Concetti Chiave
- Il modello basato sulla composizione identifica superfici di discontinuità che separano zone con diverse caratteristiche chimiche e fisiche, come la discontinuità di Mohorovičić.
- La crosta terrestre è divisa in crosta continentale, con composizione felsica e più spessa, e crosta oceanica, con composizione mafica e più sottile.
- Il mantello è la parte più significativa della Terra, suddiviso in mantello superiore, zona di transizione e mantello inferiore, ciascuno con caratteristiche uniche.
- La composizione del mantello è principalmente di silicati ultramafici, con rocce come peridotite ed eclogite, influenzando la velocità delle onde sismiche e la conducibilità elettrica.
- Le correnti convettive nel mantello, lente ma cruciali, agiscono come motore della tettonica delle placche, influenzando i movimenti delle placche terrestri.
Lo studio delle onde sismiche ha permesso di identificare una serie di superfici di discontinuità che separano zone con caratteristiche chimiche e fisiche differenti.
Crosta
Indice
Caratteristiche della crosta terrestre
È il guscio più esterno rigido, è formato da silicati felsici e mafici, ed ha alla base una discontinuità: la discontinuità di Mohorovičić, o più semplicemente Moho. Essa si trova, internamente alla porzione silicatica, alla profondità media di 30 km. L’andamento della Moho è irregolare e riflette in modo quasi simmetrico l’andamento della superficie terrestre. Infatti, la crosta è più spessa in corrispondenza delle aree continentali e, in particolare, delle catene montuose, mentre è più sottile in corrispondenza dei fondali oceanici. In Italia lo spessore della crosta è massimo in corrispondenza delle Alpi e minimo in corrispondenza della Pianura Padana e del Tirreno.
Tipi di crosta e differenze
La crosta può essere di due tipi:
- Crosta continentale di composizione felsica, in corrispondenza dei continenti.
- Crosta oceanica di composizione mafica, in corrispondenza dei fondi oceanici.
Principali differenze tra la crosta continentale e la crosta oceanica.
Crosta continentale:
Può essere suddivisa in due parti, la prima è di composizione granitica e una seconda di composizione mafica o ultramafica. Ma la separazione tra le due suddivisioni non è netta a causa della complessa storia geologica dei blocchi continentali.
Spessore variabile
Densità bassa e di composizione prevalentemente felsica, intrusive
Età molto elevata
É chiaramente suddivisibile in tre parti
Spessore costante
Densità elevata e di composizione prevalentemente basaltica, effusive
Età ridotta, a causa del continuo riciclo durante la fase di subduzione
Struttura del mantello terrestre
Il mantello è la parte più importante della struttura interna della terra. Esso si suddivide in:
- Mantello superiore
È caratterizzato da una forte attenuazione della velocità delle onde sismiche a causa della sua plasticità; essa è nominata zona di bassa velocità. É omogeneo e costituito in prevalenza da silicati, ma la struttura e la composizione mineralogica variano con l’aumentare della profondità, determinando la zona di transizione.
- Zona di transizione
Vi sono dei bruschi aumenti della velocità delle onde sismiche, probabilmente provocati dalla presenza di strutture mineralogiche più dense.
- Mantello inferiore
È rigido e costituito da silicati ultramafici. È presente la discontinuità di Gutenberg, la quale separa il mantello dal nucleo. La superficie di discontinuità responsabile della zona d’ombra segna il passaggio dalle rocce silicatiche ai materiali ferrosi, si trova ad una profondità di 2.900 km ed è chiamata discontinuità di Gutenberg. In prossimità di questa discontinuità vi è una brusca variazione dei gradienti di velocità e densità.
Composizione e dinamica del mantello
La composizione del mantello può essere dedotta dalla roccia che viene eruttata, insieme alla lava basaltica dei vulcani. È formato da silicati ultramafici ed ha una densità di circa 3,4 kg/dm3. Le rocce più abbondanti del mantello sono la peridotite, e le eclogite (rocce metamorfiche con pirosseno e granati).
La zona di bassa velocità del mantello può essere determinata da temperatura elevata e dalla variazioni di temperature e fase mineralogica, ma in particolare essa è determinata dalla fusione parziale delle rocce. La fusione parziale potrebbe anche spiegare l’elevata conducibilità elettrica della zona. La zona di bassa viscosità è molto importante per quanto riguarda i movimenti delle placche, i quali vengono facilitati.
Il mantello inferiore è composto di perovskite (un ossido di calcio e titanio CaTiO3 ). Alla base del mantello inferiore esiste una zona, detta strato D, in cui si assiste a una serie di rapide variazioni delle proprietà fisiche dei materiali.
Il mantello terrestre è formato da un materiale roccioso, il quale sembrerebbe essere troppo rigido, perchè esso possa comportarsi da fluido e favorire il movimento delle placche, e che quindi sia soggetto a una circolazione convettiva. Ma esso risponde come un corpo rigido sotto l’azione di una forza in un tempo di breve durata, come ad esempio le onde sismiche. Se lo sforzo venisse applicato in una durata di tempo molto lunga, il mantello subirebbe una deformazione permanente di tipo plastico, comportandosi come una sostanza particolarmente viscosa. Il mantello è sede delle lente correnti convettive che fungono da «motore» della tettonica delle placche.
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione della discontinuità di Mohorovičić nella crosta terrestre?
- Quali sono le principali differenze tra la crosta continentale e la crosta oceanica?
- Come si suddivide il mantello terrestre e quali sono le sue caratteristiche principali?
- Qual è la composizione del mantello e quali rocce lo caratterizzano?
- Qual è il ruolo delle correnti convettive nel mantello terrestre?
La discontinuità di Mohorovičić, o Moho, separa la crosta terrestre dal mantello sottostante e riflette l'andamento della superficie terrestre, essendo più spessa sotto le catene montuose e più sottile sotto i fondali oceanici.
La crosta continentale ha uno spessore variabile, bassa densità, ed è di composizione felsica con età molto elevata, mentre la crosta oceanica ha uno spessore costante, alta densità, ed è di composizione basaltica con età ridotta.
Il mantello si suddivide in mantello superiore, zona di transizione e mantello inferiore. Il mantello superiore è caratterizzato da una zona di bassa velocità, la zona di transizione presenta bruschi aumenti di velocità delle onde sismiche, e il mantello inferiore è rigido e separato dal nucleo dalla discontinuità di Gutenberg.
Il mantello è composto principalmente da silicati ultramafici con una densità di circa 3,4 kg/dm3. Le rocce più abbondanti sono la peridotite e le eclogiti, e la zona di bassa velocità è influenzata dalla fusione parziale delle rocce.
Le correnti convettive nel mantello fungono da motore della tettonica delle placche, facilitando il movimento delle placche stesse grazie alla deformazione plastica del mantello sotto sforzi applicati per lunghi periodi.
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