TERRA: UN PIANETA VIVO
UTL BIASSONO
A.A. 2012/2013
Simone Comi
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
• Da sempre gli scienziati e i religiosi hanno
tentato di dare una spiegazione all’origine
della vita e dell’universo.
• Nel ‘900 Lemaitre (FRA), Hubble (USA)
contratati da Hoyle (GBR) e dalla teoria dello
stato stazionario.
• La Teoria che, per ora, risponde a questo
quesito è la Teoria del BIG BANG.
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
Edwin Hubble
Fred Hoyle
Georges Lemaitre
«atomo primigenio»
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
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All’inizio piccolissimo e caldissimo
Espansione per scoppio e diminuzione T
Iniziano a formarsi quark,protoni, elementi
Aggregazione elementi: protogalassie
Collasso gravitazionale: galassie e VIA LATTEA
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
LA VIA LATTEA
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Galassia a spirale
Diametro 100.000 anni luce (ogni A.L. 9.461 GA)
200 miliardi di stelle
Centro in direzione costellazione sagittario
• Molto bassa a sud. Si nota durante l’estate
• Sole in uno dei bracci
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
IL SISTEMA SOLARE
• Condensazione in un angolo della galassia di una nube di gas, H, He,
grani solidi,ghiaccio, grafite, SiO, Fe
• In seguito per rotazione la nube collassa in un corpo centrale
denso circondato da gas
• Attorno, locali addensamenti generano protopianeti
• Nel centro aumenta T e P fino alla reazione nucleare di fusione
del H in He → Nasce Sole
• I protopianeti per gravità attirano gas e polveri e si accrescono.
• L’alta T del sole e la radianza disperdono gli elementi più leggeri
dai pianeti. Quelli più vicini risentono maggiormente della
dispersione.
→ Differenziazione tra pianeti
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
Pianeti di tipo terrestre
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Mercurio
Venere
Terra
Marte
Massa minore, più concentrati elementi
pesanti, più piccoli (raggio 2500-6372)
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
Pianeti di tipo Gioviano
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Giove
Saturno
Urano
Nettuno
Densità minore, elementi pesanti + gas, più
grandi (r 26.000-70.000 Km)
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
La Terra
• Faceva parte di uno dei protopianeti
• Riscaldamento dato da collisioni +
decadimento radioattivo
Fe che
→ Fusione
percola al centro
• Aumento progressivo di T
• Si forma nucleo metallico
• In superficie Crosta Primaria
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
La Terra
In seguito collisione con un corpo grande come
Marte:
- Si forma la Luna
- Fusione parziale della Crosta Primaria (Oceano di
Magma)
Nuova crosta secondaria basaltica (più pesante)
Differenziazione e formazione crosta continentale
COME E’ NATO L’UNIVERSO?
La Terra
Ma quanti anni ha la nostra terra?
E come facciamo a saperlo?
L’ETA’ DELLA TERRA
• Erano le 9 del mattino
del 26 ottobre 4004
(avanti Cristo,
ovviamente) quando,
nel vuoto dello spazio,
a circa 150 milioni di
chilometri dal Sole,
prese corpo la Terra.
Siamo agli inizi del 1600 e questa
teoria è ipotizzata dall’arcivescovo
irlandese James Ussher
analizzando le informazioni della
Bibbia
L’ETA’ DELLA TERRA
• Stabilita la data di nascita, c’erano da definire
le tappe attraversate dal pianeta nei suoi
(presunti) 5.600 anni di vita. Così si
cominciarono a cercare informazioni sul
tempo impiegato da quest’ultimo a
raffreddarsi, e si elaborarono i primi metodi
scientifici per "leggere" ciò che rocce e fossili
potevano raccontare.
L’ETA’ DELLA TERRA
L’INTUIZIONE DI DARWIN
calcolò quanto tempo avrebbero impiegato gli agenti atmosferici a
erodere la regione del Weald, nell’Inghilterra sudorientale. Il risultato fu
sorprendente: 300 milioni di anni. La Terra, dunque, doveva essere molto
più antica di quel che si supponeva.
L’ETA’ DELLA TERRA
• Contrastato da Lord Kelvin (che affermava
che il sole non potesse avere più di 100 M
anni) in parte ritrattò.
• Nuova ipotesi di Haughton (2.300 M anni)
sempre in base al raffreddamento
• Ritratta dopo scoperta di alcuni fossili (200 M
anni)
L’ETA’ DELLA TERRA
LA RADIOATTIVITA’
• Henry Becquerel 1896
• La terra non si raffreddava in maniera costante perché in
parte veniva riscaldata dal decadimento
• Grazie alle proprietà degli elementi radioattivi presenti in
moltissime rocce, queste si potevano datare.
• Scala cronologica di Barrell
L’ETA’ DELLA TERRA
LA RADIOATTIVITA’
• Metodo più importante di datazione delle Rocce → DATAZIONE ASSOLUTA
• applicabile soprattutto alle rocce eruttive, quelle cioè che si formano per
raffreddamento di un magma, al cui interno sono generalmente presenti
elementi radioattivi.
• La presenza di questi elementi e dei prodotti del loro decadimento
permette, infatti, di stabilire con una certa accuratezza il periodo di
formazione delle rocce stesse.
• Una sostanza si dice, infatti, radioattiva quando è instabile, cioè quando in
ogni dato lasso di tempo una parte di essa si trasforma in altre sostanze (a
volte stabili, a volte ancora radioattive).
• Conoscendo la rapidità di questa trasformazione, o per usare un termine
tecnico il "tempo di dimezzamento" di una certa sostanza e i prodotti del
suo decadimento, è possibile risalire alla data approssimativa della sua
formazione.
•
L’ETA’ DELLA TERRA
LA RADIOATTIVITA’
Per esempio, l’uranio 238 si trasforma in piombo 206 con un
periodo di dimezzamento di 4,5 miliardi di anni. Questo
significa che dopo questo tempo un grammo di U-238 si è
trasformato per metà in piombo e che dopo altrettanto
tempo saranno rimasti 0,25 g di uranio e così via. Succede lo
stesso per il rubidio 87 che decade in stronzio 87 con un
periodo di dimezzamento di 4,7 miliardi di anni, e per il
carbonio 14 che decade in azoto 14 con un periodo di
dimezzamento di 5.730 unni.
Il ricercatore deve semplicemente "contare" gli atomi
dell’isotopo radioattivo ancora presenti nei minerali della
roccia e quelli dell’elemento da esso derivato. La loro somma
dà il numero di atomi radioattivi iniziali, presenti nella roccia
nel momento della sua formazione.
L’ETA’ DELLA TERRA
LA RADIOATTIVITA’
Il decadimento può quindi funzionare da "orologio", un orologio
particolarissimo che funziona come una clessidra basata sulla
continua diminuzione dell’isotopo "genitore" (elemento che
appare in più forme con lo stesso numero di protoni, ma diverso
numero di neutroni) e il continuo aumento dell’isotopo "figlio".
La difficoltà maggiore nell’applicare questa tecnica, benché
ormai ben consolidata, è che spesso non c’è un solo "figlio", ma
un’intera catena di nipoti e bisnipoti.
L’ETA’ DELLA TERRA
ALTRO METODO DATAZIONE:
DATAZIONE «RELATIVA»
• I metodi di datazione relativi vogliono solo
determinare la successione degli eventi geologici o
biologici. Per farlo, i criteri finora seguiti sono tre:
– Stratigrafico
– Litologico
– Paleontologico
L’ETA’ DELLA TERRA
ALTRO METODO DATAZIONE:
DATAZIONE «RELATIVA»
• il criterio stratigrafico, si basa sull’idea che in una
successione di strati, quelli che si trovano più in
basso siano sempre quelli più antichi.
L’ETA’ DELLA TERRA
ALTRO METODO DATAZIONE:
DATAZIONE «RELATIVA»
il criterio litologico, si basa sull’idea che rocce simili si
siano formate nello stesso periodo, e in genere vale per
sedimenti depositatisi nel medesimo bacino lacustre o
nel medesimo mare. Non è applicabile su aree molto
vaste, perché è possibile che rocce identiche si siano
depositate anche in periodi molto lontani.
L’ETA’ DELLA TERRA
ALTRO METODO DATAZIONE: DATAZIONE
«RELATIVA»
Il metodo paleontologico si basa sui fossili presenti negli
strati rocciosi. Generalmente, infatti, le rocce e i fossili che
si trovano al loro interno hanno la medesima età. Oggi si
pensa che la vita si sia evoluta più o meno allo stesso modo
su tutto il pianeta, per cui, quando si riesce a datare in
modo preciso un fossile, si può, con buona
approssimazione, sostenere che tutti gli strati della Terra
che contengono quel fossile abbiano la medesima età.
L’ETA’ DELLA TERRA
Con questi metodi è stata possibile ricostruire una
scala cronologica degli eventi e soprattutto definire
l’età della terra.
L’ETA’ DELLA TERRA
• Nascita 4.7 G Anni
• Diminuiscono gli impatti 4 G Anni, cala la T, può
esistere Acqua liquida
• Prime forme di vita 3.6 G A e atmosfera
• 600 M A prime testimonianze di «scontri tra zolle»
• 250 M A prima estinzione di massa (Permiano –
Triassico). Forse impatto meteorite.
La Terra In un anno
Data
Ora
1 gennaio
Evento
0.00.00 Formazione della Terra
Anni fa (al 2000)
4.550.000.000
28 marzo
-
I Fossili più antichi
3.500.000.000
23 giugno
-
Si forma lo Schermo di Ozono
2.400.000.000
9 luglio
-
Si forma l'Ossigeno nell'Atmosfera
2.200.000.000
18 agosto
-
Prima Atmosfera "respirabile"
1.700.000.000
15 novembre
-
Primo scheletro fossile (prime forme di vita)
540.000.000
29 novembre
-
Prime Piante e Animali
400.000.000
13 dicembre
-
Comparsa dei Dinosauri
230.000.000
26 dicembre
-
Comparsa dei primi Mammiferi
66.500.000
27 dicembre
-
Estinzione dei Dinosauri
65.000.000
31 dicembre
5.45.49 Comparsa del primo ominide: Lucy
3.800.000
31 dicembre
23.56.15 Comparsa della nostra specie: l'Homo sapiens
35.000
31 dicembre
23.57.43 Inizio dell'Era glaciale
20.000
31 dicembre
23.58.42 È il 10.500 a.C., la fine dell'era glaciale.
12.500
31 dicembre
23.59.26 Inizio della Civilizzazione (e 1a Dinastia dei Faraoni)
31 dicembre
23.59.55 Dante sta scrivendo la sua "Commedia"
4.975
700