di Possono essere divisi in 2 gruppi :
- Tipo terrestre: rivestimento esterno solido(crosta), massa piccola, densità superiore, bassa velocità di rotazione, nessuno o pochi satelliti.
- Tipo Gioviano: Grande massa, numerosi satelliti, bassa densità, elevata velocità di rotazione, nucleo probabilmente metallico .
I primi sono composti prevalentemente da materiali rocciosi e metallici, i secondi da H e He.
L'Atmosfera sui pianeti gioviani è molto densa, ma costituita principalmente da molecole leggere. Nei pianeti terrestri l'atmosfera è generalmente meno densa, ma i gas leggeri sono quasi assenti.
La presenza di una atmosfera più o meno densa dipende dalla massa del pianeta e dalla sua distanza dal Sole es. In Mercurio è quasi assente, sulla Terra invece è ossidante perché contiene 20% di O.
- La Temperatura superficiale è condizionata da: distanza dal Sole, l'inclinazione asse rotazione, atmosfera e calore interno del pianeta.
MERCURIO: Il più piccolo , privo di atm. e acqua. Il periodo di rotazione di 59 giorni fa si che mostri sempre la stessa faccia al Sole-->T varia da 427 a -173 C. Nucleo metallico che genera campo magnetico bipolare.
VENERE: Ha dimensioni e densità simili alla Terra. Presenta delle fasi. Ruota sul suo asse molto lentamente e in modo retrogrado. Atm. densa e secca costituito principalmente da biossido di C e acido solforico che formano un effetto serra-->T. altissima ,assenza di H2O,forte pressione e azione del vento solare che lo rendono inospitale e difficilmente studiabile.
Altopiani e Monte Maxwell 11 Km, vulcani a scudo.
MARTE: Pianeta Rosso.Ha un periodo di rotazione e un asse di rotazione simile a quello terrestre, ciò provoca l'alternarsi delle stagioni che sono più fredde a causa della maggior distanza dal Sole.
Ha raggio appena superiore a metà di quello terrestre, l'atmosfera è assai rarefatta e contiene principalmente Biossido di Carbonio che si può trovare sotto forma di ghiaccio secco che sublima nella stagione estiva per poi riformarsi in quella invernale.
Su Marte non vi è acqua allo stato liquido ,ma sono evidenti i segni dell'azione erosiva di canali che hanno fatto ipotizzare la presenza di H2O in un passato e che oggi potrebbe essere tenuta sotto forma di permafrost.
Si trovano anche segni di una passata attività vulcanica il monte Olympus è un esempio.
Possiede inoltre 2 satelliti Phobos e Deimos che sono probabilmente 2 asteroidi catturati dalla forza di gravità del pianeta.
GIOVE: Massa 2,5 volte maggiore della somma di tutti gli altri pianeti del sistema Solare ,ma la densità è relativamente bassa. Lo strato esterno gassoso è costituito principalmente da H e He ma anche metano, ammoniaca e vapor d'acqua, mentre all'interno dovrebbe trovarsi prima H liquido poi metallico, il nucleo contiene forse ghiaccio e materiali rocciosi.
L'atmosfera presenta un' intensa luminosità giallastra e una struttura a bande colorate chiare e scure : esse sono nubi stirate dalla rapida rotazione. La più nota è la grande macchia rossa che si trova sotto l'equatore.
Il pianeta emette energia sotto forma di radiazioni infrarosse in quantità superiore a quella che riceve dal Sole ,perché è un stella mancata che ora si sta raffreddando.
Sarebbe dovuta andare a formare un sistema binario col Sole (es.Algol)
Possiede 63 satelliti e i più conosciuti sono Io, Europa, Callisto e Ganimede.
SATURNO: A causa della rapida rotazione e della bassa densità, ha uno schiacciamento polare superiore a Giove. L'atmosfera contiene He,CH4, NH3 e soprattutto H.
La Caratteristica princ. è la fascia di anelli, formati forse da frammenti di asteroidi i quali sono almeno 7 suddivisi in anelli minori.
Tra l'Anello A più esterno e il B vi è una divisione scura detta di Cassini, importante anche quella di Encke.
Possiede 60 satelliti il maggiore è Titano ,che possiede atmosfera di N e CH4.
URANO: L'asse di rotazione giace parallelo al piano dell'orbita ,ha moto retrogrado.
Ha un campo magnetico dipolare inverso a quello terrestre, è costituito da 3 strati uno esterno dove predomina H Molecolare ,uno intermedio stato liquido e un nucleo roccioso.
La densità è più elevata a causa della presenza di materiali più pesanti come il metano che gli conferisce il debole colore azzurro.
Possiede anelli e 27 satelliti di cui 18 hanno orbita regolare e 9 irregolare.
NETTUNO: Simile a Urano come dimensione e struttura fu scoperto molto tardi ,ma era già stato ipotizzato in base alle perturbazioni di Nettuno vicino al Sole. Sono state osservate violente tempeste nell'atmosfera dovute al calore interno. Il satellite più grande è Tritone.
PIANETI NANI: Corpi dalla massa abbastanza grande da conferire loro una struttura rigida e sferica ,ma non sufficiente per ripulire la loro orbita da corpi minori. Essi sono:
-Plutone, fu scoperto come Nettuno grazie ai calcoli teorici di Titus-Bothe forma un sistema binario con Caronte suo satellite.
Avendo gas congelati e dimensioni ridotte assomiglia ad un pianeta terrestre. La sua orbita è particolarmente ellittica.
-Cerere, corpo roccioso che si trova nella fascia di asteroidi tra Marte e Giove.
- Eris, oltre la fascia di Kuiper è il più grande dei pianeti nani e ha un compagno Dysnomia.
ASTEROIDI: Piccoli corpi rocciosi di forma irregolare che si concentrano principalmente nella fascia tra Marte e Giove ,nella fascia di Kuiper e i Troiani appartenenti all'orbita di Giove.
Gli asteroidi non hanno subito le modificazioni chimiche e geologiche nel corso del tempo.
Le loro orbite hanno le eccentricità più disparate da regolari ad anomale come quella di Icaro che penetra nell'orbita di Mercurio.
Se un asteroide viene catturato dall'orbita di un pianeta o si frantuma nell'impatto contro l'atmosfera in piccoli pezzi (Meteore) che incendiandosi formeranno le stelle cadenti o se rimangono di dimensioni ragionevoli ,diventeranno meteoriti con probabile Impatto meteoritico.
I meteoriti più importanti sono quelli che precipitarono a Tunguska e la pietra Nera che sono condriti carbonacee ,se contengono Fe si dico Sideriti ,se hanno Fe e Ni Sideroniti.
COMETE: Sono corpi celesti di piccola massa costituiti da ghiaccio e polveri provenienti probabilmente da una zona periferica del Sistema S. la Nube di Oort.
Possono avere periodicità regolare o variabile le loro orbite le portano ad avvicinarsi al Sole per poi allontanarsi dal sistema.
Sono costituite da un nucleo solido che contiene metalli ,silicati, metano congelati che vicino al Sole evaporano formando una chioma ,poi la pressione del vento solare crea una coda in direzione opposta al Sole.
Le comete a periodo corto più famose sono quella Encke e Haley ,mentre a periodo lungo : Hale-Bopp.
E' coinvolta in vari movimenti nello spazio di cui il moto di rotazione attorno al proprio asse e quello di rivoluzione attorno al Sole ,sono i principali ,ma è soggetta ad altri movimenti minori noti come moti millenari.
Inoltre è coinvolta nel moto di traslazione del Sistema Solare nella Galassia e al moto di recessione delle Galassia nell'universo: questi moti si compongono in un unico moto complesso grazie al quale la Terra non si trova mai nello stesso punto per 2 volte.
Moto di rotazione
Il periodo di rotazione si chiama giorno sidereo.
A causa probabilmente dell'azione frenante della Luna la velocità di rotazione sta subendo un progressivo rallentamento.
Prove a favore della rotazione:
- Apparente spostamento diurno dei corpi celesti (vista anche come conseguenza)
- Analogia con altri pianeti
- La variazione della forza centrifuga e dell'accelerazione di gravità (anche conseguenza)
- Esperienza di Guglielmini
- Esperienza di Foucault
Il moto di rotazione ha importanti conseguenze :
- l'alternarsi del dì e della notte
- il moto apparente della sfera celeste, perché noi ci muoviamo da ovest a est
- la forza centrifuga e le variazioni dell'accelerazione di gravità
- la forza di Coriolis
Ogni punto della terra ruotando passa dal dì alla notte, cioè dipende anche dal fatto che moto di rivoluzione e rotaz. non hanno la stessa durata (al contrario della Luna dove si mostra sempre una faccia). La linea che separa il dì dalla notte è detto circolo d'illuminazione.
Essendoci l'atmosfera che provoca il fenomeno della diffusione, il passaggio dal dì alla notte non è brusco, ma viene attenuato dal crepuscolo (può essere civile, nautico o astronomico).
Dal momento che la Terra ruota su sè stessa, tutti i corpi sono soggetti all'azione della forza centrifuga. Questa forza è apparente ed il suo valore aumenta allontanandosi dall'asse : è nulla ai poli e max . all'equatore.
Ciò provoca due importanti effetti: lo schiacciamento ai poli con rigonfiamento all'equatore e contrasta parzialmente attrazione gravitazionale con riduzione valore accelerazione gravità.
E' diretta dall'asse di rotaz. verso esterno opponendosi così alla perfezione solo all'equatore ,mentre diminuisce avvicinandosi ai poli.
La forza di Coriolis è un'altra forza apparente. Ogni corpo libero di muoversi nel tragitto dall'equatore ai poli devia verso destra (Polo N) verso sinistra (polo S) perchè si passa da punti a velocità lineare maggiore a minore. Ciò influenza le correnti oceaniche.
Moto di rivoluzione
La Terra ruota attorno al Sole in un anno Sidereo ed essendo un elisse la distanza tra Sole e Terra varia in afelio e perielio: la linea che gli congiunge idealmente è la linea degli apsidi.
L'asse di rotazione terrestre è inclinato di 66° 33' rispetto al piano dell'eclittica, l'equatore non coincide col piano dell'eclittica, ma è inclinato di 23°27' rispetto ad esso.
Negli equinozi (21 Marzo- 23 Settembre) il circolo d'illuminazione è tan. ai poli ,il sole è allo zenit a mezzogiorno sull'equatore. Nei solstizi (21 Giugno- 22 Dicembre) il circolo d'illuminazione è tan. circolo polare artico e antartico , il sole è allo zenit sul tropico del Cancro in estate, sul tropico del Capricorno in Inverno.
3 prove indirette a favore della rivoluzione
1) Analogie con altri pianeti
2) Periodicità con cui si incrociano gli sciamo meteorici (vedi Perseidi)
3)Movimenti annui del Sole ,diversa posizione circolo illuminazione
Prova diretta
1)Aberrazione stellare : fenomeno per cui una stella ci appare in una posizione diversa da quella in cui si trova in realtà a causa del moto di rivoluzione che è più lento della vel. della luce, si rifà alla parallasse stellare annua mentre esiste anche un aberrazione diurna il cui effetto è trascurabile.
Le conseguenze
- La maggior durata del giorno solare rispetto a quello sidereo.
- Il moto apparente del Sole sulla sfera celeste.
Il giorno sidereo corrisponde all'intervallo di tempo che intercorre tra due passaggi successivi della medesima stella sul meridiano del luogo. Il giorno solare è l'intervallo di tempo tra due culminazioni consecutive del Sole sullo stesso meridiano.(24 h )
Il giorno solare e quello sidereo non hanno la stessa durata, perchè mentre ruota su sè stessa la Terra si muove anche intorno al sole perciò deve muoversi ancora di 1° grado , che fan sì che ci sia differenza di 4 minuti.
Lo Sfondo di stelle lungo il quale si muove il Sole nell'arco dell'anno si chiama zodiaco.
E' composto di 12 costellazioni che vengono attraversate dal Sole, la declinazione del Sole durante l'anno passa da 23 27' N come max a 23 27' S come min.
L'anno si può dividere in 4 periodi le stagioni astronomiche, il loro susseguirsi è causato da:
1)movimento di rivoluzione della Terra intorno al Sole
2) Inclinazione asse rotazione terrestre
3) l'asse di rotazione si mantiene parallelo a sè stesso durante tutto il moto di rotazione.
Ovvero le stagioni dipendono dall'orientamento dell'asse durante la rivoluzione.
Ciò ha due effetti: la durata del dì subisce periodiche variazioni (tranne all'equatore) e l'altezza del Sole varia nel corso dell'anno,varia così la temperatura.
PRIMAVERA: Inizia con l'equinozio 21/3
La durata del dì è uguale a quella della notte in tutta la Terra, la declinazione del Sole passa da 0° a 23° 27' N nell'emisfero sett. il giorno si allunga e l'altezza del sole aumenta viceversa nell'emisfero merid. ,Polo N illuminato S buio.
ESTATE: Inizia col solstizio 21/6
Altezza sole diminuisce allontanandosi dal tropico del Cancro, la zona tra circolo polare artico e polo nord è illuminata viceversa l'altra è al buio. La declinazione passa da 23° 27' N a 0°.
Nell'emisfero sett. il giorno si accorcia fingo a raggiungere i valori dell'equinozio di primavera mentre si allunga in quello merid.
AUTUNNO: Inizia con l'equinozio 23/9
Identico a quello di primavera solo a parti invertite.
Il giorno si accorcia nell'emisfero sett. e allunga in quello merid. , il Polo N è al buio e S illuminato. La declinazione del Sole passa da 0° a 23° 27' S.
INVERNO: Inizia col solstizio 22/12, la declinazione passa da 23° 27' S a 0°.
Nell'emisfero sett. il giorno si allunga e l'altezza del Sole aumenta , viceversa in quello merid.
All'equatore il dì è uguale alla notte.
Le stagioni meteorologiche sono differenti però da quelle astronomiche.
La terra secondo i climi ,la vita animale e l'attività umana si può dividere in 5 zone : zona torrida ,2 zone temperate (australe e boreale) , 2 calotte polari (artica e antartica).
Moti millenari
Il più importante è il moto conico dell'asse che causa il fenomeno della precessione degli equinozi.
L'azione combinata dell'attrazione della Luna e del Sole tende a "raddrizzare" l'asse terrestre spostando l'asse equatoriale e tendendo a farlo coincidere col piano dell'eclittica.
A ciò si oppone la rotazione terrestre ,che tende a mantenere inalterato l'asse : il risultato è il movimento retrogrado dell'asse, che è relativamente lento.
Così facendo gli equinozi (e anche i solstizi e le altre posizioni ) anticipano ogni anno di circa 20 minuti.
L'anno sidereo , calcolato come passaggio del Sole nello stesso punto dello zodiaco , dura circa 20 min. in più dell'anno solare ovvero l'intervallo tra due equinozi.
L'anno sidereo corrisponde alla vera durata del moto di rivoluzione della Terra.
Es. 2000 anni fa il solstizio d'estate avveniva nel Cancro ora nella costellazione dei Gemelli.
Altri moti millenari sono:
- Le nutazioni, oscillazioni regolari dell'asse ogni 18,5 anni.
- Lo spostamento della linea degli apsidi, collegato al moto conico.
- La variazione dell'eccentricità dell'orbita poiché variano nel tempo le forze gravitazionali che agiscono nel Sistema Solare.
- La variazione dell'inclinazione dell'asse terrestre che oscilla assumendo inclinazioni diverse da quella attuale. Importante è l'oscillazione stabilizzante della Luna, che contrasta l'attrazione gravitazionale effettuata dagli altri pianeti.
E' un corpo solido di forma pressochè sferica. Il suo raggio è 1/4 di quello terrestre la massa 1/81.
Essa presenta: un moto di rotazione e uno di rivoluzione che hanno circa la stessa durata e così la Luna mostra sempre la stessa faccia.
A causa della grande massa relativa e della piccola distanza dalla Terra, la Luna esercita un'attrazione gravitazionale non trascurabile, pari a metà di quella esercitata dal Sole.
In un certo senso Terra e Luna si possono considerare un sistema planetario doppio.
Effetti
- Ciò ha reso più stabile l'asse di rotazione terrestre impedendo oscillazioni drastiche.
- Su entrambi i corpi si generano forze di marea ,che stirano i due corpi difatti la Luna ha una forma elissoidale a tre assi con un lieve rigonfiamento sulla Faccia rivolta costantemente verso il Sole.
Le forze di marea sono responsabili delle maree oceaniche, ma questa forma rallenta il moto di rotazione terrestre. Ciò è collegato allontanamento della Luna, causato dall'aumento della forza centrifuga.
La densità media della Luna è inferiore a quella terrestre, perciò si è portati ad ipotizzare una diversa formazione rispetto alla Terra.
Essa mostrando sempre la stessa faccia al Sole avrà temperatura altissima di giorno e bassa di notte : il cambiamento drastico di T e dovuta all'assenza di atmosfera.
A causa dell'assenza di atmosfera:
- Il passaggio dal dì alla notte avviene in modo repentino.
- L'escursione termica diurna è accentuata.
- Non è presenta acqua.
Forse nelle prime fasi dell'esistenza era presente acqua liquida, ma il forte riscaldamento la fece evaporare.
A causa dell'assenza di acqua e di atmosfera sulla Luna mancano quasi totalmente fenomeni erosivi e sismici, nonchè le forme di vita sono assenti.
Strutture lunari
- Mari, sono vaste aree pianeggianti di colore scuro ricoperto di regolite che occupano il 20% del pianeta ma sono assenti nella faccia nascosta .
Si ritiene che si siano formati a causa del riempimento di depressioni da parte di lave molto fluide, difatti le rocce che costituiscono i mari sono i basalti.(rocce scure di origine vulcanica)
- Altopiani, aree elevate che occupano 80% del pianeta, vi si osservano profondi solchi probabilmente scavati dalla lava o da rotture della crosta.
- Rilievi, tra cui i MONTI DI LEIBNITZ alti 11 Km.
- Crateri, sono distribuiti casualmente nella superficie e causati dall'impatto meteorico.
La luna ha una struttura a gusci concentrici , come la Terra:
-Crosta ,rigida che assieme al mantello superiore forma la Litosfera Lunare.
-L'astenosfera è una zona di materiali plastici e viscosi tra crosta e nucleo.
-Nucleo, probabilmente piccolo e ferroso ma non denso come come quello terrestre.
La materia nella litosfera non è distribuita in modo omogeneo, ma ci sono zone più dense denominate mascons e sono distribuite in modo irregolare nei mari lunari , forse causati dalla caduta di grossi massi o da masse di magma solidificato in profondità.
L'origine della Luna
4 Ipotesi:
1) Fissione , la Luna si sarebbe formata distaccandosi dalla Terra durante la sua formazione ,per effetto dell'attrazione gravitazionale esercitata dal Sole che avrebbe causato gigantesche maree sempre più elevate sino all'espulsione del satellite. Essa è la meno accreditata
2) Cattura, La Luna era un corpo autonomo che venne in seguito catturato dall'attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra che lo costringe a muoversi intorno ad essa su un'orbita chiusa.
3)Accrezione, la Luna si è formata per aggregazione di particelle, polveri e frammenti di corpi celesti in orbita attorno alla Terra.
4) Impatto, si sarebbe formata in seguito all'impatto della Terra con un corpo delle dimensioni di Marte avvenuto nella fase iniziale del Sistema Solare e avrebbe prodotto la disintegrazione di gran parte del corpo in collisione, provocando la dispersione di numerosi frammenti. A causa del calore liberato dall'impatto, i resti del corpo si sarebbero fusi col mantello terrestre, mentre i frammenti scagliati nello spazio avrebbero dato origine alla Luna.
Storia geologica della Luna
1) Ipotesi di Formazione
2) Formato da interno solido avvolto da una massa gigantesca di magma fuso, dello spessore di un centinaio di km.
3) Si sarebbe formata la crosta solida a partire dai materiali più leggeri. La crosta primitiva doveva essere costituita di rocce anortositiche.
4) Eruzioni Vulcaniche che avrebbero prodotto le colate laviche dalle quali deriverebbero le rocce degli altopiani
5) Sarebbero usciti enormi quantità di lava, provenienti dalle zone profonde. La lava solidificando avrebbe generato i basalti dei mari lunari.
6)La luna è entrata in una fase stabile e non ha più subito particolari trasformazioni , è un corpo freddo.
Movimenti della Luna
- Rotazione e Rivoluzione aventi circa stessa durata (27 Giorni e 7 ore).
Rivoluzione, attorno alla Terra su orbita ellittica in senso anti-orario che ha il centro nella Terra in uno dei due fuochi.
La distanza Terra-Luna è variabile avente perigeo ed apogeo.
La luna passa da una posizione di congiunzione a una di opposizione rispetto alla Terra..
Il piano dell'orbita lunare intorno alla Terra è inclinato rispetto al piano dell'eclittica : i due piani si intersecano in corrispondenza di una linea detta linea dei nodi.
La rivoluzione si compie un mese :
- mese sidereo, intervallo tra due successivi allineamenti della Luna e di una stella su un meridiano.
- mese sinodico intervallo tra 2 allineamenti uguali Luna-Sole , dura 2 giorni in più perché nel frattempo la Terra si è spostata.
Mentre compie i moti di rivoluzione e rotazione la luna si muove anche attorno al Sole , l'orbita curva della Luna attorno al Sole è detta epicloide e taglia 24-5 volte l'orbita terrestre.
Possiede anche moti secondari : moto di regressione della linea dei nodi dalla durata di 18 anni.
Fasi Lunari
Ai cambiamenti di posizione e condizioni di illuminazione che avvengono in un mese sinodico si dà il nome di fasi lunari per descrivere le quali conviene considerare i 4 momenti principali:
-Novilunio, quando la Luna è in congiunzione col Sole e la Terra e rivolge la faccia non illuminata , facendo sì che si veda giusto una falce sottilissima della Luna.
-Plenilunio, si ha quando la Luna si trova in opposizione dalla terra è visibile per intero la faccia illuminata dal Sole. il disco lunare è visibile perché il piano dell'orbita lunare non coincide col piano dell'eclittica ,l'ombra della Terra non raggiunge la Luna (non si verifica perciò l'eclissi)
-Per passare da un momento all'altro ci impiega 14 giorni ,nel frattempo attraversa fasi intermedie ,primo e ultimo quarto.
Eclissi
Si parla di eclissi di :
-Luna, quando la Terra si interpone tra Luna e Sole.
-Sole quando la Luna si interpone tra Luna e terra.
Le eclissi possono essere totali o parziali e in entrambe i tre corpi devono essere allineati sullo stesso piano.
Si hanno quelle lunari con Luna in plenilunio e in prossimità di un nodo.
Si hanno quelle solari con Luna in novilunio , in perigeo e in prossimità dei nodi.
Se invece la luna è in apogeo si verifica l'eclissi anulare in cui rimane visibile la zona più esterna del Sole, dura di più a causa della lentezza del moto di rivoluzione lunare l'apogeo.
Le eclissi solari sono più frequenti delle lunari, entrambe avvengono in media dalle 2 alle 7 volte all'anno.
Un eclisse lunare si forma quando la Luna entra nel cono d'ombra formato dalla Terra, mentre per quella solare quando una porzione della superficie terrestre entra nel cono d'ombra.
Rocce lunari
Le rocce presenti sul suolo lunare sono presenti due categorie di rocce: rocce magmatiche e rocce sedimentarie.
Le magmatiche derivano da magmi, soluzioni molecolari caldo/rovente che si originano dalla astenosfera (zona della luna). Quando arrivano in superficie possono cristallizzare (raffreddarsi), se ciò avviene velocemente si parla di rocce magmatiche effusive: se non vi è una buona organizzazione in cristalli, si parla di struttura amorfa o vetrosa (vedi le sferule, rotonde). Il colore scuro è legato alla composizione chimica, si tratta di rocce basiche cioè mafiche o feniche (colore tipico scuro: derivano da silicati quali, pirosseni e anfiboli).
Se il raffreddamento è stato parzialmente veloce (tempo di organizzare un minimo di cristalli) si va alla struttura porfirica con una pasta di fondo sempre amorfa e qua e la dei fenocristalli (cristalli più grossi); sulla terra abbiamo tutti i porfidi; sono di questo tipo i basalti lunari (scuri per i componenti precedenti).
Se la roccia magmatica si origina da magmi che rimangono inclusi e hanno il tempo di cristallizzare lentamente si parla di rocce intrusive con struttura cristallina. Sulla Luna si trovano le anortositi (sulla terra quasi non ci sono) presenti anche sui rilievi lunari; contengono il minerale anortite che dal punto di vista chimico è un plagioclasio basico cioè è un silico-alluminato di calcio con titanio (novità della luna, no sulla terra); il colore è chiaro perché le rocce di questo tipo sono acide, cioè sialiche o felsiche.
Le rocce sedimentarie derivano da sedimenti che si sono accumulati (clastiche, organogene, chimiche). Sulla Luna sono presenti solo le rocce clastiche. I clasti (sono le ghiaie, le sabbie) sono frammenti. Quando si cementano sulla luna si ottengono le brecce (hanno un aspetto cementato con dei frammenti).
La terra è il terzo pianeta del sistema solare, di forma pressochè sferica.
Esso ruota attorno al Sole e possiede un satellite la Luna col quale forma una specie di sistema binario, che consente al pianeta di mantenere stabile la direzione dell'asse di rotazione.
Sulla terra si sugge il ciclo delle stagioni dovute alla posizione della Luna e al movimento di rotazione e rivoluzione attorno al Sole.
La temperatura media di 15°C permette che vi sia la vita e l'acqua allo stato liquido.
La Terra possiede inoltre, un campo magnetico bipolare abbastanza forte generato dai movimenti delle masse fluide presenti al suo interno.
Il campo geomagnetico si estende anche al di fuori della Terra: la regione che circonda il pianeta in cui si risente del campo è detta Magnetosfera.
Essa svolge un ruolo fondamentale per il mantenimento della vita, deviando o rallentando i raggi cosmici: esso è una forma di scudo protettivo.
Raggio equatoriale: 6378,4 Km ; Raggio polare: 6356,9 Km
Lunghezza equatore: 40 076,6 Km Lunghezza Meridiano 40 009,1 Km
Massa: 5,976* 10^24 Kg Densità media: 5,5 g/cm^3
Acc. di gravità: 9,8 m/s^2 Inclinazione asse rotaz.: 66°33'
Asse Terrestre: E' la linea immaginaria passante per il centro della Terra intorno a cui avviene il moto di rotazione, interseca la superficie in due punti: i poli, che durante la rotazione restano fissi.
Equatore: E' l'intersezione con la superficie terrestre del piano perp. all'asse, passante per il centro della Terra.
La forma della terra è stata influenzata dal moto di rotazione e dalla forza centrifuga che ha causato una concentrazione di materia nelle zone che si muovono più rapidamente, producendo un rigonfiamento equatoriale e uno schiacciamento ai poli.
La forma della Terra influenza il valore della forza di gravità che agisce sulla superficie.
La Terra genera un campo gravitazionale, grazie a cui attira verso il centro qualunque corpo: la direzione verso cui agisce la forza di gravità è detta verticale del luogo e può essere determinata usando il filo a piombo.
Se la Terra fosse una sfera perfetta l'accelerazione di gravità sarebbe costante , ma lo schiacciamento polare fa sì che cresca spostandosi dall'equatore verso i poli.
Prove Sfericità Terra:
1)Pitagora notò che L'ombra della Terra ,durante le eclissi di Luna è sempre circolare, mentre se il nostro pianeta fosse un disco sarebbe ellittica.
2)L'orizzonte sensibile di un osservatore fa sì che man mano che un oggetto si avvicina, aumenta la porzione di esso visibile. Se non fosse sferica, l'oggetto si vedrebbe interamente anche se molto lontano (attribuita ad Eudosso)
3)L'altezza delle stelle rispetto al piano d'osservazione non è fissa.
4) Meridiani e paralleli presentano curvature diverse tra loro.
5)Circumnavigazione.
6)Immagini del satellite.
Il modello che più si avvicina alla forma della Terra è l'elissoide di rotazione (elisse che ruota intorno ad uno degli assi: minore nel caso della terra).
Elissoide a 3 assi, entrambi non tengono conto delle irregolarità terrestri: depressioni e rilievi.
GEOIDE--> insieme dei punti perp. alla direzione del filo a piombo, che si dispone secondo la verticale fisica. Il geoide risulta depresso in corrispondenza dei mari e rigonfio dai rilievi.
Calcolo di Eratostene: Egli misurò con buona approssimazione la circonferenza meridiana della Terra, con una scafe.
I raggi del Sole il giorno del solstizio estivo erano perp. a Siene, mentre ad Alessandria formavano un angolo alfa, E. capì che la differenza di angolazione dei raggi solari dipendeva dalla curvatura della Terra.
Tracciate le 2 parallele individuate dai raggi solari tagliate dalla trasversale passante per Alessandria e per il centro della Terra, si individuano due angoli: a e a'.
a': AS = 360° : Circonferenza
La distanza tra Alessandria e Siene era 5000 stadi e la circ. 250 mila, l'angolo misurato con la scafe era di 7°15' così per il raggio terrestre la stima era di 40 000 stadi, di poco superiore al valore reale.
Sulla superficie terrestre si possono individuare paralleli e meridiani.
I paralleli sono i circoli determinati dall'intersezione con la superficie terrestre di piani paralleli al piano dell'equatore e perpendicolari dell'asse terrestre.
Teoricamente sono infiniti, ma si prendono come riferimento 180,90 a Nord e 90 a Sud dell'equatore che è il parallelo 0.
I meridiani sono le semicirconferenze passanti per i poli determinate dall'intersezione con la superficie terrestre di un piano che contiene l'asse terrestre.
Ve ne sono 360, 180 ognuno col suo antimeridiano. Il meridiano fondamentale è quello di Greenwich.
La posizione di un punto P sulla superficie terrestre viene determinata da 3 coordinate:
-Latitudine, è la distanza angolare tra il parallelo passante per P e l'equatore.
Viene misurata come l'angolo al centro sotteso all'arco di meridiano.
Si misura in gradi e va da 0 a 90 N/S ,tutti i punti che si trovano sullo stesso parall. hanno la stessa latitudine.
-Longitudine, è la distanza angolare tra il meridiano passante per P e quello di Greenwich.
Viene misurata come l'angolo al centro sotteso all'angolo di parallelo.
Si misura in gradi varia da 0 a 180 E/O, i punti che si trovano sullo stesso meridiano hanno stessa longitudine.
-Altitudine, si introduce sulla Terra ferma a causa dei rilievi, essa è la distanza verticale di un punto P dal livello del mare.
Orientamento
L'elemento fondamentale per l'orientamento è il piano dell'orizzonte, cioè il piano tangente alla superficie terrestre.
Il punto in cui si trova l'osservatore è il punto di stazione e ciò che riesce a vedere è l'orizzonte visivo.
I punti cardinali sono 4: est, ovest, nord, sud.
-N e S sono i punti in cui il meridiano locale interseca il piano dell'orizzonte.
-E e O, sono i punti in cui l'equatore celeste interseca l'orizzonte.
La direzione S è indicata dal Sole a mezzogiorno, dall'equinozio di primavera al solstizio estivo il sole percorre un tratto più lungo sopra l'orizzonte cioè i punti in cui sorge e tramonta arretrano, viceversa per il passaggio da equinozio d'autunno a solstizio invernale.
Nell'emisfero australe avviene il contrario.
La Direzione N si può individuare di notte utilizzando la Stella Polare.
Est ed Ovest si possono determinare solo durante gli equinozi.
La posizione di un punto in un luogo è determinata mediante le coordinate polari: la distanza e l'azimut.
- La distanza è la lunghezza del segmento che congiunge l'osservatore O col punto P da individuare.
- L'azimut è l'angolo compreso tra il segmento OP e il segmento che congiunge l'osservatore col Nord: si esprime in gradi.
Queste coordinate hanno però applicazione limitata, perchè dipendono dalla posizione dell'osservatore si preferisce così usare le coordinate assolute: longitudine e latitudine.
La latitudine può essere determinata di notte, misurando l'altezza di una stella(solitamente stella Polare), oppure durante il dì l'altezza del Sole sul piano dell'orizzonte.
LATITUDINE CON STELLA POLARE:
I raggi sono considerati paralleli, si vuole la latitudine di P passante per il piano dell'orizzonte di P. L'angolo alfa è chiamato, altezza zenitale ed è complementare a Beta che è = a B' xk corrispondenti.
Allora alfa e alfa' sono = xk complementari di angoli uguali, per questo la latitudine del punto P si deduce dal valore dell'altezza zenitale della stella polare nel piano dell'orizzonte.
LATITUDINE CON SOLE:
Si divide la situazione degli equinozi con quella dei solstizi.
Agli equinozi raggi paralleli al piano dell'equatore.
P è il punto di cui si vuol calcolare la latitudine, l'angolo alfa rappresenta altezza zenitale del Sole sul piano dell'orizzonte di P. Beta complementare alfa.
Considerando CS e PS' tagliate da CZ si ha B= B' corrispondenti, se B complementare alfa anche B' lo sarà. Quindi la latitudine di P è il valore complementare dell'altezza zenitale del Sole sul piano dell'orizzonte di P.
Nei solstizi i raggi risultano inclinati, il Sole in zenit al tropico del Cancro raggiunge la max elevazione N con declinazione 23°27' data dall'angolo gamma.
L=(90°-alfa) + gamma(23°27')
In inverno si ha : L=(90°-alfa) + delta (23°27')
Il calcolo può essere fatto anche misurando l'altezza del Sole, ma ciò è più complesso perchè l'altezza cambia nel corso dell'anno.
Latitudine (prim-estate)=(90-alfa)+ o - Beta (+ prim/estate, - autunno/inverno)
Dove B è la declinazione solare e a altezza del Sole sull'orizzonte.(valido anche per analemma)
La longitudine di un punto si determina calcolando l'intervallo di tempo tra una culminazione del Sole sul meridiano del luogo e la culminazione su quello di Greenwich.
Tutti i punti che si trovano sullo stesso meridiano hanno la medesima ora, mentre per ogni gradi di longitudine ci sarà uno sfasamento di 4 min.
Essendo la Terra sferica e ruotando su sè stessa, il Sole culmina su ogni meridiano in momenti diversi, perciò a Trieste si verificherà prima rispetto a Torino ,ma per convenzione si è fissato un sistema orario comune.
La superficie terrestre è stata divisa in 24 spicchi ognuno di 15° di latitudine e comprendente 15 meridiani ,chiamati fusi orari. Tutti i luoghi del fuso hanno la stessa ora.
Il meridiano di riferimento è ancora una volta Greenwich , i fusi ad est sono numerati positivamente ,viceversa ad Ovest.
L'antimeridiano di Greenwich ha la funzione di linea di cambiamento data e si trova nell'Oceano Pacifico in modo da non attraversar regioni abitate.
Un eccezione sono i paesi attraversati da più fusi, come l'India, che hanno un orario tutto loro e i paesi, come l'Italia dove si introduce da fine marzo a fine ottobre l'ora legale facendo avanzare gli orologi di un'ora.
L'analemma: E' un diagramma che consente di ricavare direttamente l'altezza del Sole sull'equatore e il tempo reale del mezzogiorno nei diversi giorni dell'anno.
Sull'asse Y si trova la declinazione del Sole, che varia da 23°27' N a S.
Sull'asse X si trova l'equazione del tempo, cioè il ritardo o l'anticipo nella culminazione del Sole.
Una linea verticale taglia gli assi ed indica il mezzogiorno solare medio.
(Per Formula guarda sopra)
Sulla Terra si adotta l'anno civile composto da 365 giorni ma essendo la rivoluzione terrestre di 365 giorni e 6 ore, ogni anno vi sono circa 6 ore in meno, per ovviare a ciò ogni 4 anni si aggiunge un giorno (anno bisestile).
Poichè ciò non basta negli anni secolari ,cioè quelli divisibili per 400 si aggiunge un giorno.
3 TIPI DI ORIZZONTE:
- Sensibile o Visivo, perchè si deduce con l'occhio. E' determinato da una circonferenza di base, che aumenta mano a mano che si sale o si va sù in altezza.
- Apparente, perpendicolare in ogni punto della superficie.
- Astronomico, che passa idealmente per il centro della Terra.
I due elementi di riferimento di valore universale sono:
- l'asse del mondo, linea ideale che si ottiene prolungando all'infinito l'asse di rotazione della Terra ed interseca la sfera celeste in due punti: Polo Nord e Sud celeste.
- l'equatore celeste, è il prolungamento del piano dell'equatore che è perp. all'asse del mondo e divide la terra in 2 emisferi.
Vi sono anche qui paralleli e meridiani, il parallelo celeste fondamentale è l'equatore, il meridiano fondamentale passa per il punto gamma, il punto della sfera celeste dove il Sole si trova nell'equinozio di primavera ,mentre il punto diametralmente opposto è omega.
Gli elementi di riferimento dell'osservatore invece sono:
- la verticale del luogo, retta immaginaria che passa per il punto in cui si trova l'osservatore e per il centro della Terra. Intersecando la sfera in due punti: zenit e nadir.
- il piano dell'orizzonte astronomico, è il piano passante per il centro della sfera celeste e perpendicolare alla verticale del luogo. Esso interseca la sfera celeste secondo una circonferenza, che prende il nome di orizzonte astronomico del luogo.
Ogni osservatore in ogni istante può vedere solo metà della sfera celeste, anche se la porzione visibile varia a seconda della latitudine a cui si trova.
I circoli massimi passanti per lo zenit e il nadir sono detti circoli verticali.
Indipendentemente dal sistema di riferimento adottato, la posizione di un corpo celeste è nota se sono noti due angoli, che vengono chiamati coordinate astronomiche.
Coordinate altazimutali, aventi come riferimento l'orizzonte e la verticale del luogo.
Coordinate equatoriali, aventi come riferimento l'equatore celeste e l'asse del mondo.
La posizione di un corpo celeste è definita dalla misura di due angoli, l'altezza e l'azimut.
L'Altezza è la distanza angolare del corpo dal piano dell'orizzonte. varia da 0° a + o - 90°.
L'Azimut è l'angolo compreso tra il piano del circolo verticale passante per il corpo celeste e il piano del meridiano locale.
Le coordinate altazimutali variano durante il giorno a causa dei movimenti della sfera celeste.
Le coordinate equatoriali invece non dipendono dalla posizione dell'osservatore, anche in questo caso la posizione di un corpo celeste è definita dalla misura di due angoli , la declinazione e l'ascensione retta.
La declinazione di un corpo celeste è la sua distanza angolare dal piano equatoriale celeste.
Essa è positiva nell'emisfero boreale, negativa in quello australe. Varia da + 90 N a -90 S.
L'ascensione retta è l'angolo compreso tra il piano del meridiano celeste passante per il corpo celeste e il piano del meridiano fondamentale.
Questi due valori sono costanti per tutti gli astri, con eccezione del Sole e dei corpi del Sistema Solare.
Si assiste tuttavia ad un piccolo cambiamento ogni anno dei valori assegnati, dovuto al fenomeno della precessione degli equinozi.
Sono corpi inorganici, naturali aventi composizione chimica ben definita.
Possono essere formati da Elementi (o composti) o soluzioni solide.
Si possono presentare allo stato cristallino (disposizione ordinata) o amorfo.
La stessa sostanza può infatti, dar origine sia a minerali cristallini che amorfi
es. Silice origina sia Quarzo (c) che Opale (a).
La stessa sostanza può originale cristalli con morfologia e struttura diversa a seconda delle condizioni in cui si forma.
Cristallo--> Forma esterna poliedrica, facce, spigoli, cristalli dimensioni varie ma raramente giungono al loro abito cristallino definitivo.
Le celle elementari si ripetono miliardi di volte, esse sono le unità fondamentali dei minerali.
Nei minerali formati da miscele isomorfe, ioni simili si possono scambiare senza alterare la struttura del minerale, il fenomeno prende il nome di isomorfismo.
Prop. Fisiche Minerali: Densità, durezza, sfaldatura, frattura, elasticità, plasticità, malleabilità, duttilità. Proprietà ottiche sono colore, lucentezza, trasparenza, fluorescenza, angolo di rifrazione.
Otto sono gli elementi fondamentali che compongono il 98% dei minerali, in base alla diversa composizione chimica essi sono suddivisi in 8 classi.
Silicati, Ossidi, Solfuri, Solfati, Carbonati, Alogenuri, Fosfati, Elementi Nativi.
I silicati costituiscono il 90% delle rocce presenti sulla Terra, essi hanno struttura tetraedica (1 atomo Silicio forma legami covalenti con 4 atomi di O ) ed in base ai legami si creano si distinguono nelle seguenti categorie:
Neosilicati, Sorosilicati, Ciclosilicati, Inosilicati, Fillosilicati, Tectosilicati.
In base al rapporto tra Si e O si ha:
-silicati femici, bassa percentuale tetraedri, elevata perc. ioni metallici, scuri, Si: O basso
-silicati sialici, alta percentuale tetraedri, bassa perc. ioni metallici, più chiari , Si: O più elevato
Le rocce sono aggregati naturali di minerali, possono essere eterogenee (più minerali) o omogenee. La roccia al contrario del minerale, non ha una formula, non ha una composizione definitiva e regolare difatti ne esiste una grande varietà.
In base al processo litogenetico da cui hanno avuto origine è possibile suddividerle in tre gruppi:
-Rocce magmatiche, in seguito alla solidificazione del magma (origine endogena)
-Rocce sedimentarie, accumulo detriti, precipitazione sali o accumulo resti organici. (origine esogena)
-Rocce metamorfiche, derivano da rocce preesistenti che hanno subito modificazioni a causa del variare di T o pressione che avviene all'interno della Terra. (endogena)
I processi non sono slegati, ma fanno parte di un ciclo.
Il magma essendo meno denso del materiale che lo circonda tende a salire, salendo raffredda.
In base alla solidificazione le rocce magmatiche si dividono in: intrusive, effusive, ipoabissali.
Le prime solidificano in profondità, in tempi lunghi. Le seconde in superficie.
Le ultime aventi caratteriste intermedie, solidificano sottoterra ma a profondità modeste.
La struttura delle rocce è dovuta alla velocità di raffreddamento e alla quantità di gas sciolti nel magma. Le rocce intrusive avranno struttura olocristallina, con cristalli uguali, quelle effusive avranno strutt. vetrosa (pomice) o porfirica.
La composizione di una roccia magmatica dipende dal magma da cui deriva.
In ogni roccia poi sono presenti i minerali essenziali che possono essere o silicati sialici o silicati femici: in relazione alla quantità e al tipo di materiali presenti le rocce possono avere diverso tenore di silice, distinguendosi in sialiche-intermedie-femiche-ultraf.
Esistono due serie di rocce magmatiche: serie alcalina e alcali-ciclica.
La classificazione delle rocce magmatiche si base quindi su: analisi struttura, tenore di silice, composizione mineralogica.
Vengono classificate così in famiglie, in ognuna delle quali sono comprese rocce intrusive ed effusive con struttura diversa e medesima composizione mineralogica.
-Graniti, rocce sialiche derivano da magmi alcali-calcici. Chiare, ricche di quarzo.
I graniti sono le rocce intrusive, corrispondente effusivo rioliti, ossidiane e pomici.
-Dioriti, composizione intermedia derivano da magmi alcali-calcici, quarzo assente, colore grigio. Intrusive dioriti, effusive andesiti.
-Gabbri, rocce femiche derivano da magmi alcali-calcici. Prive di quarzo e feldspati.
Intrusive gabbri, effusive basalti rappresentano il 40% delle rocce terrestri e ricoprono completamente i fondali oceanici.
-Perioditi, ultrafemiche, alcali-calcica, intrusive perioditi, effusive picriti.
-Sieniti, intermedie, derivano da magmi alcalini. Quarzo assente, intrus. sieniti, effus. trachite.
Magma si divide in: primario, si forma nel mantello superiore, femico, molto caldo e fluido.
Secondario, si forma nella crosta, sialico, elevata viscosità e T iniziale minore.
Durante la risalita, il magma può andare incontro a processi di differenziazione che lo modificano. Cristallizzazione frazionata, i minerali femici solidificando per primi e si assimilano col magma in fusione, la massa fusa residua assume una composizione più sialica.
Ci si ricollega alla Serie di Bowen, che avviene solo se i cristalli restano a contatto col magma.
Essi fondendo e rimanendo nel fuso, con l'abbassarsi della T danno origine ad una roccia via via più sialica.
Rocce Sedimentarie
Il processo sedimentario si realizza attraverso: degradazione ed erosione, trasporto, sedimentazione, diagenesi.
La diagenesi è la fase terminale del processo, in cui i frammenti si compattano e cementizzano.
La classificazione di queste rocce avviene per genesi: detritiche, di deposito, organogene.
Detritiche sono formate da clasti, vengono classificate in base alla dimensione dei granuli
ghiaie che originano conglomerati, sabbie che originano arenarie, silt che originano siltiti, argille che originano argilliti.
Vengono incluse tra le rocce detritiche anche le rocce piroclastiche.
Le rocce di deposito chimico si dividono in : evaporiti, derivano da precipitazioni di sali come salgemma e gesso, calcari inorganici, stalattiti, rocce silicee in seguito a precipitazione di silice, rocce residuali.
Rocce organogene sono formate da sedimenti prodotti da esseri viventi. Possono essere carbonatiche, silicee, fosfatiche.
Le rocce carbonatiche organogene comprendono calcari e dolomie, i calcari si formano in ambiente marino le dolomie sono costituite dalla dolomite.
Le rocce silicee, derivano da resti di organismi acquatici come gusci e scheletri, possono trasformarsi in selci.
Le rocce fosfatiche, o fosforiti, derivano da scheletri di vertebrati.
Rocce Metamorfiche
Il processo metamorfico, o metamorfismo, consiste in un complesso sistema di trasformazioni cui vanno incontro rocce che vengono sottoposte a intense variazioni di T e/o pressione.
Il metamorfismo avviene in un intervallo termico compreso tra 200 e 800.
La pressione è litostatica se esercita dalle rocce circostanti sulla massa provocandone una riduzione di volume, orientata se provoca un alterazione della struttura e della composizione.
Metamorfismo può essere: Di contatto, quando una massa rocciosa entra in contatto col magma che risale ,le alterazioni sono dovute dall'alta T.
Dinamico è dovuto all'azione di pressioni orientate elevate che fratturano e piegano le rocce.
Metamorfismo regionale, il più diffuso coinvolgendo ampie zone della litosfera, si verifica per l'azione combinata di Pressione e T.
Un metamorfismo di grado bassissimo non è differente da un processo di diagenesi, uno di grado altissimo provoca la creazione di magma di anatessi, che provoca il ri-inizio del ciclo.
Durante questi processi avvengono profondi mutamenti che possono trasformare struttura e composizione della roccia.
I cambiamenti più evidenti avvengono nella struttura, T e pressione provocano 3 effetti: la ricristallizzazione, tipica del metam. di contatto, aumento della grana, orientazione dei minerali che provoca foliazione e scistosità sulla roccia tipica del metam. regionale e la frantumazione della roccia in granuli, associata al metamorfismo dinamico.
Facies metamorfiche: categorie che comprendono tutte le rocce che si formano nelle stesse condizioni di T e pressione.
I minerali che si formano in quei determinati intervalli sono chiamati minerali indice.
I processi magmatico, sedimentario e metamorfico non sono indipendenti l'uno dall'altro ma fanno parte di un unico ciclo litogenetico, che al termine del processo metamorfico ,che provoca fuoriuscita di magma secondario, riinizia.
Il ciclo può però interrompersi prima.
Con il termine vulcanesimo viene indicata l'emissione sia di fluidi (lava), sia di materiali solidi (materiali piroclastici), sia di vapori e gas, la cui origine è dovuta alla presenza di masse magmatiche all'interno della litosfera.
Non sempre il magma alimenta un eruzione, alle volte solidifica in profondità e forma i plutoni.
Il magma si forma in seguito a processi di fusione parziale di parti limitate della crosta o del mantello. I principali fattori che possono portare alla fusione delle rocce sono:
un aumento della T, riduzione della pressione, aumento del contenuto d'acqua dovuto allo sprofondamento di una parte di crosta.
I fattori che condizionano il magma durante la risalita sono: viscosità e percentuale d'acqua.
La prima condizionata dal tenore di silice , dalla presenza di gas e vapor d'acqua, condiziona la mobilità del magma (sialico=viscoso, femico= fluido).
Il contenuto d'acqua abbassa la T di fusione, difatti il punto di fusione del magma sialico è più basso, ma risalendo l'acqua si trasforma in gas e il magma solidifica.
I magmi sialici tendono perciò a solidificare in profondità.
La maggior parte delle lave ha composizione basaltica, mentre i plutoni granitica.
I plutoni sono sempre circondati da altre rocce dette, incassanti. Se attraversa una serie di strati sedimentari, si parla di plutone discordante, se si inseriscono tra uno stato e l'altro, sarà concordante.
La classificazione dei plutoni si basa sulla forma, dimensione e rapporti con rocce incassanti.
- I batoliti, sono i plutoni affioranti di più grandi dimensioni, derivano spesso da magma secondario che non ha subito alcun movimento.
- I filoni sono corpi tabulari di pochi metri.
- I laccoliti sono plutoni concordanti, che si formano per intrusione di magma lungo i piani di stratificazione.
L'attività vulcanica si manifesta nelle regioni della Terra dove grandi fratture e tensioni, riducono la pressione litostatica e consentono la risalita dei magmi verso la superficie.
La spaccatura della superficie da cui fuoriesce la lava è il vulcano che può avere attività lineare o attività centrale.
Nei primi il magma fuoriesce da fratture della crosta ricoprendo le zone circostanti (vulcani islandesi), si parla di eruzioni centrali quando i materiali vengono eruttati da un cratere.
L'eruzione vulcanica avviene quando nella camera magmatica la pressione supera quella litostatica, il tutto può essere causato dal giungere di nuovo magma.
Il tipo di attività di un vulcano dipende da: viscosità magma, presenza gas.
Solitamente magma femico alimenta vulcanesimo effusivo, sialico esplosivo.
-Le colate laviche possono avere composizione basaltica (fluida e calda), riolitica (viscosa e lenta crea cupole di ristagno) andesitica (comportamento intermedio).
- I piroclasti sono frammenti solidi di composizione e dimensioni varie eiettati dal vulcano, si suddividono in base alle dimensioni : si parla di polveri, ceneri, lapilli, bombe.
Si depositano secondo: caduta gravitata, colate piroclatiche (nubi ardenti), ondate basali.
Gli edifici più comuni per quanto riguarda l'attività centrale sono i vulcani a scudo, gli stratovulcani, coni di scorie.
I vulcani a scudo producono un attività effusiva tranquilla, associata a magmi fluidi e basaltici.
Gli stratovulcani alternano fasi di attività esplosiva a fasi effusive. Spesso si formano crateri avventizi sui fianchi del cono principale.
I coni di scorie, formati da materiali piroclastici e sono in genere piccoli.
Nella morfologia di un vulcano si possono riconoscere alcune forme dovute alle caratteristiche delle varie attività.
Forme costruite in seguito all'emissione di materiali solidi o fluidi, come le colate.
Forme dovute a eventi distruttivi o di sprofondamento: oltre ai crateri, sono rappresentate da caldere e da diatremi.
Caldere sono depressioni con le pareti scoscese dovute al crollo della parte sommitale del vulcano a causa dello svuotamento della camera magmatica.
Un diatrema è un condotto vulcanico colmato da brecce magmatiche originatesi in seguito a una violenta esplosione interna di gas.
Le eruzione possono essere:
-di tipo hawaiano, con lave basaltiche molto fluide e assenza di esplosioni, si formano laghi di lava e grandiose fontane di lava.
- di tipo stromboliano, alternano esplosioni ad effusioni, lava meno fluida del precedente.
-di tipo vulcaniano, lava riolitica o andesitica che tappa la bocca del vulcano. Le colate di lava sono quasi assenti e le eruzioni violente con grande fuoriuscita di nubi.
-eruzioni di tipo peleano, la lava molto viscosa forma cupole di ristagno Le esplosioni violente, sono accompagnate dal crollo delle pareti del vulcano.
-eruzioni freatiche, emissioni violente di vapore accompagnato talvolta da fuoriuscita di magma.
-eruzioni lineari, effusioni di lave basaltiche, caratteristiche di Islanda e dorsali oceaniche.
Legate al vulcanesimo primario, vi è uno secondario che provoca il riscaldamento delle acque del sottosuolo che formano risalendo in superficie, sorgenti termali.
I vulcani attivi sono concentrati lungo strette fasce e molti di questi coincidono con le dorsali oceaniche o con fosse oceaniche. Altri invece isolati, sono detti punti caldi.
Sono vibrazioni naturali del suolo che provocate dalla repentina liberazione di energia meccanica all'interno della litosfera.
Sono assieme ai vulcani la prova che la Terra non è statica.
Quando si verifica un terremoto l'energia accumulata viene liberata : le rocce si frantumano e l'energia viene dissipata in parte sotto forma di calore, in parte sotto forma di onde elastiche.
Il luogo in profondità in cui viene liberata energia è l'ipocentro, epicentro è invece il punto in superficie raggiunto per primo dalle vibrazioni.
Le cause che scatenano un sisma possono essere diverse e permettono di classificare i terremoti in 4 categorie: da crollo, da esplosione, vulcanici e tettonici.
I primi sono rari, quelli vulcanici sono conseguenze di eruzioni provocate dal movimento del magma sottosuolo, mentre i tettonici ,quando masse rocciose si fratturano improvvisamente in zone della litosfera, sono i più diffusi e violenti.
Essi non sono mai casi isolati, ma legati a situazioni di instabilità della litosfera.
Per quanto riguarda i meccanismi che determinano le scosse nel 1906 venne elaborata la teoria del rimbalzo elastico, che affermava che se un blocco di rocce subiva una pressione esso si comportava in modo elastico, deformandosi sino a rompersi una volta raggiunto il limite dell'elasticità e provocando così una faglia le cui vibrazioni si prolungano per km.
L'energia liberata dal sisma provoca due effetti: deformazioni statiche e permanenti come il movimento della faglia e deformazioni dinamiche cioè onde elastiche che si propagano nello spazio.
Le onde sismiche provocano la vibrazione di particelle che compongono le rocce, una parte dell'energia viene però dissipata indi per cui allontanandosi dall'ipocentro, la forza diminuisce.
Esistono tre tipi d'onda: P, S e L.
Le primarie e le secondarie si generano nell'ipocentro e si propagano in tutte le direzioni.
Le P sono le più veloci e sono responsabili della variazione del volume del mezzo attraversato.
Si propagano ovunque ma modificano bruscamente la loro direzione quando, all'interno della Terra, incontrano una superficie di discontinuità ,cioè passano da uno strato di rocce ad un altro con caratteristiche totalmente differenti.
Le S producono una variazione di forma, ma non di volume e si propagano solo nei solidi e non nei liquidi. Hanno velocità inferiore a P e subiscono modificazione se incontrano una superficie di discontinuità.
Le onde L, si creano quando le P e S incontrano una superficie di discontinuità e si propagano su di essa. Percorrono distanze lunghissime e si disperdono più lentamente provocando danni maggiori.
La registrazioni delle onde sismiche viene effettuata col sismografo.
La forza di un terremoto può essere rilevata con 2 metodi diversi: scala intensità (Mercalli ) o scala Magnitudo (Richter).
La prima assegna un valore , in base agli effetti delle scosse sismiche e al grado di distruzione.
La seconda sull'energia liberata dal terremoto, utilizzando come elemento di valutazione l'ampiezza delle onde sismiche. La scala non è numerica ma logaritmica.
Lo studio della struttura interna della Terra si effettua, con metodi indiretti.
I materiali presenti sul fondo della Terra, sono più densi della crosta probabilmente metalli.
Gli studiosi hanno ipotizzato così che la Terra sia costituita da 3 involucri: crosta, mantello e nucleo , dove i materiali sono al centro e quelli meno densi in superficie.
Se la Terra avesse una densità che cresce gradualmente e una composizione uniforme, le onde sismiche dovrebbero propagarsi al suo interno senza brusche deviazioni, ma ciò non accade.
Sono state scoperte infatti importanti aree di discontinuità.
La discontinuità di Mohorovic separa la crosta dal mantello, qui le onde P e S accelerano bruscamente, il mantello è probabilmente formato da peridotiti, rocce ultrafemiche, più rigide e dense delle rocce della crosta. Questa discontinuità non è sferica, ma sinuosa : più vicina alla superficie in corrispondenza degli oceani, viceversa per i rilievi.
La discontinuità di Gutenberg, superficie di separazione tra mantello e nucleo.
Si trova ad una profondità regolare di 2900 Km ed è una superficie sferica. le onde P rallentano e le S spariscono, probabilmente il nucleo nella su parte più esterna è allo stato fuso.
Vi è anche la discontinuità di Lehmann localizzata a 5170 km che indica il passaggio dal nucleo esterno al nucleo interno. Qui le onde P accelerano nuovamente, si ipotizza perciò che il nucleo sia fuso solo all'esterno.
La crosta è l'involucro esterno, sottile e rigido del pianeta. Non è omogenea per composizione e presenta notevoli variazioni di spessore.
Ne esistono 2 tipi: crosta continentale, composta di rocce sialiche e ricoperte da una coltre di sedimenti e la crosta oceanica , più densa, avente una composizione femica e ha uno spessore di pochi kilometri. Presenta una struttura più uniforme (3 strati= sedimenti, basalti, gabbri)
e rocce più giovani della crosta continentale.
I confini tra le due croste non coincidono con la linea di costa.
Il mantello è lo strato compreso tra le due discontinuità principali, in base ai dati forniti dalle onde sismiche si possono individuare un mantello superiore, in cui si distinguono strati con proprietà differenti e uno inferiore, più omogeneo.
Il mantello superiore si estende fino a 700 km ed è formato da rocce ultrafemiche.
Il primo strato è il mantello litosferico, più denso della crosta ma per il resto si comporta uguale difatti mantello litosferico+ crosta = Litosfera.
Lo spessore della litosfera, differisce in corrispondenza delle aree continentali e oceaniche.
Sotto la litosfera, si trova l'astenosfera uno stato plastico nel quale i materiali si comportano come poltiglia. Vi è poi la mesosfera, con materiali rigidi.
Si passa poi al mantello inferiore composto da ossidi femici, più densi dei materiali sovrastanti e la densità dovrebbe aumentare gradualmente sino ad arrivare al nucleo.
Il nucleo occupa la zona compresa tra il centro della terra e la disc. di Gutenberg e ha densità elevatissima.
Il nucleo esterno è probabilmente fluido composto da Fe, Ni e altri materiali più leggeri.
Il nucleo interno si comporta invece come un solido e si ritiene sia costituito da una mescolanza di Ni e Fe.
CROSTA( granito dei continenti, discontinuità conrad, basalto degli oceani circa 35 km)
MANTELLO (Discontinuità di Moho, Peridotite, astenosfera, struttura olivinica, spinello come prima ma più rigido, struttura di ossidi sino a 2900 Km
NUCLEO (Discontinuità di Gutenberg, nucleo esterno liquido, discontinuità di Lehman nucleo interno solido )
La quantità di energia termica emessa da un'unità di superficie terrestre in 1s è detta flusso geotermico ed è in media 0,06 W/m2.
La terra emette nello spazio più calore di quanto ne riceva, le origini di questo calore , che è > nelle aree più giovani, possono essere due. Un calore primordiale, che deriva dall'energia accumulata durante gli stadi iniziali della storia della Terra.
Ma la fonte principale è la radioattività naturale delle rocce della crosta e del mantello, come i graniti. Nel mantello si verificano inoltre altri meccanismi di trasmissione del calore: convezione, irraggiamento, conduzione.
N.B Geoterma, è la curva che indica l'andamento della T in funzione della profondità.
La Terra possiede un campo magnetico dipolare generato dal nucleo terrestre, inclinato di 11,5° rispetto all'asse di rotazione. I poli magnetici non coincidono così coi poli geografici.
Il campo magnetico terrestre si estende anche all'esterno della Terra, con un intensità che diminuisce con la distanza del pianeta. La regione che circonda la Terra, in cui risente l'azione del campo geomagnetico è detta magnetosfera e costituisce una specie di scudo protettivo contro le radiazioni cosmiche.
Alcune rocce della crosta generano un debole campo magnetico locale che si sovrappone a quello terrestre, le rocce magnetizzate continuano ad esserlo a meno che non vengano scaldate sino a aggiungere il punto di Curie, il cui valore varia a seconda della sostanza.
Sono le rocce magmatiche in particolare i basalti e alcune rocce sedimentarie, possono magnetizzarsi. La magnetizzazione genera un debole campo magnetico locale che ha un orientamento corrispondente a quello del campo magnetico terreste presente al momento della formazione della roccia stessa.
Nei luoghi in cui è presente una formazione rocciosa abbastanza estesa si provoca un anomali magnetica, positiva se il campo è più intenso del previsto , negativo se minore.
Il campo magnetico subisce inversioni di polarità, periodicamente polo N e S si scambiano.
Lo studio del paleomagnetismo, cioè della magnetizzazione permanente delle rocce che si sono formate in epoche passate, consente di ricostruire la storia del campo magnetico terrestre e di stabilire quando sono avvenute le inversioni di polarità.
Infatti, la presenza di masse rocciose dotate di una magnetizzazione permanente crea localmente un'anomalia magnetica positiva (se il campo magnetico della massa rocciosa è allineato con il campo magnetico terreste attuale) o negativa.
Il Paleomagnetismo permette inoltre di determinare i grandi movimenti delle strutture della litosfera.
A metà Ottocento si formulo il principio dell'isostasia secondo cui le grandi porzioni della crosta terreste sono soggette a movimenti verticali, la crosta difatti galleggia sul mantello per il principio di Archimede.
I movimenti verso l'alto o verso il basso, con cui i blocchi della crosta terrestre reagiscono a una modificazione dell'equilibrio esistente, sono detti aggiustamenti isostatici.
Non può esserci un equilibrio isostatico definitivo perché a causa dell'erosione e della sedimentazione, essi modificano continuamente il loro peso.
Il passaggio successivo fu la teoria della deriva dei continenti elaborata nel 1912 da Wegener, secondo cui le masse crostali si poteva spostare anche orizzontalmente.
Nel suo modello, si partiva da un unico grande continente la Pangea circondato da un unico oceano la Pantalassa.
Poi circa 180 mil. di anni fa la Pangea iniziò a smembrarsi e le grandi masse continentali si mossero, come se andassero alla deriva, sino a raggiungere le attuali posizioni.
Anche la nascita delle catene montuose sarebbe una conseguenza di questa deriva, essendosi originate o per compressione o per scontro tra continenti.
La teoria era confermata dalle seguenti prove:
1)coste dell'Africa e coste meridionali del sudamerica si poteva incastrare come un puzzle .
2) In alcune località sulle due sponde opposte dell'Atlantico, si trovavano rocce e fossili uguali.
3) Le regioni aventi clima tropicale, in passato avevano ghiacciai.
Ma le forze indicate da Wegener, come causa dello spostamento erano sproporzionate rispetto agli effetti prodotti.
Egli imputava infatti, alla forza centrifuga e all'attrazione luni-solare la causa della deriva e solo nell'ultima revisione della teoria ipotizzò come causa i moti convettivi del mantello.
Così dopo una decina di anni, la sua teoria fu dimenticata.
Verso metà del 900' però si scoprì che la crosta oceanica mostra una morfologia particolare.
Gli elementi principali sono le dorsali, le pianure abissali, le fosse oceaniche e gli archi vulcanici.
Le dorsali sono un sistema di rilievi che attraversano gli oceani, talvolta affiorando in certe zone e originando così isole vulcaniche. Le dorsali sembrano essere zone in cui la crosta si inarca, le creste centrali presentano un avvallamento detto rift valley.
Esso è delimitato da profonde faglie da cui fuoriesce lava basaltica, inoltre qui si registrano frequenti terremoti con flusso termico superiore alla media.
Ai due lati della dorsale, il fondale oceanico si estende formando le pianure abissali, regioni molto estese ricoperte da un velo di sedimenti. Qui si elevano rilievi isolati di origine vulcanica.
Vicino ai continenti si trovano inoltre, le fosse oceaniche, profonde depressione caratterizzate da un flusso termico molto ridotto. Ad una certa distanza dalla fossa si osserva sempre un'intensa attività vulcanica, che genera una catena di coni vulcanici detto arco vulcanico o magmatico. Il vulcanesimo è solitamente esplosivo e lungo le fosse si verificano frequentemente terremoti. L'insieme della fossa e dell'arco vulcanico prende il nome di sistema arco-fossa.
Dall'analisi dei fondali si è dimostrato che : in nessun oceano i sedimenti superno i 200 milioni di anni, la coltre di sedimenti aumenta allontanandosi dalla dorsale ed essi più ci si allontana più sono antichi.
Teoria dell'espansione dei fondali oceanici di H.H.Hess, egli sosteneva che le dorsali oceaniche sono le grandi fratture attraverso cui risale il materiale caldo che solidificandosi creerà nuova crosta oceanica, che sospingerà quella vecchia.
Nel mantello si verificano secondo Hess, moti convettivi e le dorsali rappresentano la via d'uscita. Egli ipotizzò che ci vogliono 200 mil. di anni perchè da una dorsale fuoriesca nuovo materiale (ecco perchè i sedimenti più antichi non superano quell'età)
La crosta più antica viene eliminata nelle fosse oceaniche, dove al crosta subduce e torna a far parte del mantello.
In questa teoria i continenti hanno un ruolo marginale e ha trovato una conferma definitiva nello studio del paleomagnetismo.
Lo studio del paleomagnetismo dei fondali oceanici dimostro che su ogni oceano si registravano anomalie positive e negative.
L'alternanza di anomalie positive e negative confermava che il pavimento basaltico non si era formato tutto contemporaneamente. Durante ogni effusione ai lati della dorsale si formeranno due corpi rocciosi con lo stesso tipo di anomali magnetica.
La teoria di Hess non rispondeva a tutti i quesiti, così venne ripresa assieme a quella di Wegener e nel 1965 si elaborò la teoria della tettonica delle zolle.
Secondo questa teoria la litosfera non è un involucro continuo, ma è suddiviso in una serie di placche di dimensioni molto varie.
Le zolle litosferiche sono rigide, hanno spessore variabile e galleggiano sulla litosfera entro cui si realizzano piccoli movimenti. Sono questi movimenti del mantello la causa della frantumazione della litosfera in zolle.
Lungo i margini delle zolle si ha instabilità, queste zone corrispondono alle fasce lungo le quali si localizzano l'attività vulcanica e sismica. Si identificano 3 tipi di margine:
-Divergenti, lungo le quali si crea nuova litosfera oceanica, coincidono con le dorsali.
Le due zolle ai lati della dorsale si accrescono, queste zone sono caratterizzate da intensa attività vulcanica e debole attività sismica.
-Convergenti, lungo i quali le zolle contigue sono sospinte l'una contro l'altra.
Coincidono coi sistemi arco-fossa aventi struttura caratteristica. VI si riconoscono i seguenti elementi: fossa, il complesso di subduzione, intervallo arco-fossa, che da raccordo tra la zona di subduzione e l'arco vulcanico, arco vulcanico, il bacino di retroarco (spesso occupa da un bacino marino).
Sono caratterizzati da fenomeni sismici molto violenti e da un intensa attività magmatica.
-Conservativi, le zolle scivolano l'una accanto all'altra sono caratterizzati da una forte attività sismica , ma privi di attività vulcanica.
Le zolle non coincidono necessariamente coi margini dei continenti e la maggior parte si trova nell'oceano. Le zolle sono in moto relativo l'una con l'altra, non vanno semplicemente alla deriva, si accrescono in corrispondenza delle dorsali e vengono in parte distrutte in corrispondenza delle fosse, in particolare l'espansione dei fondali e la velocità di subduzione sono massime vicino all'equatore e diminuiscono ai poli.
Nelle zone in cui le correnti ascendenti di materiale caldo urtano la litosfera, si formano i margini divergenti. Dapprima la litosfera si inarca sino a fratturarsi, provocando fuoriuscita di magma femico, che in parte solidifica in profondità (gabbri) in parte raggiunge la superficie.
Si forma così una dorsale, ma solo una parte del magma in risalita riesce a fondere, la frazione residua esercita una trazione sui due blocchi che cominciano ad allontanarsi, riaprendo una nuova frattura da cui uscirà nuovo magma. Poichè ogni nuova risalita spinge le colate precedenti, ne consegue che in corrispondenza delle dorsali si crei nuovo materiale.
I margini convergenti sono quelli lungo i quali le zolle collidono. Si conoscono 3 situazioni diverse di collisione:
-tra litosfera continentale e oceanica
-tra oceanica e oceanica
-tra continentale e continentale
Nella prima la zolla oceanica, più densa va in subduzione riducendosi di dimensioni, mentre la placca continentale galleggia e vien deformata lungo il margine.
Tre eventi caratterizzano i margini su cui si verifica la subduzione:
-la formazione di una fossa oceanica, che segna il limite tra le due zolle.
-un intensa attività sismica lungo il piano di subduzione, dove litosfera e mantello fondono generando grandi quantità di magma.
-la formazione di archi vulcanici sul margine della zolla continentale.
Le zone di subduzione sono sottoposte a sforzi notevoli, perciò i margini continentali che si trovano in prossimità di una linea di subduzione sono sede di terremoti violenti e presentano catene montuose recenti.
La subduzione si verifica anche tra 2 zolle oceaniche e si viene a formare una fossa.
i magmi prodotti dalla fusione parziale della zolla danno origine a un vulcanesimo sottomarino. Gli edifici vulcanici che ne derivano possono emergere come isole e formare un arco vulcanico insulare.
Tra due zolle continentali invece, non avviene subduzione perchè hanno densità troppo bassa.
Le due zolle si accavallano, spesso chiudendo un mare, e formano una catena montuosa formata in gran parte da rocce sedimentarie e sede di intensi fenomeni di metamorfismo.
I margini conservativi, non si ha nè espansione, nè subduzione ma si creano faglie molto estese dette faglie trasformi, lungo le quali le zolle si muovono in senso opposto o scorrono a velocità differente. Lungo i margini, a causa dell'attrito, si verificano terremoti abbastanza violenti mentre l'attività vulcanica è assente.
La teoria della tettonica delle zolle fornisce un quadro completo della dinamica del nostro pianeta, ma la questione è ancora controversa per quanto riguarda le cause del movimento delle zolle. Si ritiene che siano i moti convettivi del mantello, alcuni sostengono però che le celle convettive coinvolgano solo l'astenosfera, per altri coinvolgono l'intero mantello.
In alternativa ai modelli di convezione è possibile anche per costruire un modello a pennacchi, secondo il quale potrebbero contribuire al movimento delle zolle anche pennacchi di materiale caldo proveniente dalla zona del mantello inferiore a contatto col nucleo esterno.
Il materiale fuso risalirebbe in punti isolati, alimentati da pennacchi e provocherebbe l'espansione e il moto delle placche, innescando movimenti orizzontali.
Punti caldi, sono i fenomeni vulcanici isolati non originati perciò da interazioni tra margini di due zolle. Si ritiene che questi vulcani siano generati da giganteschi pennacchi. La posizione dei pennacchi non cambia nel tempo, mentre le zolle si muovono, perciò quando una placca scorre sopra un punto caldo esso lascia una serie di coni vulcanici allineati in ordine d'età decrescente di cui solo gli ultimi saranno attivi.
Grazie alla teoria della tettonica delle zolle si è messo in luce un modello globale della distribuzione dei terremoti : con ipocentri superficiali lungo le dorsali oceaniche, profondi lungo le zone di subduzione (piano di Benioff) e dell'attività vulcanica: associata ai margini divergenti (magma basaltico, eruzioni lineari tranquille) , margini convergenti (magma di varia composizione, attività esplosiva lungo l'arco vulcanico) punti caldi (magma basaltico, vulcani isolati)
La disciplina che studia le deformazioni permanenti prodotte dalle forze endogene sulle rocce della litosfera prende il nome di tettonica. Grazie a ciò si può ricostruire la sua storia.
La tettonica studia i corpi rocciosi, cioè massi di rocce aventi le stesse origini.
Si distinguono in ammassi di forma irregolare e strati che coprono una superficie estesa, ma hanno spessore limitato rispetto all'estensione e sono delimitati da superfici parallele.
La disposizione nello spazio di un corpo roccioso è detta giacitura, la porzione visibile è detta affioramento.
Spesso gli affioramenti si trovano spostati rispetto alla loro giacitura originaria, perchè compressi. Corrugamenti, disclocazioni, fratture e deformazioni sono causate da spinte verticali o orizzontali , dette sforzi tettonici. Lo sforzo tettonico può agire in modo uniforme oppure può esercitare una pressione orientata.
Gli sforzi tettonici possono essere: compressivi, quando due punti del blocco roccioso vengono avvicinati, tensionali , quando vengono allontanati, di taglio, quando una parte della roccia va in una direzione mentre l'altra in quello opposta.
Le rocce possono rispondere alle sollecitazione con una deformazione elastica, plastica o rigida che porta alla frattura. Gli sforzi tettonici producono nei corpi rocciosi due tipi di strutture :le fratture e le pieghe.
Se una frattura avviene senza uno spostamento relativo delle parti di contatto viene detta diaclasi, quando invece si verifica uno spostamento la frattura è una faglia.
La superficie lungo la quale è avvenuto il dislocamento degli strati è detta piano di faglia e le due parti dislocate sono chiamate labbri.
Lo spostamento relativo degli strati, è detto rigetto e viene misurato lungo il piano di faglia.
A seconda della posizione il piano di faglia può essere verticale, inclinato o orizzontale.
- Se il piano di faglia è verticale e il rigetto avviene sul piano orizzontale, si parla di faglie trascorrenti.
- Se il piano di faglia è inclinato, la parte sopra prende il nome di tetto, quella sotto di letto.
Se il tetto è dislocato ad un livello inferiore rispetto il letto si parla di faglia diretta, viceversa si parla inversa.
Le prime sono tipiche di aree d'espansione, le seconde di aree di compressione.
Se una faglia inversa ha piano di scorrimento quasi orizzontale si può verificare un sovrascorrimento del tetto sopra il letto.
Raramente le faglie sono isolate, di solito sono associate in gran numero e formano sistemi di faglie. Un associazione tipica di faglie è quella che genera strutture a pilasti e fosse, causate da fenomeni di distensione laterale.
Per piega s'intende una deformazione di tipo plastico di una massa rocciosa i cui strati subiscono flessioni di ampiezza e lunghezza variabili.
Un piegamento può essere causato da vari tipi di forze e le condizioni ideali si hanno all'interno della litosfera, lungo i margini convergenti delle zolle.
Per questo le pieghe più estese si trovano in corrispondenza delle catene montuose.
In una piega completa si distingue : il piano assiale, cioè la superficie che unisce i punti di massima curvatura dei singoli strati e che divide la piega in due parti più o meno simmetriche, l'asse, cioè la linea d'intersezione tra il piano assiale e gli strati, i fianchi.
Una piega si dice anticlinale, quando la convessità è rivolta verso l'alto, sinclinale , quando la convessità è rivolta verso il basso. Le sinclinali hanno età crescente andando dal nucleo verso l'esterno, mentre nelle anticlinali avviene il contrario.
Esistono anche pieghe in cui gli strati presentano tutti una stessa pendenza, monoclinale.
In relazione all'inclinazione del piano assiale si distinguono: pieghe dritte, inclinate, rovesciate, coricate; Le pieghe rovesciate possono essere associate a faglie e spesso si verifica un sovrascorrimento. Quando le masse sovrascorse ricoprono regioni vaste, si parla di falde di ricoprimento. A volte l'erosione porta allo scoperto una piccola parte del substrato originario attraverso lacerazioni, dette finestre tettoniche.
Alcune parti possono restare isolate e formare falde di ricoprimento (klippen).
Anche semplici e leggeri movimenti verticali della crosta possono originare pieghe poco sviluppate, si creano particolari strutture dette duomi, quando si ha un sollevamento e bacini , quando si ha un abbassamento.
In tutti i continenti, si riconoscono nella crosta alcuni elementi strutturali caratteristici: i cratoni, gli orogeni, le fosse tettoniche e i margini continentali.
- I cratoni, rappresentano i nuclei più antichi dei continenti. Comprendono gli scudi costituiti da rocce magmatiche e metamorfiche molto antiche e i tavolati, che si estendono attorno agli scudi e presentano una copertura di sedimenti sopra ad un substrato roccioso.
Nei cratoni la sismicità è quasi nulla e il flusso di calore è basso e uniforme.
- Gli orogeni sono fasce lunghe migliaia di kilometri che si estendono intorno ai cratoni, caratterizzate da antiche catene montuose. Tali fasce presentano deformazioni profonde e portano i segni di una passata attività magmatica e metamorfica. Gli orogeni si formano ai margini dei cratoni, quando vengono coinvolti in fenomeni di collisione tra le zolle. Le fasce orogenetiche frutto delle collisioni vengono aggregate al cratone che in questo modo si accresce in superficie.
- Le fosse tettoniche, sono depressioni allungate generate da movimenti di distensione della litosfera e sono spesso associate ad attività vulcanica.
- I margini continentali possono essere passivi o attivi. I primi segnano il limite tra un continente e un oceano. Quelli attivi coincidono con un margine di zolla e sono altamente instabili, perchè caratterizzati da fenomeni di compressione o subduzione.
Il termine orogenesi indica l'insieme dei processi tettonici, vulcanici e metamorfici coinvolti nella formazione di una catena montuosa.
Secondo la teoria della tettonica delle zolle, i processi orogenetici si realizzano lungo i bordi dei continenti collocati in corrispondenza di margini convergenti delle placche.
L'orogenesi può avvenire in due situazioni diverse: quando due continenti entrano in collisione, quando c'è subduzione di litosfera oceanica lungo un margine continentale attivo.
A queste due situazioni si aggiunge: l'accrescimento crostale, ovvero brandelli di litosfera oceanica che trascinati dai movimenti della litosfera, vengono strappati dalla zolla in subduzione e possono saldarsi direttamente ad un continente.
La Facies corrisponde all'ambiente di sedimentazione, caratterizzato da particolari condizioni fisiche e chimiche e da associazioni di organismi caratteristiche.
Le Facies e gli ambienti di sedimentazione possono essere suddivisi in tre categorie:
- Continentali - Marini - Di transizione, cioè al confine tar terre emerse e mari.
L'acqua ricopre i 2/3 della superficie terrestre, si trova allo stato liquido, solido e gassoso. L'insieme di tutta l'acqua, in qualsiasi stato fisico, si chiama idrosfera, mentre l'insieme di scambi o di passaggi di stato tra acque, atmosfera e oceani costituisce il ciclo idrologico: esso è innescato dall'irraggiamento del Sole e comprende evaporazione, traspirazione, precipitazione e deflusso. La quantità di acque sotterranee, che possono penetrare ed essere immagazzinate nel sottosuolo dipende da: porosità (volumi spazi vuoti esistenti tra le particelle della roccia) fratturazione (presenza fessure entro la roccia). Rocce permeabili sono quelle che consentiranno all'acqua di circolare, viceversa saranno impermeabili.
Falde Acquifere: Una falda Acquifera è uno strato sotterraneo di terreni permeabili, completamente saturi d'acqua.
La falda è un sistema idrico dovuto alla presenza di rocce permeabili, che assorbono e altre impermeabili che arrestano il movimento dell'acqua.
Ne esistono di due tipi:
Falde Freatiche, che costituiscono il livello acquifero più superficiale, in cui l'acqua è in equilibrio con la pressione atmosferica esterna.
Falde Imprigionate, limitate da livelli impermeabili, sono alimentate solo dalle acque meteoriche. Come accade nelle falde artesiane, l'acqua scorre in condizioni di pressioni elevata.
Nel caso in cui una falda acquifera intersechi la superficie, dà origine ad una sorgente, se l'acqua non torna spontaneamente in superficie si costruiscono dei pozzi.
Ghiacciai: Un ghiaccio è un accumulo di neve compatta e ghiaccio, simile ad un ammasso roccioso, che si origina al dì sopra del limite delle nevi persistenti. Si distinguono 3 elementi strutturali: Il bacino di alimentazione (sopra il limite delle nevi persistenti), il bacino ablatore (sotto il lim. trascina con sè i detriti esercitando azione erosiva), fronte (la parte terminale).
In base al loro aspetto sono classificati in: ghiacci polari, formati da estese calotte si sviluppano sotto forma di piattaforme e terminano con iceberg e ghiacciai di montagna suddivisi in tipo alpino, himalayano, alaskiano, pirenaico.
Le acque marine sono salate e soggette a continue movimenti (onde, correnti, maree).
In base alla vastità della distesa d'acqua si distinguono in mari e oceani.
Caratteristiche Chimiche e fisiche del mare: I componenti chimici che caratterizzano le acque marine sono: i sali, presenti sotto forma di ioni, provengono dai prodotti di alterazione delle rocce continentali, da sostanze che precipitano dall'atmosfera durante i temporali ecc..i più abbondanti sono i cloruri.
I nutrienti sono sostanze indispensabili per la vita di molti organismi, perché contengono elementi essenziali per la struttura di molecole organiche e sono composti azoto, silicio e fosforo.
I gas principalmente azoto, ossigeno e biossido di carbonio.
Le principali caratteristiche fisiche sono dovute da : densità, che è massima a 4°C, temperatura a cui si deve strato superficiale caldo e profondo freddo e la pressione.
Questi valori variano in funzione della latitudine, delle stagioni e della profondità.
Onde: Sono movimenti irregolari della massa d'acqua dovuti al vento. Le onde interessano solo lo strato superficiale delle acque e le dimensioni sono dovute all'intensità del vento.
Si suddividono in onde di oscillazione: quando non vi è spostamento di materia, di traslazione: se vi è movimento.
Correnti: Le correnti sono movimenti continui di trasporto di enormi masse d'acqua e possono essere: orizzontali o verticali. Le prime sono determinate da differenze di temperatura (correnti calde e correnti fredde) e dall'azione dei venti (correnti superficiali o profonde). La loro direzione di scorrimento risente dell'effetto di Coriolis e tende ad originare dei circuiti. Le correnti verticali invece, si generano a causa di differenze di densità causati dalle differenti temperature tra masse d'acqua diverse e dalla morfologia dei fondali.
Maree: Le maree sono variazioni periodiche del livello delle acque oceaniche, causate dall'azione combinata dell'attrazione gravitazionale, esercita da Luna e Sole (t. di Newton) e dalla forza centrifuga, provocata dal moto di rivoluzione del sistema Terra-Luna intorno al baricentro comune (t. di Darwin).
Newton introdusse la teoria della gravitazione per spiegare la relazione tra le maree e certi allineamenti Terra-Luna-Sole. In pratica la teoria newtoniana indica come unico responsabile del fenomeno l'attrazione gravitazionale, ma Darwin propose un'altra teoria.
Poiché il sistema terra-Luna era un sistema doppio di pianeti ruotanti attorno allo stesso baricentro, essi saranno anche sottoposti ad un'accelerazione centrifuga dovuta al moto attorno al suddetto baricentro, posto a 1600 Km sotto la superficie terrestre.
La fase di innalzamento si chiama alta marea, la fase di abbassamento bassa marea.
Le maree massime si hanno in novilunio e plenilunio, maree vive, mentre le maree minime si hanno in quadratura e si alternano ogni 15 giorni.
Sedimenti: I sedimenti oceanici ricoprono il fondale degli oceani e si distinguono in sedimenti: terrigeni, biogeni e pelagici.
I sedimenti terrigeni, di origine minerale, sono costituiti da materiali provenienti dall'erosione di rocce continentali. I sedimenti biogeni , sono formati da accumuli di materiali di origine organica, soprattutto resti di invertebrati. Possono essere fanghi calcarei o fanghi silicei.
I sedimenti pelagici di origine chimica sono formati da minerali che cristallizzano direttamente nell'acqua marina, come i noduli polimetallici.
Componenti e Strati Atmosfera: L'atmosfera è l'involucro gassoso che circonda la Terra ed è composta da: azoto, ossigeno, argo, biossido di carbonio (mescolati quasi sempre con quantità variabili di vapore acqueo) e pulviscolo atmosferico.(costituito da particelle di origine biologica e minerale).
In base alle variazioni di temperatura si individuano degli strati, separati da superfici di discontinuità detti pause, in cui si verifica un inversione di gradiente termico: troposfera (zona più vicina alla Terra sede dei fenomeni meteorologici, tropopausa e correnti a getto) , stratosfera (temperatura sale grazie all'ozono, gas più rarefatti,nubi) , Mesosfera (freddo e gas molto rarefatti e leggeri, nottilucenti, riflette le onde radio) Termosfera ( 1000° C , assenza vapore acqueo e gas ionizzati, aurore polari), Esosfera (estremamente rarefatti, fasce Van Allen, sfuma con l'atmosfera solare )
L'energia del Sole che arriva sulla Terra è di 1,94 cal/min. Le radiazioni solari riflesse dalla Terra, provocano l'effetto serra che permette alla Terra di scaldarsi. La differenza tra percentuale di radiazioni ricevute e di quelle emesse costituisce il bilancio termico.
Temperatura e pressione: La Temperatura dipende da: altitudine, latitudine, durata del dì, presenza di bacini oceanici, umidità, presenza di vegetazione, urbanizzazione. Per ogni località è possibile individuare: escursione termica diurna, temperatura media giornaliera, escursione termica media annua.
Unendo tutti i punti caratterizzati dalla stessa temperatura si hanno le isoterme.
La pressione atmosferica, normalmente di 1013 hPa, diminuisce nei diversi punti della superficie in funzione dell'aumento di: altitudine, temperatura, umidità.
Unendo tutti i punti caratterizzati dalla stessa pressione si hanno le isobare.
Circolazione della Bassa e Alta Pressione: Si parla di alta pressione se la pressione atmosferica è superiore a quella normale, Bassa se è inferiore.
La distribuzione geografica della pressione atmosferica si rappresenta tramite le isobare, linee chiuse che uniscono tutti i punti della superficie terrestre caratterizzati dalla stessa pressione atmosferica. A seconda che i valori della pressione diminuiscano o aumentino dalle isobare più esterne a quelle più interne, si parla di:
-aree di bassa pressione, o cicloniche se in una determinata zona i valori della pressione diminuiscono dalle isobare più esterne a quelle più interne.
-Aree di alta pressione, o anticicloniche se i valori della pressione aumentano dalle isobare più esterne a quelle più interne. Qui l'aria è più fredda e secca.
Umidità: Contenuto di vapore acqueo nell'aria, che proviene soprattutto dall'evaporazione delle grandi distese oceaniche, dal suolo e dalla traspirazione delle piante.
Si suddivide in assoluta e relativa. L'umidità assoluta è la massa in grammi di vapore acqueo contenuta in un metro cubo d'aria, è massima nelle regioni equatoriali dove l'evaporazione è più intensa, minima alle alte latitudini. L'umidità relativa, invece, è il rapporto fra la massa del vapore presente in un certo momento nell'aria e il valore massimo che potrebbe essere contenuto a quella temperatura (definito limite di saturazione).
Precipitazioni: Quando la quantità di vapore acqueo presente nell'aria raggiunge il limite di saturazione, esso comincia a condensare o a sublimare. Per condensare deve aumentare l'evaporazione o la temperatura deve raggiungere il punto di rugiada. La condensazione a livello del suolo comporta la formazione di nebbia e rugiada. La sublimazione al suolo produce la brina, mentre la condensazione del vapore acqueo nell'aria , quando questa si raffredda, dà origine alle nubi e conseguentemente alle precipitazioni.
Per rappresentare la distribuzione delle precipitazioni in una determinata zona si fa uso delle isoiete, linee curve che uniscono tutti i punti della superficie terrestre caratterizzati dalla stessa quantità media di precipitazioni.
Tra due zone contigue, caratterizzate da diversa pressione atmosferica si genera il vento, una corrente d'aria che tende a ristabilire l'equilibrio barico tra due zone.
Tipi di Venti: I venti vengono classificati in base al punto dell'orizzonte cui provengono e si hanno venti: costanti (spirano sempre nella medesima direzione per tutto l'anno),
periodici ( mantengono la stessa direzione e verso solo per un certo periodo dell'anno),
variabili ( andamento non regolare). Si possono inoltre classificare i venti in base all'entità degli spostamenti orizzontali delle masse d'aria. Si hanno così : movimenti su grande scala, (alisei, venti occidentali) movimenti su media scala (monsoni, perturbazioni cicloniche), movimenti su piccola scala (brezze, venti locali).
Circolazione cellulare (bassa troposfera): Il movimento delle masse d'aria nella bassa troposfera, comporta la formazione di tre celle convettive per ogni emisfero, in cui si generano tre grandi sistemi di venti costanti, che si muovono orizzontalmente. La cella polare, i cui venti orientali polari si muovono dalla zona delle alte pressioni polari a quella delle basse pressioni subpolari, la celle di Ferrel i cui venti occidentali si muovono dalle zone delle alte pressioni tropicali alle zone di basse pressioni subpolari e la cella di Hadley i cui alisei spirano dalle alte pressioni subtropicali alle basse pressioni equatoriali.
Circolazione Alta Troposfera: Nell'Alta troposfera i movimenti delle masse non risentono degli effetti ne' del comportamento termico delle terre e delle acque, ne' dell'influenza dell'attrito fra suolo e aria, ne' di altri numerosi fattori locali. Infatti la velocità dei venti aumenta con la quota e si invertono le condizioni bariche. Si creano correnti zonali: due sistemi di correnti occidentali, le correnti orientali e le correnti a getto nelle zone temperate.
Correnti a Getto: Veri e propri "fiumi d'aria" che si muovono ad una velocità che può raggiungere i 500 km/h ad una quota variabile da 6000 a 12000 m (tropopausa). Esiste una corrente a getto subtropicale ed una polare, non spirano ad una velocità costante e durante l'anno cambiano direzione e posizione.
Monsoni e Perturbazioni Cicloniche fanno parte dei venti su media scala. Sono per lo più provocati da differenze di temperatura tra oceani e continenti, per il riscaldamento differenziato di acque e crosta terrestre.
Perturbazioni Monsoni: I monsoni sono venti periodici dell'Asia sud-orientale, che invertono la loro direzione a seconda della stagione: monsone invernale, porta tempo asciutto, monsone estivo, porta piogge torrenziali.
Esistono due teorie sul comportamento dei monsoni. Teoria del contrasto termico: questi venti sono generati dalla differenza termica stagionale tra il continente asiatico e l'oceano.
In inverno col freddo si avrà una zona di alta pressione, d'estate di bassa.
Secondo la Teoria della dinamica, i fattori termici non possono da soli dare origine a un movimento di masse d'aria così imponente. I monsoni sarebbero così una modificazione degli alisei, dovuta al contrato termico fra l'area oceanica e quella continentale.
Perturbazioni Cicloni Extratropicali, Fronti , Cicloni Tropicali: Sono aree temporanee, destinate a modificarsi in breve tempo e a spostarsi dal luogo di origine, sospinte dai venti della troposfera. In generale un anticiclone è caratterizzato da condizione di bel tempo, i cicloni invece provocano perturbazioni atmosferiche. Si distinguono in cicloni extratropicali e tropicali. I primi sono aree di bassa pressione in cui si realizza un moto vorticoso di masse d'aria con caratteristiche differenti di umidità e temperatura. La superficie di discontinuità lungo la quale due masse d'aria vengono a contatto si chiama fronte. Poichè i fronti sono inclinati rispetto alla superficie terrestre, le masse d'aria calda tendono a scivolare sopra la più fredda, che è più densa. I fronti possono essere stazionari o mobili, e in base alle loro masse d'aria: freddi, caldi o occlusi.
I cicloni tropicali, invece sono perturbazioni molto violente associate a profonde depressioni bariche, ma di estensione limitata che si originano nelle regioni marine e si formano quando l'aria molto umida sale verso l'alto.
Degradazione Meteorica: Processo che porta alla disgregazione fisica e chimica delle rocce affioranti con la produzione di detriti. E' un processo selettivo che dipende dalla natura delle rocce affioranti, dalle condizioni ambientali e climatiche e dal tempo.
Questa erosione porta a modificare l'aspetto della roccia e può essere causa di frane.
Geomorfismo Fisico e Chimico del suolo: La degradazione fisica comporta la fratturazione e lo sgretolamento della roccia compatta e dà luogo alla formazione di frammenti con una composizione chimica identica a quella della roccia madre.
I principali processi di disgregazione sono: il termoclastismo (provocato dal rapido cambio di temperatura) , crioclastismo (causato dal ripetersi di cicli di gelo e disgelo)
aloclastismo, variazioni di pressione, bioclastismo.
I processi chimici invece sono idratazione (inglobamento di una molecola d'acqua nella struttura di un minerale), idrolisi (processo di scissione di un minerale operato dall'acqua, riguarda i silicati es. caolinizzazione dei feldspati), dissoluzione (azione operata dall'acqua nei confronti dei minerali solubili), ossidazione .
I detriti accumulati formano una coltre incoerente, regolite, che arricchendosi di sostanza organica dà origine al suolo (pedogenesi).
Caratteristiche del suolo: Un suolo maturo è caratterizzato da: una frazione inorganica cristallina (costituita dai minerali derivanti dalla roccia madre), una frazione inorganica amorfa, una frazione organica (humus), acqua e gas in quantità variabile.
La grana dei detriti può essere diversa e influenza la porosità e la capacità del suolo di trattenere acqua. Un suolo maturo, presenta inoltre una tipica stratificazione verticale e un colore che varia dal chiaro allo scuro, in base alla percentuale di humus.
Carsismo: Una particolare forma di modellamento superficiale e sotterraneo causata dall'azione delle acque meteoriche, sorgive e profonde sulle rocce è il carsismo.
Le zone interessate da questo fenomeno sono caratterizzate dalla presenza di rocce solubili (come il calcare) e precipitazioni meteoriche abbondanti. Il carsismo comporta sia processi di erosione del calcare, sia la formazione di depositi di calcare. L'erosione carsica è causata dalla dissoluzione del carbonato di calcio, di per se' poco solubile in acqua, ma a contatto con le acque meteoriche debolmente acide diventa bicarbonato di calcio solubile in acqua e facilmente asportabile dalle rocce.
La formazione di depositi avviene col processo inverso, ovvero la precipitazione del carbonato di calcio, cioè il bicarbonato di calcio che per mancanza di CO2 o a causa dell'evaporazione dell'acqua, diventa carbonato di calcio insolubile che forma depositi calcarei.
Azioni Fiumi e Ghiacciai: I corsi d'acqua modellano la superficie su cui scorrono attraverso: l'erosione delle rocce e del suolo (asportazione materiali dal letto del fiume, abrasione di questi detriti sul materiale del fondo) , traporto di sedimenti, sedimentazione dei materiali che trasportano (vengono abbondonati prima i più pesanti poi i più fini).
I principali elementi del paesaggio prodotti dall'azione di un corso d'acqua sono : valli a V, terrazzi fluviali, pianure alluvionali, meandri, argini e foci (delta o estuario).
Anche i ghiacciai grazie ai loro movimenti esercitano un'azione erosiva potente sulle rocce del fondo e dei versanti: esarazione, consiste nel raschiamento delle rocce del fondo operata dalla massa di ghiaccio, che lascia su di esse striature e abrasioni evidenti. Quando il ghiaccio scende a quote aventi temperatura superiore a 0° C, si fonde e si formano depositi glaciali, che trasportano e sedimentano materiale. Si possono suddividere in depositi che restano sul posto (depositano morene di fondo e di superficie) e depositi mobili.
Azione del mare sulle coste: L'azione erosiva del mare si chiama abrasione ed è provocata dal moto ondoso, correnti, maree, oltre che dalla degradazione meteorica, dalla forza di gravità e dall'azione degli organismi litoranei.
La natura delle rocce, la struttura geologica della regione, la presenza di fiumi e ghiacci condizionano la morfologia delle coste, che per quanto riguarda il profilo verticale possono essere: alte (falesie, fiordi) dove prevale l'azione erosiva del mare, basse (spiagge , cordoni litoranei) dove prevale la sedimentazione. Con il tempo, i processi di erosione e di deposito tendono a compensarsi e il profilo orizzontale delle coste, inizialmente articolato in promontori e baie, tende a diventare rettilineo.
Azione del Vento: Il vento erode, trasporta e sedimenta, ma diversamente dall'azione dell'acqua: l'aria ha una densità minore, non spira sempre nella stessa direzione e con la stessa intensità, l'azione del vento può estendersi dovunque e può essere indipendente dalla gravità. L'azione di erosione e trasporto operata dal vento si chiama deflazione ed è un processo selettivo, che vede coinvolte solo le particelle a granulometria fine, mentre le ghiaie restano al suolo. I granuli di sabbia lanciati dal vento contro le rocce le erodono, questo processo si chiama corrasione. Quando la velocità e l'energia del vento diminuiscono, i materiali trasportati si depositano, creando depositi eolici ( es. dune e loess).
