Riassunto esame Geografia fisica, Prof. Sansone Carlo, libro consigliato Il globo terrestre e la sua evoluzione, Elvidio Lupia Palmieri, Maurizio Parotto

STATI

● solido: forma e volume proprio; molecole legate reciprocamente da forze intense e occupano posizioni fisse.

● liquido: volume proprio; no forma; molecole legate da forze meno intense delle solide, libere di scorrere l'una contro l'altra.

● gassoso: no forma e volume; forze di attrazione troppo deboli per legare le molecole, totalmente libere di muoversi.

Lo stato di aggregazione non è una caratteristica fissa di una sostanza. Ogni sostanza, infatti, può cambiare stato assorbendo o liberando energia sotto forma di calore.

I MINERALI

Minerale: sostanza omogenea con composizione chimica ben definita o variabile entro certi range, elevato ordinamento atomico, generalmente naturale, solida, cristallina e generata da processi inorganici.

Possono essere formati da un solo tipo di elemento (es: oro), ma la maggior parte sono il risultato della combinazione di più elementi a formare un composto chimico. Oltre il 98% in peso della crosta terrestre è

Il nostro pianeta è formato da soli 8 elementi: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg con netta prevalenza dei primi 2, che da soli costituiscono il 75% della crosta terrestre continentale. La crosta oceanica, il resto della crosta che si estende sotto gli oceani, è composta dagli stessi elementi, ma in proporzioni diverse.

Quasi tutti i minerali hanno una struttura cristallina (7 tipi), un'impalcatura di atomi regolare e ordinata secondo un reticolo cristallino. Da questa struttura si origina la forma esterna del minerale, l'abito cristallino o cristallo.

Cristallo: solido geometrico con facce, spigoli e vertici che si originano per crescita progressiva di una struttura tridimensionale elementare di dimensioni infinitesime (poliedro di coordinazione cella elementare cristallo).

DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA:

Se un minerale può accrescersi senza essere ostacolato, si sviluppa in cristalli singoli, perfettamente formati. Se invece la crescita è ostacolata, ne risulta un aggregato di

individui di cui non è possibile riconoscere l'abito cristallino. Diversi abiti cristallini risultano distribuiti in 32 differenti classi, ognuna caratterizzata da una o più forme cristalline semplici o composte. Altre proprietà fisiche dei minerali sono: durezza, sfaldatura, colore (+ striscio), lucentezza e densità (+ luminescenza e magnetismo). Non tutte le specie di minerali oggi note hanno la stessa importanza nella composizione dellacrosta terrestre. Il gruppo più diffuso di minerali è quello dei silicati. Essi sono costituiti essenzialmente da O e Si, i due elementi chimici più abbondanti sulla crosta. I minerali che ne risultano costituiscono da soli l'80% dei minerali della crosta terrestre. Ogni ione silicio coordina 4 ioni ossigeno e il gruppo silicato (SiO₄)^4- che ne risulta ha la forma tridimensionale di un tetraedro. A seconda di come questi tetraedri polimerizzano, ovvero si legano tra loro, distinguiamo 6 gruppi: nesosilicati,

• Cristallizzazione per raffreddamento di un fuso (es: lava).
• Precipitazione da soluzioni acquose calde in via di raffreddamento.
• Sublimazione di vapori caldi.
• Evaporazione di soluzioni acquose, soprattutto acque marine.

Attività biologica che porta alla costruzione di gusci o apparati scheletrici.

Trasformazioni allo stato solido di minerali già esistenti prodotte da variazioni di T e/o P. Queste specie mineralogiche sono diffuse soprattutto sotto la crosta terrestre.

LE ROCCE

Roccia: aggregato di minerali.

Esistono rocce eterogenee, costituite da più specie mineralogiche, ed omogenee, formate da un solo minerale (es: ammasso di calcare), ma spesso possono contenere tracce di altri minerali.

Caratteristiche macroscopiche utili allo studio di una roccia sono: aspetto omogeneo o alternanza di livelli diversi, presenza o assenza di stratificazione, colore, durezza, rapporti con le rocce circostanti. A livello microscopico è bene osservare la presenza di minerali particolari o di fossili.

Le rocce che costituiscono la crosta terrestre si originano ed evolvono in condizioni molto varie; distinguiamo 3 principali processi litogenetici:

1. processo magmatico, dove il magma (miscela

1. Il processo magmatico, che coinvolge la fusione di rocce nel mantello terrestre (una massa complessa di silicati ad alta temperatura ricca di gas disciolti), risale ad alta temperatura dall'interno della Terra e si raffredda gradualmente, portando alla cristallizzazione del fuso e quindi alla formazione di aggregati di minerali che costituiscono le rocce ignee (o magmatiche).

2. Il processo sedimentario inizia con l'alterazione e l'erosione dei materiali rocciosi che affiorano in superficie ad opera dei cosiddetti agenti esogeni (acqua, vento) e si completa con il trasporto e l'accumulo dei materiali erosi, giungendo così alla formazione delle rocce sedimentarie. Si svolge sulla superficie terrestre o a modesta profondità, per cui è caratterizzato da basse temperature e pressioni.

3. Il processo metamorfico ha come caratteristica fondamentale la trasformazione di rocce magmatiche o sedimentarie preesistenti che vengono a trovarsi in condizioni ambientali diverse da quelle di origine. Ciò avviene all'interno della terra allo stato solido ad alte pressioni e temperature variabili.

I minerali preesistenti non sono più stabili e vengono perciò distrutti e ricostruiti. Si originano così le rocce metamorfiche, le più abbondanti. Sono tutti ben distinti, ma non mancano passaggi e sovrapposizioni.

LE ROCCE IGNEE

Queste si dividono in 2 gruppi:

1. le rocce intrusive (o plutoniche), originate da magmi che solidificano in profondità e molto lentamente, essendo circondate da altre rocce che fanno da isolante termico. Sono composte da cristalli di grandi dimensioni, hanno una struttura granulare o locristallina. I batoliti, ammassi spesso giganteschi di rocce intrusive, possono emergere in superficie tramite movimenti della crosta e della contemporanea demolizione delle rocce sovrastanti.
2. le rocce effusive, originate da magmi risaliti in superficie (lava) grazie alla pressione dei gas inessi disciolti e a fratture nella crosta. La lava subisce in superficie un cambiamento di temperatura rapidissimo, cristallizzando in un mosaico di cristalli.

minuscoli (es: vetro). La struttura è porfirica o in alcuni casi vetrosa (es: ossidiana).

CLASSIFICAZIONE E ORIGINE DEI MAGMI

I magmi, e le lave che ne derivano, possono avere composizioni chimiche diverse, per cui la cristallizzazione di questi può portare a rocce che differiscono tra loro per i tipi di minerali aggregati.

In base alla quantità di silice SiO2 contenuta nei magmi, questi ultimi si dividono in:

• magmi acidi (ricchi di Si e Al), danno origine a rocce acide o sialiche perché ricche di alluminosilicati (feldspati) e povere di silicati. Sono chiare.
• magmi neutri, danno origine a rocce neutre con un rapporto equilibrato fra alluminosilicati e silicati. Più dense delle prime.
• magmi basici (poveri di Si), danno origine a rocce basiche o femiche perché ricche di Fe e Mg. Più dense delle precedenti. Sono scure.
• magmi ultrabasici, danno origine a rocce ultrabasiche o ultrafemiche formate da silicati di Fe e Mg. Le loro rocce sono

A densità elevata e molto scure. Le frequenze con cui si ritrovano in natura i singoli tipi di rocce ignee non sono simili: tra le rocce intrusive il 95% presenta composizione acida, mentre tra quelle effusive il 98% sono rocce basiche o neutre. Perché?

Tutto dipende dalla provenienza del magma e dalla viscosità:

1. Magma primario, fuso del mantello. Trovandosi a profondità elevate, dove le T (1300°C) sono estremamente elevate, questo tipo di magma è molto fluido (bassa viscosità) e riesce a risalire in superficie prima di cristallizzarsi (➝ rocce effusive). Si tratta per lo più di magma basico poiché povero di Si.
2. Magma anatettico, fuso della crosta continentale (anatessi), alla profondità di qualche decina di km. Qui la T è abbastanza elevata (800°C), ma questo magma ha elevata viscosità per la presenza di una porzione fusa che avvolge e permea molti minerali ancora solidi (con punto di fusione più alto).

Esso si muove perciò con più difficoltà e tende a rimanere in profondità (➝ rocce intrusive). Si tratta per lo più di magma acido poiché ricco di Si. Quindi i magmi acidi sono molto più viscosi di quelli basici. [Esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che da un magma di origine basico si può ottenere anche una roccia a composizione dioritica o addirittura granitica, cioè neutra o acida, ma sarebbe necessario un volume iniziale di magma basico pari ad almeno 10 volte le dimensioni di ogni intrusione granitica odierna (ammassi molto grandi), poiché durante la differenziazione del magma basico si perdono grandi quantità di fuso. Risulta quindi fondamentale, per la formazione di questo tipo di rocce, il processo di anatessi]. Le variazioni nella composizione chimica dei magmi sono dovute a fusioni di rocce originarie di vario tipo:

• La fusione parziale di rocce preesistenti nella parte superiore del mantello

produrrebbe magmi basici, in grado di dare origine ai basalti.

La fusione di rocce sedimentarie, ignee o metamorfiche della crosta continentale produrrebbe magmi acidi, in grado di originare rocce di tipo granitico.

Si formano rocce di composizione intermedia se magmi differenti si mescolano/contaminano o se i processi di differenziazione si arrestano a stadi diversi.

Perché si formano i magmi?

Le condizioni che devono verificarsi affinché si arrivi alla fusione (almeno parziale) delle rocce della crosta e del mantello superiore possono essere:

1. Un locale aumento di T nel mantello.
2. L'arrivo di fluidi che inumidiscano la roccia presente (in presenza di fluidi un materiale fonde a T più bassa di quella necessaria in condizioni aride).
3. La risalita di materiali da zone profonde della Terra a T e P alte verso T e P basse, avendo come conseguenza un aumento locale di T.

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE MAGMATICHE

Distinguiamo 5 famiglie di rocce magmatiche:

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