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Cristina Cavazzuti, Laura Gandola,
Roberto Odone
Terra, acqua, aria
Capitolo 3. Litosfera: tettonica,
terremoti e vulcani
1. Wegener e la teoria della deriva dei
continenti
2. La struttura interna della Terra
3. La teoria della tettonica
4. I terremoti e il rischio sismico in Italia
5. La struttura e l’attività dei vulcani
6. I vulcani italiani
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Lezione 1
Wegener e la deriva
dei continenti
1. Secondo Alfred Wegener i
continenti si sono spostati nel corso
del tempo
Wegener nel 1912 formulò la teoria della deriva dei continenti.
In passato esisteva un unico supercontinente, che egli chiamò
Pangèa circondato da un grande mare, la Pantalàssa.
In seguito i continenti
si sarebbero
allontanati gli uni dagli
altri, comportandosi
come zattere.
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2. Le dorsali oceaniche sono
spaccature da cui esce la lava
I fondali oceanici non sono affatto
piatti e lisci, ma presentano vaste
zone pianeggianti intervallate a
lunghe catene montuose chiamate
dorsali oceaniche e a profonde
depressioni dette fosse.
Le dorsali sono sede di intensa
attività vulcanica con fuoriuscita di
lava basaltica.
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2. Le dorsali oceaniche sono
spaccature da cui esce la lava
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Lezione 2
La struttura interna
della Terra
3. La Terra è formata da crosta,
mantello e nucleo
La conoscenza diretta che abbiamo
dell’interno della Terra è limitata a
poche migliaia di metri.
Ciò che sappiamo riguardo l’interno del
nostro pianeta ha un’origine indiretta.
Lo strato più esterno e sottile è la crosta, costituita soprattutto
da silicati di alluminio; sotto la crosta c’è il mantello, uno strato
prevalentemente solido formato soprattutto da silicati di ferro e
magnesio. Al centro della Terra vi è il nucleo, in parte allo stato
liquido, composto soprattutto da ferro e nichel.
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4. La crosta terrestre può essere
oceanica o continentale
La crosta terrestre corrisponde allo strato superficiale solido
che si trova sopra il mantello.
La crosta continentale è costituita prevalentemente da rocce
metamorfiche e ignee, ricoperte da rocce sedimentarie. La
crosta oceanica è molto più sottile e uniforme ed è costituita
soprattutto da rocce basaltiche.
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5. Il mantello è uno strato di rocce
in parte fuse
Il mantello si estende in profondità fino a circa 2900 km ed è
costituito da rocce che contengono ferro e magnesio.
La crosta e la
parte superiore
del mantello
costituiscono la
litosfera.
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6. Il nucleo è la parte più interna
della Terra
Il nucleo è il nocciolo del pianeta e ha un raggio di circa
3500 km. È costituito da una regione più interna solida,
mentre quella più esterna è liquida.
La superficie che separa il nucleo esterno dal nucleo interno
si chiama discontinuità di Lehmann.
La composizione chimica
del nucleo è stata ricostruita
analizzando frammenti di
diversi meteoriti.
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Lezione 3
La teoria della
tettonica
7. La tettonica delle placche spiega i
fenomeni geologici
I dati raccolti fino alla metà del secolo scorso permisero di
stabilire che non erano i continenti a spostarsi, bensì dei
grandi blocchi di litosfera, chiamati placche.
La teoria della tettonica delle placche sostiene che le rigide
placche della litosfera poggiano sull’astenosfera, sulla quale
sono libere di muoversi e spostarsi in senso orizzontale.
Le placche sono tutte a contatto tra loro, ma possono muoversi
indipendentemente.
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7. La tettonica delle placche spiega i
fenomeni geologici
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8. I moti convettivi sono la causa
degli spostamenti delle placche
Attualmente gli scienziati ritengono che la causa dei
movimenti delle placche litosferiche sia un trasferimento di
calore che avviene all’interno della Terra; poiché le rocce che
formano l’astenosfera sono fuse, il calore proveniente dallo
strato di mantello sottostante si trasmette per convezione.
All’interno dell’astenosfera si
formano dei movimenti circolari (celle
convettive) che, come se fossero dei
grandi rulli, spostano le rigide
placche soprastanti.
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8. I moti convettivi sono la causa
degli spostamenti delle placche
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9. Lungo le dorsali oceaniche si
forma nuova crosta terrestre
La spinta laterale generata dalle correnti convettive
dell’astenosfera e la risalita in superficie di magma provocano
uno «stiramento» della litosfera e un progressivo
allontanamento delle due placche limitrofe. Si formano così i
margini divergenti.
Attualmente i margini divergenti sono soprattutto sottomarini:
l’imponente dorsale medio-atlantica, per esempio, si estende
per migliaia di kilometri nell’Oceano Atlantico e determina
tuttora l’allontanamento delle Americhe dall’Africa e
dall’Europa.
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9. Lungo le dorsali oceaniche si
forma nuova crosta terrestre
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10. Lungo i margini convergenti si
verifica la subduzione
Quando si ha uno scontro tra una placca oceanica e una
placca continentale, la litosfera oceanica si piega verso il
basso, si immerge nell’astenosfera ed entra lentamente a far
parte del mantello; questo fenomeno si chiama subduzione.
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10. Lungo i margini convergenti si
verifica la subduzione
Poiché la litosfera continentale posta sopra alla zona di
subduzione subisce una forte spinta verso l’alto, sulla sua
superficie si formano pieghe e corrugamenti che danno
origine a catene montuose. Questo processo prende il nome
di orogenesi.
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Lezione 4
Le cause dei terremoti
11. I terremoti avvengono lungo i
margini delle placche
La distribuzione dei terremoti, o sismi, non è omogenea su
tutta la superficie terrestre.
Alcune placche si muovono
parallelamente tra loro, ma in
verso opposto, lungo i
margini trascorrenti.
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11. I terremoti avvengono lungo i
margini delle placche
Il punto all’interno della
litosfera dal quale ha origine il
terremoto si chiama
ipocentro; dall’ipocentro
partono le vibrazioni elastiche
dette onde sismiche.
Il punto della superficie terrestre che si trova sulla verticale
dell’ipocentro e che viene raggiunto per primo dalle onde
sismiche viene detto epicentro.
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12. Ci sono diversi tipi di onde
sismiche
Le onde longitudinali sono chiamate onde prime (o onde P)
e si propagano producendo compressioni e dilatazioni.
Al passaggio delle onde trasversali, dette anche onde
secondarie (o onde S), le particelle del mezzo attraversato
oscillano su e giù, in direzione perpendicolare rispetto alla
direzione di propagazione dell’onda.
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12. Ci sono diversi tipi di onde
sismiche
Quando le vibrazioni prodotte dal terremoto giungono in
superficie, cioè all’epicentro, generano un altro tipo di onde,
le onde superficiali, che si propagano anche per migliaia di
kilometri facendo compiere alle particelle del suolo ampie
oscillazioni sia orizzontali sia verticali.
Queste onde sono le più lente a propagarsi, ma provocando
movimenti sussultori e ondulatori del terreno, sono le
principali responsabili del crollo degli edifici e delle strade.
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13. La forza di un terremoto è
classificata in base alle scale
Mercalli e Richter
L’intensità di un terremoto può essere valutata in base agli
effetti prodotti dal sisma sull’uomo, sugli edifici e, in generale,
sull’area colpita. La scala Mercalli, ideata dal geologo
Giuseppe Mercalli (1850-1914), è suddivisa in 12 livelli, o
gradi, e si basa proprio su questo principio empirico.
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13. La forza di un terremoto è
classificata in base alle scale
Mercalli e Richter
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13. La forza di un terremoto è
classificata in base alle scale
Mercalli e Richter
La scala Richter, detta anche «scala delle magnitudo», si
basa sulla misura dell’energia sprigionata dal terremoto nel
suo ipocentro. Il valore della magnitudo si ottiene
confrontando l’ampiezza delle oscillazioni prodotte dal
sisma in esame con l’ampiezza delle oscillazioni prodotte
da un terremoto campione.
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13. La forza di un terremoto è
classificata in base alle scale
Mercalli e Richter
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Lezione 5
Struttura e attività dei
vulcani
14. L’interno della Terra produce
calore che raggiunge la superficie
A mano a mano che si scende nella litosfera si avverte un
aumento della temperatura; tale variazione, che dipende dalla
profondità, è chiamata gradiente geotermico ed è pari a circa
3°C ogni 100 metri per le prime decine di kilometri.
L’energia che deriva dal
calore interno della
Terra si chiama
energia geotermica.
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15. Gran parte dei vulcani si trova
lungo i margini delle placche
La roccia fusa, o magma, è meno densa della roccia solida;
essa quindi tende a salire in superficie e ad accumularsi
all’interno della crosta terrestre in un serbatoio detto camera
magmatica. Dalla camera magmatica, il magma si dirige
verso l’alto lungo un condotto, il camino, e fuoriesce
attraverso una spaccatura della crosta chiamata cratere.
Quando il magma fuoriesce all’esterno della crosta, prende il
nome di lava, la quale si accumula nella zona circostante il
cratere formando l’edificio vulcanico.
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15. Gran parte dei vulcani si trova
lungo i margini delle placche
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16. Un vulcano può emettere
materiali solidi, liquidi oppure
gassosi
L’attività vulcanica emette diversi tipi di materiali solidi; in
genere si tratta di frammenti di varie dimensioni, chiamati
piroclasti, che vengono lanciati in aria da fenomeni
esplosivi o dalla fuoriuscita di gas. Tali frammenti possono
essere di dimensioni ragguardevoli come le bombe
vulcaniche; possono avere le dimensioni di piccoli ciottoli,
come i lapilli; oppure essere piccolissimi e formare la
cenere vulcanica.
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16. Un vulcano può emettere
materiali solidi, liquidi oppure
gassosi
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16. Un vulcano può emettere
materiali solidi, liquidi oppure
gassosi
I materiali allo stato fuso sono
rappresentati dalle colate laviche, che
hanno temperature diverse in base alla
loro composizione chimica e possono
perciò essere più o meno viscose.
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16. Un vulcano può emettere
materiali solidi, liquidi oppure
gassosi
I materiali gassosi contengono vapore acqueo, anidride
carbonica, zolfo e azoto.
Un’attività vulcanica di
tipo esplosivo può
produrre una nube
ardente, che può
raggiungere una
temperatura interna di
800 °C.
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17. I vulcani hanno forme diverse in
base al tipo di lava
Se il magma è molto viscoso, la lava che fuoriesce scorre
lentamente e solidifica a breve distanza dal cratere; per
questo motivo la base del vulcano in genere è poco estesa e
il cono vulcanico ha le pareti piuttosto ripide.
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17. I vulcani hanno forme diverse in
base al tipo di lava
Se il magma è molto fluido e poco viscoso, tende a risalire
velocemente verso la superficie e i gas escono liberamente
attraverso le fessure della crosta. La lava scorre rapidamente
lungo i fianchi del vulcano, quindi gli edifici vulcanici
presentano in genere una base larga e pareti poco scoscese;
si tratta di vulcani a scudo.
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17. I vulcani hanno forme diverse in
base al tipo di lava
Quando le fratture tettoniche si trovano in superficie, mostrano
spesso una fuoriuscita di lava molto fluida che può
raggiungere anche grandi distanze dal luogo di uscita: si
formano così i plateau lavici.
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18. I fenomeni vulcanici secondari
Quando un vulcano rallenta la propria attività e non si
manifesta più alcun fenomeno effusivo o esplosivo, si
possono verificare in superficie fenomeni secondari.
Molte sorgenti di acque termali,
che escono dal terreno anche a
50-60 °C, hanno questa origine.
Ci sono anche i geyser, getti
intermittenti di acqua bollente, i
fanghi bollenti e le fumarole.
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