La Terra convenzionalmente è suddivisa in tre gusci concentrici: crosta,
mantello e nucleo. Questa suddivisione è fatta su dati sismici e geochimici.
La densità aumenta andando verso l'interno della Terra. Infatti, le rocce che
si trovano in superficie hanno una densità compresa tra 2.5 e 3 g/cm3,
mentre la densità media della Terra è molto più alta, 5.52 g/cm3.
Crosta : rappresenta il guscio più esterno ed è lo 0.94% del volume
terrestre.
Si può riconoscere una crosta oceanica (5-10 km di spessore) densa in
quanto costituita da rocce silicatiche ricche di Fe e Mg, e una crosta
continentale (30-40 km sotto i continenti, 70 km sotto le catene montuose)
meno densa e costituita da rocce silicatiche ricche in Al e Si.
La crosta continentale è più antica di quella oceanica, con rocce che
risalgono a 3.8 miliardi di anni fa.
Mantello : è solido e il suo inizio è segnato dalla discontinuità di
Mohorovicic (Moho). Esso rappresenta l’84% del volume della Terra.
E’ costituito da rocce silicatiche (principalmente peridotiti) più dense di
quelle della crosta.
Anche il mantello si divide in due strati: mantello superiore, fino a una
profondità di circa 680 km e mantello inferiore.
A circa 2900 km di profondità si trova la discontinuità di Gutenberg,
che separa il mantello dal Nucleo che arriva fino a circa 6370 km di
profondità. Esso rappresenta il 16% del volume della Terra.
La discontinuità di Gutenberg segna una differenza chimica tra il
mantello e il nucleo che è formato in gran parte da ferro metallico.
Anche il nucleo è diviso in due strati: uno esterno liquido e uno
interno solido, entrambi a composizione piuttosto omogenea
caratterizzata da ferro e nichel, separati da una zona di transizione.
La divisione tra i due strati è posta a circa 5200 km di profondità
rappresentata dalla discontinuità di Lehman
Spaccato della terra e relativi spessori
La suddivisione in crosta, mantello e nucleo (modello
composizionale) è fatta in base alla diversa composizione delle
rocce terrestri. Se si considerano invece le caratteristiche
meccaniche, (come la risposta a uno sforzo, la capacità o meno di
fluire e di deformarsi, ecc.) la Terra può essere suddivisa,
dall'esterno verso l'interno, in litosfera, astenosfera, mesosfera e
nucleo (modello reologico: studio del moto di materiali fluidi).
I geologi che studiano la tettonica delle placche preferiscono
identificare gli strati della Terra non in base alla
composizione chimica, ma alla fluidità.
La crosta e la parte superiore del mantello sono chimicamente
diverse, ma si comportano in modo simile
Litosfera (strato esterno rigido): comprende la crosta e una parte del
mantello, la parte più esterna fino a circa 100 km di profondità nelle zone
oceaniche e fino a circa 120-130 km ed oltre in quelle continentali. La
litosfera ha un comportamento abbastanza uniforme di tipo rigido, tipico
di solidi con temperature lontane da quella di inizio fusione.
Astenosfera (strato plastico ): zona parzialmente fusa al disotto della
litosfera. I sismologi indicano questa zona come Low-Velocity Zone
(LVZ) in quanto all'interno di essa le onde sismiche vengono
significativamente rallentate. L'astenosfera si estende fino a 350 km di
profondità e il suo limite inferiore è marcato dall'aumento di velocità
delle onde sismiche.
L'astenosfera può deformarsi plasticamente, può fluire lentamente e
inarcarsi verso l'alto per effetto di ampi moti convettivi.
Mesosfera (strato meno fluido dell’astenosfera): strato che si
estende dalla base dell'astenosfera (350 km di profondità) fino al nucleo,
al cui interno si riscontrano due discontinuità a 400 e a 650 km di
profondità caratterizzate da bruschi aumenti di velocità. Tali discontinuità
corrispondono a brusche variazioni di densità.
Chimismo della Terra
La terra è composta da molti degli elementi che troviamo sulla tavola
periodica di chimica, ma non tutti perché alcuni sono stati creati
artificialmente dall'uomo.
Sulla Terra sono presenti in natura più di 80 elementi. La massa del
pianeta però è formata da Fe, O, Mg e Si: ce lo dicono dati di tipo
geofisico ottenuti da rilevamenti sismici, gravimetrici e magnetici, oltre a
quel che sappiamo sulla composizione delle stelle, dei meteoriti e del
resto del sistema solare
Se prendiamo solo i primi 8, questi formano circa il 97% della crosta terrestre
sulla quale viviamo, e il più abbondante in assoluto è l'ossigeno che da solo
rappresenta in peso il 46% e in volume ben il 93.7% della crosta; di tutti gli
altri sette nessuno supera il 2%. Gli altri elementi fondamentali sono (con %
in peso): silicio (27%), alluminio (8.3%), il ferro (6.2%), il calcio (4.7%),
magnesio (2.8%), sodio (2.3%), potassio (1.8%).
Elementi della Crosta: gli elementi più rilevanti sono O e Si,
seguiti da Al, Fe, Ca, Mg, Na, K e Ti. Sono presenti, in piccole
quantità, altri 64 elementi, fra cui Mn e H.
Elementi del Mantello: gli elementi dello strato superiore del
mantello sono probabilmente silicati di ferro e magnesio; lo strato
inferiore è in gran parte composto da solfuri e da ossidi di silicio e
magnesio.
Elementi del Nucleo: l’elemento principale è il Fe, con una
piccola parte di Ni e minuscole quantità di elementi leggeri quali
S, C, O, Si, K.
Età della Terra
Modelli chimici basati sull'attuale abbondanza di isotopi (sono
atomi dello stesso elemento chimico, e quindi con lo stesso numero
atomico, ma con differente numero di massa) radioattivi con
lunghissimi tempi di decadimento e l'analisi composizionale di
materiale non differenziato proveniente da meteoriti e dalla Luna
datano la formazione della Terra a 4,65 miliardi di anni fa.
La difficoltà principale nella determinazione dell'età della Terra è
legata al fatto che nessuna roccia attualmente affiorante sul pianeta
presenta questa età; ciò è dovuto alla natura fluida o plastica della
totalità della crosta terreste durante il primo miliardo di anni circa.
Inoltre processi di differenziazione magmatica separavano in questa
prima fase i vari elementi concentrandone solo alcuni all'interno
della crosta terrestre.
Le rocce più antiche rinvenibili sul pianeta sono rocce
continentali, si ritrovano nei cratoni ed hanno un'età pari a 4,1
miliardi di anni. La maggior parte della crosta oceanica è più
giovane, perché continuamente riciclata dai meccanismi legati
alla tettonica delle placche: la rocce più antiche in questo tipo di
crosta sono giurassiche e hanno un'età di 100 milioni di anni.
Siti riguardanti l’interno della Terra
- it.wikipedia.org/wiki/Terra
- www.ingv.it/~roma/attivita/fisicainterno/fisica.html
- geoappunti.altervista.org/Fisica_Terr/Interno_terra.htm
- www.ingv.it/~roma/attivita/fisicainterno/nucleo/strutturanucleo.htm
- www.springerlink.com/index/L46K781537676281.pdf
- www.ecplanet.com/canale/astronomia-9/ricerche-117/0/0/1/it/ecplanet.rxdf
