Riassunto: Struttura e dinamica della Terra

📋 Schema del Corso

1. Involucri interni della Terra
2. Crosta, litosfera e isostasia
3. Flusso termico ed energia geotermica
4. Dorsali e fosse oceaniche
5. Paleomagnetismo ed espansione
6. Subduzione e riciclo oceanico
7. Deriva dei continenti
8. Tettonica delle placche
9. Margini divergenti
10. Margini convergenti
11. Margini trasformi
12. Motore delle placche

📖 1. Involucri interni della Terra

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Discontinuità sismica: una superficie interna della Terra in corrispondenza della quale cambiano la velocità e la traiettoria delle onde sismiche
• Struttura a involucri concentrici: una struttura a involucri concentrici di diversa natura e spessore, separati da superfici di discontinuità sismica
• Litosfera: l’insieme rigido della crosta terrestre e del primo strato solido del mantello
• Astenosfera: uno strato del mantello parzialmente fuso, situato tra 70 km e 250 km di profondità, presente sotto gli oceani ma assente o incerto sotto i continenti

★ Da sapere

• La Terra comprende crosta, mantello e nucleo, che è diviso in nucleo esterno e nucleo interno.

• L’attrazione gravitazionale dispone i materiali secondo densità crescente verso il centro, con il nucleo più denso, il mantello di densità intermedia e la crosta meno densa.

📌 Il nucleo esterno è fluido, mentre il nucleo interno è solido a causa dell’enorme pressione, nonostante la temperatura superiore a 4000 °C.

Approfondimenti

• Il mantello arriva a circa 2900 km di profondità, mentre il nucleo ha un raggio di 3470 km.

💡 Trucco mnemonico

Crosta → mantello → nucleo esterno → nucleo interno

📖 2. Crosta, litosfera e isostasia

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Isostasia: il fenomeno per cui la crosta, meno densa del mantello, galleggia su di esso e modifica la profondità delle proprie radici in risposta alle variazioni di peso

★ Da sapere

📌 La crosta continentale ha uno spessore medio di circa 35 km e può raggiungere 70 km, mentre la crosta oceanica ha uno spessore medio di 6-7 km.

📌 La crosta continentale contiene rocce di ogni età, anche di circa 4 miliardi di anni, mentre la crosta oceanica non supera i 190 milioni di anni.

Approfondimenti

• La crosta oceanica è più densa della crosta continentale ed è composta da pochi tipi di rocce disposti in strati regolari.

• Quando una catena montuosa si forma, aumenta lo spessore della crosta e si ispessiscono le radici; quando la catena si abbassa per erosione, le radici si riducono e la crosta profonda risale.

💡 Trucco mnemonico

Crosta continentale spessa e antica, crosta oceanica sottile e giovane

📖 3. Flusso termico ed energia geotermica

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Flusso termico: la quantità di energia termica che sfugge dalla Terra per unità di area e di tempo
• Energia geotermica: una fonte rinnovabile associata al flusso di calore che risale continuamente dall’interno della Terra

★ Da sapere

• Il calore interno della Terra deriva dal calore conservato dalla formazione del pianeta e dal decadimento di elementi radioattivi come uranio e torio.

• Il flusso termico è maggiore alle dorsali oceaniche e minore nelle parti interne dei continenti antichi e nei bacini oceanici lontani dalle dorsali.

Approfondimenti

• Nel decadimento radioattivo gli atomi diventano più stabili, emettono energia e particelle, e l’energia cinetica delle particelle si trasforma in calore.

• Nel 1904 a Larderello, in Toscana, entrò in funzione il primo impianto al mondo per produrre energia elettrica sfruttando vapore geotermico.

• Il gradiente geotermico normale nella crosta è di $30\,°C$ ogni 100 metri di profondità.

💡 Trucco mnemonico

Calore interno → flusso termico → fenomeni geologici ed energia geotermica

📖 4. Dorsali e fosse oceaniche

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Dorsale oceanica: un lungo rilievo sommerso della crosta oceanica, dalla cui rift valley fuoriesce magma che costruisce nuova crosta
• Rift valley: una depressione larga alcuni decine di chilometri che percorre la sommità delle dorsali oceaniche ed è sede di attività vulcanica
• Fossa abissale: una depressione del fondo oceanico, larga anche più di 100 km e spesso profonda oltre 10 km

📝 Punti essenziali

• Il sistema delle dorsali oceaniche supera i 60 000 km di lunghezza e la Fossa delle Marianne raggiunge 11 033 m di profondità.

💡 Trucco mnemonico

Dorsali: rilievi costruttivi; fosse: depressioni distruttive

📖 5. Paleomagnetismo ed espansione

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Paleomagnetismo: la magnetizzazione conservata nelle rocce e indotta dal campo magnetico terrestre al momento della loro formazione

★ Da sapere

• Il campo magnetico terrestre ha subito inversioni periodiche, alternando polarità normale e polarità inversa.

• Le anomalie magnetiche dei fondi oceanici formano fasce positive e negative parallele alle dorsali, disposte specularmente ai due lati della rift valley.

• La crosta oceanica è più giovane presso le dorsali e diventa progressivamente più antica allontanandosi da esse, ma non supera 190 milioni di anni.

Approfondimenti

• La scala paleomagnetica è stata estesa fino a 170 milioni di anni grazie allo studio continuo delle anomalie magnetiche dei fondi oceanici.

💡 Trucco mnemonico

Magnetizzazione → anomalie simmetriche → espansione dei fondi oceanici

📖 6. Subduzione e riciclo oceanico

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Subduzione: il lento sprofondamento della litosfera oceanica fredda e densa nel mantello sotto una litosfera più leggera

★ Da sapere

• Il piano di Benioff è una superficie inclinata lungo la quale sono distribuiti gli ipocentri dei terremoti associati alla subduzione.

• La litosfera oceanica si forma alle dorsali, si allontana raffreddandosi e diventando più densa, sprofonda nelle fosse e viene parzialmente riciclata nel mantello.

Approfondimenti

• Gli ipocentri dei terremoti di subduzione non superano generalmente 700 km di profondità, dove la litosfera si mescola al mantello.

• Gli atolli corallini si formano quando un vulcano sottomarino si allontana dalla dorsale, si spegne e sprofonda lentamente mentre i coralli costruiscono una barriera attorno a una laguna.

💡 Trucco mnemonico

Litosfera fredda e densa → subduzione → terremoti, vulcani e riciclo

📖 7. Deriva dei continenti

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Deriva dei continenti: la teoria secondo cui i continenti attuali derivano dallo smembramento e dall’allontanamento di parti di un antico supercontinente

★ Da sapere

• Alfred Wegener propose nel 1912 che circa 200 milioni di anni fa i continenti fossero riuniti nel supercontinente Pangea, circondato da un unico oceano.

📌 Wegener riconobbe la mobilità dei continenti, ma non riuscì a spiegare la causa e la dinamica dei loro movimenti.

Approfondimenti

• La presenza sui continenti oggi separati di fossili terrestri simili, più antichi di 200 milioni di anni, costituisce una prova della loro antica continuità.

💡 Trucco mnemonico

I continenti combaciano come i pezzi di un antico Pangea

📖 8. Tettonica delle placche

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Tettonica delle placche: un modello globale dell’attività terrestre secondo cui la litosfera è divisa in placche in continuo movimento

★ Da sapere

📌 I margini divergenti separano le placche, i margini convergenti le fanno scontrare e i margini trasformi permettono loro di scorrere lateralmente.

• Il 95% dei vulcani attivi e oltre il 95% dell’attività sismica prodotta dai movimenti della litosfera si concentrano ai margini delle placche.

Approfondimenti

• La litosfera è divisa in circa 20 placche, delle quali sette sono più estese delle altre.

💡 Trucco mnemonico

Margini divergenti, convergenti e trasformi: separarsi, scontrarsi, scorrere

📖 9. Margini divergenti

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Margine divergente: una zona in cui due placche si separano, risale magma dal mantello e si forma nuova litosfera oceanica

★ Da sapere

• Il vulcanismo dei margini divergenti è prevalentemente effusivo e basaltico, con lave fluide che fuoriescono tranquillamente lungo le dorsali.

Approfondimenti

• I terremoti delle dorsali hanno ipocentri nei primi 10 km della crosta, mentre quelli delle faglie trasformi associate raggiungono al massimo 15 km.

• La Great Rift Valley africana è un margine divergente continentale lungo oltre 6000 km, interpretato come un possibile oceano in formazione.

💡 Trucco mnemonico

Separazione delle placche → risalita del magma → nuova litosfera

📖 10. Margini convergenti

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Margine convergente: una zona in cui due placche entrano in collisione e una può sprofondare nel mantello mediante subduzione

★ Da sapere

• Quando la litosfera oceanica subduce sotto quella continentale, i sedimenti vengono deformati, la placca oceanica fonde parzialmente, il magma risale e si forma un arco vulcanico seguito da orogenesi.

• La collisione continentale avviene quando l’oceano scompare, i margini continentali si accavallano e la fascia deformata si solleva formando una sutura e una catena montuosa.

Approfondimenti

• La subduzione oceanica-continentale ha formato catene come le Ande e può produrre batoliti quando il magma si solidifica all’interno della crosta.

• La fascia di collisione che forma una sutura continentale può raggiungere spessori di 60-70 km e ha originato l’Himalaya e le Alpi.

💡 Trucco mnemonico

Subduzione oceanica → arco vulcanico → collisione → catena montuosa

📖 11. Margini trasformi

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Margine trasforme: una zona in cui due lembi di litosfera scorrono lateralmente uno accanto all’altro senza formare né distruggere litosfera

★ Da sapere

• Le faglie trasformi generano attività sismica per attrito e fenomeni di metamorfismo nelle rocce.

Approfondimenti

• La Faglia di San Andreas separa la Placca del Pacifico dalla Placca nordamericana e ha provocato il terremoto di San Francisco del 1906.

• La grande faglia tra la Placca araba e la Placca africana è associata alla depressione del Mar Morto, la cui superficie si trova a −400 m e il cui fondo raggiunge −800 m.

💡 Trucco mnemonico

Conservativi: le placche scorrono senza costruire né distruggere litosfera

📖 12. Motore delle placche

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Correnti convettive: movimenti lentissimi del mantello in cui il materiale caldo e meno denso risale mentre quello raffreddato, più denso, ridiscende
• Pennacchio: una colonna isolata di materiale incandescente e meno denso che risale dalla base del mantello verso la superficie
• Punto caldo: la manifestazione superficiale di un pennacchio mantellare che resta quasi fermo mentre la placca litosferica gli scorre sopra

📝 Punti essenziali

• Le correnti convettive del mantello sono complesse e possono coinvolgere l’intero spessore di rocce tra il nucleo e la litosfera.

• Sopra un punto caldo, il movimento della placca produce una successione di vulcani sempre più antichi allontanandosi dal vulcano ancora attivo.

💡 Trucco mnemonico

Differenze termiche → correnti convettive e pennacchi → movimento delle placche

📊 Tabelle di sintesi

Confronto tra i margini delle placche