Nebulosa sistema solare:
gas, polveri,
planetesimi
(silicati ferro e magnesio)
Aggregazione in protopianeta,
riscaldamento per effetto
dell’impatto di planetesimi,
decadimento radioattivo,
contrazione gravitazionale
Temperatura in aumento, fusione del ferro e sua caduta verso il centro;
aumento ulteriore di temperatura( 2000° ), con parziale fusione del globo
e differenziazione con risalita verso la superficie dei materiali più leggeri
Differenziazione da pianeta omogeneo a pianeta suddiviso in involucri:
nucleo interno ed esterno, mantello inferiore e superiore,astenosfera,litosfera
Calore irradiato e raffreddamento consente la soldfificazione della crosta
litosferica (successivamente fratturata in zolle da correnti convettive)
Pianeta in formazione
Nube di gas e polveri interstellari
Condensazione di gas e polveri
Differenziazione interna e prima atmosfera
Pianeta bombardato da meteoriti, asteroidi, comete
Formazione oceani
Formazione continenti
La tettonica a zolle descrive la formazione delle strutture continentali
e oceaniche e la loro distribuzione variabile nelle ere geologiche fino
alla conformazione attuale
Ere geologiche e periodi
• Archeozoica 4.6 mil.di – 570 milioni anni fa
• Paleozoica 570 milioni – 235 milioni anni fa
cambriano-ordoviciano-siluriano
devoniano-carbonifero-permiano
• Mesozoica 235 milioni – 65 milioni anni fa
triassico-giurassico-cretaceo
• Cenozoica 65 milioni – 2 milioni anni fa
eocene-oligocene-miocene-pliocene
• Neozoica 2 milioni anni fa – oggi
pleistocene-olocene
Orogenesi principali
• Caledoniana
paleozoica-siluriano,devoniano
inghilterra-norvegia-groelandia
• Ercinica
paleozoica-carbonifero, permiano
inghilterra-europa
• Inizio smembramento della pangea
apertura oceano atlantico
migrazione delle zolle tettoniche
• Alpino-imalaiana
cenozoica-eocene, oligocene
americhe, europa, asia
Origine rocce,acqua, aria, vita
sulla terra
Tra i 92 elementi chimici presenti nella nebulosa dalla quale si è
formato il sole , pianeti, asteroidi, comete, tutti presenti anche sulla terra,
quelli più diffusi sulla terra sono
il ferro, ossigeno, silicio, magnesio ; alluminio, calcio, potassio, sodio
Vari elementi combinandosi danno
origine ai minerali che a loro volta
sono componenti delle rocce:
magmatiche (intrusive-effusive)
metamorfiche
sedimentarie
Atmosfera terrestre
L’atmosfera terrestre avrebbe avuto origine da gas presenti nella
nebulosa (idrogeno, elio..) e da gas e vapori derivati dall’interno
della terra nella sua fase di differenziazione in involucri,vulcanesimo
Atmosfera primordiale : idrogeno, elio, gas rari
(dispersi poi quasi totalmente nello spazio)
per la debole forza gravitazionale terrestre
H
He
rari
Atmosfera primitiva (riducente: assenza di ossigeno libero): metano,
ammoniaca, vapore aqueo
H2O
NH3
CH4
H2
He
Amosfera secondaria ossidante
(dopo la comparsa dell’ossigeno per fotosintesi clorofilliana)
Gas presenti in particolare :azoto, ossigeno, ozono, vapore acqueo,
ossidi di azoto, di zolfo, di carbonio, metano, gas rari, idrogeno, elio
CO2
O2
N2
L’atmosfera partecipa al controllo del riscaldamento globale delle
terre e dei mari (effetto serra, distribuzione del calore tra latitudini
diverse, fotosintesi, respirazione, combustioni; protezione da
radiazione cosmiche, raggi ultravioletti solari (ozonosfera)…
La comparsa della fotosintesi con la produzione di ossigeno ,immesso
anche nella troposfera, permette la formazione dell’ozono O3 e di
una zona nella stratosfera (ozonosfera) che protegge gli esseri
viventi dalle radiazioni ultraviolette solari e permette di salire in
superficie nell’ambiente marino e successivamente di colonizzare
anche l’ambiente delle terre emerse
(prima i vegetali e poi gli animali)
Effetto serra
La anidride carbonica (e il vapore acqueo)
risulta trasparente alle radiazioni solari con ridotta lunghezza d’onda
e riflette quelle a onde lunghe irraggiate dalla terra
CO2 normale
CO2 in eccesso
Con CO2 normale, la bassa atmosfera viene riscaldata dalle onde lunghe
irraggiate dalla terra che sono in parte riflesse dalla CO2
Un aumento di CO2 comporta anche una aumentata quantità di
radiazione riflessa verso terra, con aumento conseguente della temperatura
Possibili effetti: fusione dei ghiacciai, innalzamento livello dei mari, variazioni
climatiche, distribuzione precipitazioni modificata, migrazioni animali…
Ozono:nella troposfera l’ozono può formarsi durante i temporali
Nella stratosfera , ozonosfera, le radiazioni ultraviolette solari
vengono assorbitie da gas ozono che si decompone in Ossigeno
atomico e molecolare con reazione di equilibrio
ozono << >> ossigeno atomico + ossigeno molecolare
CFC
O3
CFC
O2
Cl2
O3
Cl
O2
La ozonosfera protegge gli esseri viventi dalla radiazione ultravioletta
una riduzione della ozonosfera può produrre danni agli organismi
a
Ozono:nella troposfera l’ozono può formarsi durante i temporali
Nella stratosfera , ozonosfera, le radiazioni ultraviolette solari
vengono assorbitie da gas ozono che si decompone in Ossigeno
atomico e molecolare con reazione di equilibrio
ozono << >> ossigeno atomico + ossigeno molecolare
CFC
O3
CFC
O2
Cl2
O3
Cl
O2
La ozonosfera protegge gli esseri viventi dalla radiazione ultravioletta
una riduzione della ozonosfera può produrre danni agli organismi
a
ozonosfera
O2
Vita anaerobica
marina, protetta
da radiazione
O3
Viventi aerobici O2
su terra emersa
Individui
fotosintetici
La atmosfera primordiale non conteneva O2 e la radiazione solare
ultravioletta (pericolosa per i viventi) penetrava tutta la atmosfera:
con la comparsa di individui con fotosintesi, viene liberato O2 che
accumulandosi permette la comparsa di O3 (con ozonosfera che offre
protezione ai viventi che possono emergere dall’acqua):aumenta
attività fotosintetica, aumenta O2 e permette metabolismo ossidativo
e aumento viventi vegetali e animali che usano O2 come comburente
a
Oceani, laghi, fiumi, ghiacciai, atmosfera, cellule
Idrosfera terrestre
L’acqua presente sulla terra può essere giunta
mediante impatto di comete( problema per discordanza isotopica)
e numerosi e grandi asteroidi simili a condriti carbonacee ricchi di ghiaccio;
per reazione tra H+ solari e minerali ossigenati
presenti nei granuli dipolveri della nebulosa ;
formatasi per reazione tra H2 e O2 nella atmosfera:
nella atmosfera sarebbe stata immessa con le eruzioni vulcaniche
Comparsa della vita e sua evoluzione
Non si conosce in maniera definitiva la modalità secondo la quale
la vita è comparsa sulla terra (sintesi abiologica…???)
Prime tracce evidenti di microrganismi (simili a batteri, alghe azzurre)
procarioti, eterotrofi :in Australia, datate a 3.5 miliardi di anni
Primi microrganismi anaerobici, unicellulari, viventi nell’acqua per
trovare protezione dalle radiazioni ultraviolette, chemiosintetici
La comparsa di specie capaci di fotosintesi (circa 3 miliardi anni fa: cianobatteri)
permette la liberazione di ossigeno nell’atmosfera
( e formazione di ozonosfera protettiva)
e il passaggio da anaerobici a aerobici, con possibilità di reazioni
metaboliche ossidative con maggior rendimento
(2 miliardi anni fa, O2 atmosferico circa 1% concentrazione attuale)
Primi pluricellulari (vermi. Meduse.molluschi)
Ediacara (Australia) 700 milioni anni fa
Ere geologiche+periodi
• Archeozoica 4.6 mil.di – 570 milioni anni fa
• Paleozoica 570 milioni – 235 milioni anni fa
cambriano-ordoviciano-siluriano
devoniano-carbonifero-permiano
• Mesozoica 235 milioni – 65 milioni anni fa
triassico-giurassico-cretaceo
• Cenozoica 65 milioni – 2 milioni anni fa
eocene-oligocene-miocene-pliocene
• Neozoica 2 milioni anni fa – oggi
pleistocene-olocene
4.6 miliardi anni fa
Formazione della terra
4 miliardi anni fa
Evoluzione chimica
3 miliardi anni fa
2 miliardi anni fa
0.6 miliardi anni fa
Evoluzione organica
procarioti, eterotrofi,
chemiosintetci,anaerobici
batteri, alghe azzurre
Procarioti, fotosintetici,
autotrofi, aerobici
batteri, alghe azzurre
Eucarioti : oceani
ozonosfera
0.4 miliardi anni fa
Eucarioti : terra emersa
monocotiledoni
dicotiledoni
angiosperme
cicadine
ginnosperme
gnetali
ginkoali
felci
Alghe
azzurre,
rosse,
brune
dinoflagellati,
diatomee,
funghi
briofite
licopodi
Alghe verdi
Batteri fotosintetici
Successione temporale
• Cambriano : alghe
• Ordoviciano:alghe
siluriano
:briofite, felci, licopodi
• Devoniamo :pteridofite(felci)
• Carbonifero, permiano,triassico-giurassico
gimnosperme
• Cretaceo-cenozoico
• angiosperme
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•
•
Cambriano : invertebrati
Ordoviciano cordati(graptoliti)
Siluriano
vertebrati :ostracodermi
Devoniano pesci :placodermi, crossopterigi
Carbonifero anfibi
Permiano rettili
Giurassico uccelli
Cretaceo mammiferi
Neozoica uomo (glaciazioni)
Poriferi (spugne)
Esempi tipi animali viventi : invertebrati
protozoi
Celenterati (coralli, meduse)
Molluschi (gasteropodi, bivalvi, cefalopodi, scafopodi
Artropodi (insetti, crostacei, ragni, scorpioni)
Platelminti-anellidi
Echinodermi
(ricci, stelle di mare, oloturia)
Esempi di tipi attualmente viventi: vertebrati
dipnoi
ciclostomi
elasmobranchi
actinopterigi
crossopterigi
anfibi
Esempi di tipi attualmente viventi: vertebrati
rettili
uccelli
mammiferi
Esempi di tipi attualmente viventi
invertebrati
protozoi
vertebrati
Poriferi (spugne)
Celenterati (coralli, meduse)
Molluschi (gasteropodi, bivalvi, cefalopodi
Artropodi (insetti, crostacei, ragni, scorpioni)
Echinodermi(ricci, stelle di mare, oloturia)
ciclostomi
pesci
Anfibi (rane, rospi, tritone, salamandra)
Rettili(lucertole, serpenti, cocodrilli, tartarughe, camaleonte)
uccelli
mammiferi
Esempio ipotetico di albero filogenetico naturale
mammiferi
uccelli
insetti
rettili
miriapodi
anfibi
chilopodi
actinopterigi
aracnidi
elasmobranchi
dipnoi
crossopterigi
crostacei
ciclostomi
pre artropodi
molluschi
pre vertebrati
echinodermi
pre cordati
anellidi
platelminti
bilaterii
poriferi
celenterati
protozoi
radiati
Considerazione: è una meraviglia !
Tutto quello che esiste nell’universo ed è conosciuto
grazie alla ricerca e osservazione scientifica,
pure nella infinita varietà di forme che presenta,
risulta costituito sempre solo da tre particelle materiali fondamentali:
quark up, quark down, elettrone
in presenza di 4 forze :
forte, elettromagnetica, debole, gravitazionale
up
elettrone
down
Fotone hf