Tutti giù per terra, come funziona la mostra
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TUTTI GIÙ PER TERRA, percorso attivo di scoperta La mostra Ecco in breve come funziona la visita. Il gruppo in mostra viene accolto dalla guida/conduttrice in un primo spazio dedicato all’esperienza: la casa del terremoto del terremoto: la prima area ha l’obiettivo di far vivere le sensazioni del terremoto e far riflettere sulle cause e sulle emozioni correlate. Da qui, il percorso si divide in più stazioni, legate a diversi argomenti: l’esperienza iniziale simulata suscita delle domande, di volta in volta differenti, cui cercare nella mostra risposte puntuali e interessanti. Fra i percorsi relativi alle conoscenze si possono esplorare stazioni dedicate al “funzionamento” dei terremoti, ma anche ai miti e ai racconti, stazioni legate all’immaginario e stazioni che consentono di sperimentare i meccanismi geologici e fisici sottesi alle manifestazioni sismiche. Dall’area della conoscenza, una volta trovate le risposte di cui si andava in cerca, si ha accesso all’area del fare. Qui si scoprono sistemi di prevenzione ma anche comportamenti efficaci e consigli in caso di terremoto. Schema del percorso in cui è strutturata la mostra interattiva Qui di seguito una sintesi dei concetti presentati attraverso gli exhibit e schede dettagliate di uso di ogni exhibit dell’area della conoscenza per spiegare cos’è e come funziona un terremoto. TUTTI GIÙ PER TERRA IL TERREMOTO È UN EVENTO NATURALE E IMPREVEDIBILE CHE L’UOMO HA SEMPRE CERCATO DI CAPIRE E SPIEGARE. PERCHÉ ACCADE? COS’È? COME FUNZIONA? QUANDO E DOVE QUANDO E DOVE AVVERRÀ ANCORA? RIPERCORRIAMO IL CAMMINO DEGLI ULTIMI CENTO ANNI DI RICERCA DI QUALCHE SPIEGAZIONE. È AVVENUTO? SCIENZA ALLA Tappe del percorso TITOLO MODELLO TEMA DIMOSTRATO Viaggio al centro della terra Una terra apribile Come è fatta la terra Una terra a pezzi Puzzle tettonico Cosa sono le placche Il calore e’ un motore I nastri trasportatori I moti convettivi Terremoti ad elastico Trenino Teoria del rimbalzo elastico Sismografo Sismografo Registrazione e studio degli eventi sismici TITOLO Viaggio al centro della terra OBIETTIVO Presentare la struttura della Terra DESCRIZIONE DELLA POSTAZIONE Un modello di terra apribile che mostri al suo interno lo strato del mantello, il nucleo esterno e il nucleo interno. Viaggio al centro della terra La terra è fatta a strati: ha una crosta dura e fragile, un interno caldo e morbido e un nucleo piccolo e duro Vista così a cosa ti fa pensare? Parti per un viaggio al centro della terra. COME USARE IL MODELLO Mostrare il globo chiuso ai ragazzi e chiedergli di descriverlo. Cos'è? Cosa rappresenta? Perché questo globo è fatto in modo tale che si apra? Si apre perché c'è qualcosa da guardare dentro. Apriamo la scatola e partiamo per un viaggio al centro della terra. Ad ogni tappa potremo stimolare i ragazzi con domande che chiamano in causa le loro conoscenze pregresse, verificarle e approfondirle utilizzando esempi tratti dalla vita quotidiana. Soffermiamo l’attenzione sulle caratteristiche del mantello e della crosta terrestre. I concetti che vogliamo far arrivare ai ragazzi riguardano il fatto che il mantello è una massa calda in movimento (spiegando la convezione) e il fatto che la crosta sia spaccata in pezzi. Utile richiamare fenomeni quotidiani quali l’acqua che bolle in una pentola o il guscio dell’uovo sodo quando stiamo per sbucciarlo. SCHEDA DI APPROFONDIMENTO COM’È FATTA LA TERRA L'interno della Terra non può essere esaminato con perforazioni. I pozzi più profondi scavati dall'uomo non superano i 15 chilometri, mentre il raggio terrestre ne misura circa 6.350! Per questo motivo non è possibile compiere uno studio diretto dell'interno del nostro pianeta: siamo costretti a basarci su ipotesi ricavate da osservazioni indirette. La struttura e la composizione interna della Terra sono state dedotte studiando proprio la propagazione delle onde sismiche generate dai terremoti e dalle esplosioni. Abbiamo scoperto così che il nostro pianeta non è omogeneo ma consiste di tre strati principali: crosta, mantello e nucleo. La crosta è lo strato più esterno, costituito da rocce solide. Essa presenta caratteristiche differenti nei continenti e nei fondi oceanici. La crosta continentale è più spessa (20-90 km circa), meno densa e assai più antica di quella oceanica che sembra avere uno spessore di circa 5-12 chilometri. Al di sotto della crosta, si trova il mantello, spesso circa 2.800 chilometri. Fra la crosta e il mantello si trovano spesso delle enormi sacche di magma, che sono all'origine dell'attività vulcanica. Infatti, quando la crosta presenta fessure o spaccature, gas e rocce incandescenti riescono a raggiungere la superficie e fuoriuscire. Il nucleo è la parte più interna del nostro pianeta. Ha un raggio di circa 3.500 km ed è suddivisa in nucleo "esterno" che ha le caratteristiche di un liquido, mentre il nucleo "interno" è solido. Nessuna sonda è mai riuscita a penetrare nel mantello o nel nucleo, di conseguenza queste conclusioni sono basate solo su studi particolari e ipotesi. Un altro modo di descrivere come è fatta la Terra si basa sullo stato fisico in cui i materiali si trovano. In questo senso la terra è suddivisa in Litosfera, Astenosfera e Mesosfera. La litosfera rappresenta il guscio superficiale rigido e comprende la crosta terrestre e la parte esterna del mantello. L'astenosfera è lo strato che segue la litosfera:in essa le rocce si trovano allo stato prevalentemente fuso. La mesosfera si estende fino al nucleo terrestre ed è caratterizzata da materiali solidi. TITOLO LA TERRA A PEZZI OBIETTIVO Presentare le placche tettoniche DESCRIZIONE DELLA POSTAZIONE Il concetto “La terra è a pezzi”, appena introdotto parlando della crosta terreste, lo possiamo rinforzare mostrando il puzzle. Uno modo di usarlo è dichiarare che la crosta terrestre (che abbiamo già detto essere fragile come il guscio di un uovo), è già rotta. Distribuiamo i pezzi ai ragazzi e proviamo quindi a ricomporre il planisfero. Cosa rappresentano quei pezzi? TITOLO Il calore e’ un motore TEMA/OBIETTIVO Mostrare come i moti convettivi nell’astenosfera possano essere la causa del movimento delle placche tettoniche DESCRIZIONE DELLA POSTAZIONE Una tavola di legno su cui sono fissati sei rulli di legno che fanno scorrere tre nastri trasportatori. I nastri trasportatori circolari rappresentano tre circoli convettivi. Sopra i nastri appoggia una striscia di cartoncino con sagome di continenti. Il calore è un motore Sotto la crosta la terra è così calda da essere fusa e si muove come l’acqua in una pentola che bolle: sale, poi scende, poi risale, come un nastro trasportatore che gira e rigira. COME USARE IL MODELLO Gira le manopole e fai partire il motore a calore. Cosa succede alla crosta terrestre? Cosa succede alle placche? Cosa vedi? Cosa succede nei diversi punti? Due placche si sono avvicinante, due allontanate, due strusciano una contro l’altra e nelle ultime due una si inabissa sotto l’altra. Cosa fa muovere tutto questo? Guardiamo il modello. Cosa rappresentano i rulli e la zona rossa? I circoli convettivi di magma trascinano con sé anche le placche e sono la causa del loro spostamento SCHEDA DI APPROFONDIMENTO Dove vanno le placche? Alcune si scontrano, altre si allontanano e altre si passano accanto .. Le trasformazioni geologiche sono molto lente, si misurano in centimetri all’anno. La terra è sottoposta a un continuo processo di trasformazione ma è così lento che non ce ne accorgiamo… finché non avviene un terremoto! I terremoti avvengono - dove una placca scivola sotto un’altra (lungo la fossa oceanica); - dove due placche si allontanano l’una dall’altra causando lo stiramento della crosta terrestre (intorno alla dorsale oceanica); - dove due placche scivolano l’una accanto all’altra (faglia trasforme); - dove due placche si scontrano SCHEDA DI APPROFONDIMENTO SCONTRO TRA TITANI La crosta terrestre è formata da una ventina di placche in movimento reciproco, ma cosa succede nei punti di contatto tra le varie placche? Questi punti di contatto, chiamati margini, possono essere di più tipi riassumibili in: margini divergenti, margini convergenti e margini trasformi. MARGINI DIVERGENTI Quando i margini di due placche si allontanano l'uno dall'altro si parla di margini divergenti. Quando è sottoposta a trazione la crosta terrestre in alcuni punti si assottiglia tanto da lacerarsi e permettere quindi al magma del mantello di fuoriuscire. Questo succede lungo le dorsali oceaniche dove viene creata continuamente nuova crosta oceanica. Ad esempio la "pavimentazione dell'oceano Atlantico” è avvenuta negli ultimi 200 milioni: Africa e America si sono allontanate alla velocità media di 5 centimetri l’anno. E’ la stessa velocità a cui ti crescono le unghie! MARGINI CONVERGENTI Quando i margini di due placche si avvicinano si parla di margini convergenti, ma gli effetti che ne derivano dipendono dalla natura delle due placche. Possiamo avere tre situazioni di margini convergenti: - scontro di crosta oceanica con crosta oceanica; - scontro di crosta oceanica con crosta continentale; - scontro di crosta continentale con crosta continentale. Primo caso di margini convergenti: crosta oceanica con crosta oceanica Anche se in questo caso non esiste sostanziale differenza di densità di materiali, una delle due placche si infossa sotto l'altra, con un fenomeno chiamato subduzione. L'attrito al contatto tra i due margini fa ripiegare verso il basso anche il margine della zolla subducente (qui si generano fosse profonde) che va incontro a parziali fusioni, originando serbatoi magmatici da cui il magma fuoriesce attraverso le numerose fratture che sono presenti nella zona; ne nascono isole vulcaniche allineate ad arco (arco magmatico o insulare), come l'Arcipelago nipponico e quello filippino. Secondo caso di margini convergenti: crosta oceanica con crosta continentale In questo caso la notevole differenza di densità tra le due placche fa sì che sia la placca oceanica ad essere subdotta poiché più densa e pesante, e la crosta continentale, formata da materiali più leggeri, risponde alle spinte dell'altra deformandosi, ripiegandosi ed "accartocciandosi". Nasce in questo modo il fenomeno della OROGENESI (o nascita di sistemi montuosi), che vede catene di rilievi allineate lungo le coste. Sono sempre presenti fenomeni vulcanici, per motivi analoghi al caso precedente. Ha questa origine la Cordigliera delle Ande, che trae origine dallo scontro della placca di Nazca subdotta dalla placca sudamericana. Terzo caso di margini convergenti: crosta continentale con crosta continentale La sostanziale corrispondenza di densità tra le due placche interessate al fenomeno fa sì che non ci sia subduzione; i margini delle zolle, che portano grande potenza di materiali leggeri, si sovrappongono e si accavallano l'uno all'altro, dando così origine a catene montuose interne ai continenti: l'imponente sistema Alpino-himalayano, che inizia dai Pirenei per spegnersi con le sue ultimissime propaggini nella penisola di Kamciatka, attraverso l'arco alpino, i Balcani, i monti della penisola anatolica, i sistemi dell'Hindukush e del Karakorum, la catena himalayana, le sue digitazioni verso l'Asia sud orientale, la Cina propriamente detta, la Cina settentrionale e la Russia nordorientale, è la manifestazione esterna e non definitiva dello scontro avvenuto tra il blocco euroasiatico e le placche africana e indiana. MARGINI TRASFORMI In alcuni casi il movimento reciproco delle zolle non vede né subduzione né accavallamento, ma scivolamento, scorrimento laterale, senza che i due blocchi si avvicinino o si allontanino. Il moto di scorrimento può essere dovuto a diversa velocità di movimento delle zolle oppure a movimento opposto lungo il piano di contatto tra i due blocchi, piano che prende il nome di Faglia. Una tra le più famose faglie è quella di S. Andreas, in California, responsabile dei grandi terremoti che periodicamente devastano l'area di San Francisco e le zone vicine, originati dallo "sfregamento" tra la placca del Pacifico e la placca nordamericana. Margini trasformi TITOLO Terremoti ad elastico TEMA/OBIETTIVO Mostrare il fenomeno di accumulo e improvviso rilascio di energia. Focalizzare l'attenzione sull'imprevedibilità dei terremoti. Dimostrare il principio del rimbalzo elastico come causa della ricorrenza dei terremoti DESCRIZIONE DELLA POSTAZIONE L’apparato consiste di una tavola di legno lunga circa un metro con un argano a un’estremità; sulla tavola di legno poggia una scatola di legno collegata all’argano per mezzo di un cavo elastico e uno non elastico. Tra l’argano e la prima scatola c’è una carrucola orientata in modo tale che la forza esercitata sulla scatola non abbia una componente verticale. La tavola e la base della scatola sono rivestiti di carta vetrata per aumentare l’attrito tra loro. COME USARE IL MODELLO Istruzioni Gira lentamente la manovella per tirare il cordino e guarda cosa succede Dapprima sembra che non succeda niente poi la scatola salta in avanti all’improvviso. Perchè? Osserva la sequenza di quello che succede mentre tiri la corda: l’elastico collegato alla prima scatola si allunga, ma non può allungarsi all’infinito. La scatola con il peso e l’attrito oppone resistenza e sta ferma. Quando l’elastico è al massimo della sua capacità di allungarsi scarica l’energia accumulata sulla scatola che allora si muove di colpo. Spiegazioni Cosa c’entra questo col terremoto? Un terremoto è uno spostamento repentino della crosta terrestre che avviene quando l’energia elastica accumulata nelle rocce a causa degli sforzi dovuti ai movimenti delle placche supera la resistenza per attrito sui bordi della frattura. Questa descrizione del fenomeno è conosciuta come teoria del rimbalzo elastico. Il nostro modello realizza la stessa successione di eventi: le rocce (scatole) sono continuamente sottoposte alla tensione data dai movimenti tettonici (noi che le tiriamo avvolgendo il cordino) TITOLO Il sismografo OBIETTIVO Capire come funziona un sismografo DESCRIZIONE DELLA POSTAZIONE Un rudimentale sismografo a pendolo. Il sismografo Le onde sismiche si possono registrare e studiare. Sono rilevate dai sismometri e sono registrate come sismogrammi: è così che possiamo localizzare e analizzare i terremoti. Registriamo un terremoto COME USARE IL MODELLO Chiediamo a un ragazzo di far scorrere lentamente e in modo costante la striscia di carta. Ora chiediamo a un altro di muovere avanti e indietro il pomello che e’ sulla tavola. Cosa succede? SCHEDA DI APPROFONDIMENTO/ISTRUZIONI Istruzioni Togli il tappo al pennarello e tira il nastro di carta per farlo scorrere. Che disegno viene tracciato? Perché? Spiegazioni Come è fatto questo sismografo? Una matitina è fissata a un peso che pende da un’asta. Sotto la matitina c'è un nastro di carta che può scorrere. Se il piano non viene mosso, facendo scorrere la carta sotto il pennarello la linea che si traccia è dritta. Quando, invece, il piano viene fatto scivolare avanti e indietro (cioè “la terra trema”) il pennarello traccia una linea a zig zag sulla carta. Perché? Il pennarello è fissato a un grave che mentre la terra trema tende a restare fermo. Non si muove solidalmente con lei e quindi registra lo spostamento. Più forte è la vibrazione della terra, più evidente sarà lo zig zag. Questo zig-zag sulla carta si chiama sismogramma. Su un sismogramma anche rudimentale come questo possiamo leggere il punto di inizio e di fine delle scosse e vederne la variazione di intensità: qual è stata la più forte?
