Concetti Chiave
- Il modello di Kircher descrive la Terra come una sfera solida con sacche magmatiche interne collegate che alimentano i vulcani.
- Maskelyne calcolò la densità media della Terra, ottenendo un valore di 4,5 g/cm³, inferiore rispetto all'attuale valore accettato di 5,5 g/cm³.
- Il modello di Suess propone tre involucri concentrici: sial (silicati di alluminio), sima (silicati di magnesio) e nife (nichel e ferro), con successivi aggiornamenti da Goldshmidt.
- La teoria del ritorno elastico di Reid spiega come le rocce deformate accumulano energia potenziale elastica, rilasciandola in forma di onde sismiche al punto di rottura.
- Il modello attuale della struttura terrestre, basato su analisi sismiche, include vari strati come la crosta, il mantello litosferico e astenosferico, e un nucleo esterno liquido e un nucleo interno solido.
Modello di Kircher e Maskelyne
Modello di Kircher: pensava che la Terra fosse una sfera solida in superficie con all’interno sacche magmatiche collegate tra loro, che alimentavano i vulcani attraverso dei canali.
Maskelyne, basandosi sulla legge di gravitazione universale,calcolò la densità, media del nostro pianeta e ottenne un valore di 4,5g cm, inferiore a quello accettato oggi di 5,5g\cm. Dato che le rocce superficiali hanno una densità media di 2,8g cm, all’interno della terra si dovevano trovare materiali ad alta densità.
Modello di Suess e Goldshmidt
Modello di Suess: Suess ipotizzò che la terra fosse formata da tre involucri concentrici. Il sial (silicati di alluminio), era quello più esterno, il sima (silicati di magnesio) che era quello intermedio, e il nife (nichel e ferro), che era il nucleo. Successivamente Goldshmidt introdusse un altro involucro, l’osol (ossidi e solfuri metallici) tra nife e sima; il sial, sostituito dalla crosta, divenne cosi più sottile.
Modello di Kuhn - Rittmann: i due studiosi proposero una composizione differente per il nucleo terrestre, ipotizzando che contenesse materia solare indifferenziata, ovvero idrogeno portato al di sopra della sua temperatura critica, che per la forte pressione aveva densità elevata, pari a quella di un nucleo metallico. Oggi si crede che l’interno del pianeta contenga ferro “alleggerito” da zolfo, ossigeno o silicio.
Teoria del ritorno elastico di Reid
Quando le rocce sono sottoposte ad una sollecitazione meccanica, si deformano e accumulano energia potenziale elastica; raggiunto il punto di rottura, rilasciano tale energia sotto forma di onde sismiche. Questo fenomeno è spiegato dalla teoria del ritorno elastico di Reid, che paragona le rocce a molle: le rocce vengono caricate e poi rilasciano improvvisamente l’energia, provocando un sisma. Le onde sismiche si originano dall’interno della terra, precisamente in un punto detto ipocentro o fuoco e da esso si propagano.
Caratteristiche delle onde sismiche
Le onde P o prime sono le più veloci (5,5\14 km\s) si propagano sia nei solidi che nei liquidi, e sono onde longitudinali, cioè provocano nel mezzo attraversato una serie di dilatazioni successive.
Le onde S o seconde sono le più lente (3\7 km\s) si propagano solo nei soliti, e sono onde trasversali, poiché le particelle del mezzo attraversato oscillano.
quando giungono in superficie le onde P e S subiscono dei fenomeni di riflessione che producono le onde superficiali o onde lunghe, che sembrano propagarsi in un punto detto epicentro situato sulla verticale dell’ipocentro.
Partita dall’ipocentro, l’onda si propaga con la stessa velocità in tutte le direzioni, i punti che sono interessati contemporaneamente dal passaggio dell’onda costituiscono il fronte d’onda. Se il mezzo è omogeneo, i raggi sismici vengono disegnati come semirette che partono dall’ipocentro; se il mezzo invece non è omogeneo, le caratteristiche delle onde cambiano, il punto in cui cambiano viene definito superficie di discontinuità.
Modello attuale della struttura terrestre
il modello attuale: è costruito partendo dalle analisi delle onde sismiche: analizzando le onde P e S infatti si sono individuate alcune superfici di discontinuità. Inoltre a circa 2900 km di profondità, le onde S subiscono un arresto, e siccome le onde S si propagano solo nei solidi, si è ipotizzata la presenza di un nucleo esterno liquido. Le onde P,poi, a circa 5000 km di profondità subiscono un ulteriore cambiamento di velocità, a dimostrazione che il nucleo interno è nuovamente solido. Il modello attuale si può cosi sintetizzare; partendo dalla superficie avremo:
- la crosta, costituita da rocce di tipo differente
- la discontinuità di Moho
- il mantello litosferico, rigido, che insieme alla crosta compone la litosfera
- il mantello astenosferico, plastico
- la discontinuità di Repetti
- il mantello inferiore, rigido
- la discontinuità di Gutemberg
- il nucleo esterno , liquido
- la discontinuità di Lehmann
- il nucleo interno, solido
Domande da interrogazione
- Qual è la concezione di Kircher riguardo alla struttura interna della Terra?
- Qual è la densità media della Terra calcolata da Maskelyne e come si confronta con i valori attuali?
- Quali involucri concentrici propone il modello di Suess e come si differenzia da quello di Goldshmidt?
- Come spiega la teoria del ritorno elastico di Reid la formazione delle onde sismiche?
- Qual è la struttura attuale della Terra secondo le analisi delle onde sismiche?
Kircher immaginava la Terra come una sfera solida con sacche magmatiche collegate che alimentavano i vulcani tramite canali.
Maskelyne calcolò una densità media di 4,5 g/cm³, inferiore al valore attuale di 5,5 g/cm³, suggerendo la presenza di materiali ad alta densità all'interno della Terra.
Suess propose tre involucri: sial, sima e nife, mentre Goldshmidt aggiunse un quarto involucro, l'osol, tra nife e sima, rendendo il sial più sottile.
Reid paragonò le rocce a molle che, sottoposte a sollecitazioni, accumulano energia potenziale elastica e la rilasciano come onde sismiche al raggiungimento del punto di rottura.
Il modello attuale include la crosta, il mantello litosferico e astenosferico, il nucleo esterno liquido e il nucleo interno solido, con diverse discontinuità che separano questi strati.
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