spiegare perché si ritiene che le lave dei punti caldi non abbiano la stessa origine
delle lave degli altri fenomeni vulcanici
• descrivere la dinamica del mantello in base ai dati ottenuti attraverso la
tomografia sismica
• discutere il ruolo del fattore tempo nei processi geologici
Modulo 4 – L’ATMOSFERA ED IL CLIMA (PERIODO: MAGGIO)
Ore di lezione in
Argomento
aula
Composizione e suddivisione dell’atmosfera
1
Radiazione solare e bilancio termico del sistema
1
Terra
Temperatura, pressione ed umidità
1
Circolazione dell’atmosfera e tempo meteorologico
1
Umidità e precipitazioni
1
La climatologia
1
Caratteristiche e distribuzione geografica dei climi
1
VERIFICHE, RIPASSO E RECUPERO
3
ORE TOTALI
10
Ore di lezione in
laboratorio
-
Ore di lezione in
aule speciali
-
Ore totali
1
1
1
1
1
1
1
3
10
Competenze:
• analizzare la composizione dell’atmosfera in termini di gas;
• riconoscere i vari strati di cui è composta l’atmosfera;
• analizzare le principali caratteristiche dell’atmosfera;
• interpretare la distribuzione e le caratteristiche delle principali fasce climatiche.
Contenuti
• Atmosfera: struttura e
suddivisione
• La radiazione solare
• La temperatura
dell’aria
• La pressione
atmosferica e i venti
Strumenti didattici
adottabili
• Lezione frontale
• Libro di testo
• CD ROM e
audiovisivi
• Lucidi
• Riviste
specializzate
Indicatori delle competenze
• descrivere la composizione dell’atmosfera e la sua struttura
• discutere il ruolo fondamentale dell’atmosfera terrestre e correlarlo con le altre
sfere geochimiche e con la biosfera
• discutere l’importanza dell’energia solare
• analizzare l’effetto dei gas serra sull’equilibrio termico terrestre
• spiegare cos’è il bilancio radiativo
• analizzare le modalità con cui avviene il riscaldamento dell’atmosfera
6
• La circolazione
generale dell’atmosfera
• L’umidità dell’aria e le
precipitazioni
• Il tempo atmosferico e
le perturbazioni
cicloniche
• I climi, le rocce, gli
organismi e l’esistenza
dei suoli
• Attività di
laboratorio
• discutere le modalità di utilizzo dell’energia solare
• conoscere la differenza tra fotovoltaico e termico solare
• descrivere i fattori che influiscono sulle temperatura dell’aria
• descrivere come varia la pressione atmosferica con l’altitudine
• conoscere la strumentazione utilizzata per la misura della pressione atmosferica
• conoscere l’unità di misura S.I. della pressione atmosferica
• descrivere le modalità con cui si originano i venti
• analizzare i fattori con cui si genera la circolazione generale dell’aria nella
troposfera
• discutere le modalità di utilizzo dell’energia eolica
• conoscere la strumentazione utilizzata per la misura della velocità dei venti
• descrivere la funzione del vapor acqueo nell’aria e la sua importanza
• conoscere la strumentazione utilizzata per la misura dell’umidità
• descrivere i meccanismi alla base delle precipitazioni e delle perturbazioni
• conoscere la strumentazione utilizzata per la misura della pioggia
• analizzare i diversi fattori pedogenici
• saper descrivere il profilo pedologico tipo
• analizzare le modalità di formazione dei suoli
• analizzare i diversi biomi
ANCONA, 20 OTTOBRE 2009
7
