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Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011

Tema D – Capitolo 4 – La Terra e la sua evoluzione

1. L’interno della Terra

2. Come si è formato il pianeta Terra?

3. La deriva dei continenti

4. La tettonica delle placche

5. L’erosione, il trasporto e la sedimentazione

6. I fossili

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L’interno della Terra

• I geologi hanno scoperto com’è

fatto l’interno della Terra

studiando le onde sismiche.

• Si producono piccoli terremoti

artificiali e si misura

la propagazione delle onde

nel sottosuolo.

• Le onde sismiche cambiano

velocità e sono deviate

quando incontrano discontinuità,

ossia quando cambia la densità

o lo stato di aggregazione

del materiale in cui si propagano.

onde sismiche riflesse terremoto

discontinuità onde che cambiano velocità e direzione

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la struttura interna

del pianeta Terra

secondo i geologi

crosta

mantello

astenosfera

mesosfera

nucleo esterno

nucleo

interno

300 km

2900 km

5000 km

6400 km

1300 ºC

2000 ºC

3000 ºC

4500 ºC

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Il «guscio» che ricopre la Terra è la crosta terrestre, uno strato solido che

comprende le masse dei continenti e i fondali degli oceani.

litosfera = crosta terrestre + parte più superficiale del mantello, che è rigida

Sotto la litosfera, nel mantello terrestre ci sono:

• l’astenosfera, formata in parte da magma fluido

• la mesosfera, che è rigida e si estende fino a una profondità di 2900 kilometri.

crosta oceanica

crosta continentale

astenosfera (mantello parzialmente fuso)

litosfera

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è caldo.

Oltre i 500 m di profondità

la temperatura aumenta di

circa 30 ºC ogni kilometro.

Sotto la crosta terrestre

poi la temperatura cresce

ancora, ma più lentamente.

La parte più calda del pianeta è il nucleo centrale:

• nucleo esterno: è fluido e ha uno spessore di circa 2000 kilometri

• nucleo interno: è solido, ha un raggio di circa 1500 kilometri

e temperatura superiore a 4000 ºC

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Come si è formato il pianeta Terra?

Il nostro pianeta si è formato

4,5 miliardi di anni fa,

quando la forza di gravità

ha fatto accumulare

polveri e grani di roccia

dispersi nello spazio.

All’inizio la Terra fu un caldissimo globo di magma, per tre ragioni:

• il bombardamento da parte dei corpi solidi che via via si aggiungevano

• la pressione degli strati più esterni su quelli interni

• la radioattività, con atomi che si trasformano liberando energia.

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Come si è formato il pianeta Terra?

Poi si formarono gli strati interni:

i materiali più densi (come il ferro)

affondarono nel nucleo, quelli

meno densi salirono in superficie:

• i silicati di alluminio, più leggeri,

hanno dato origine alla crosta

• i silicati di magnesio, più pesanti,

hanno formato il mantello.

La prima atmosfera terrestre era

fatta di vapore acqueo (80% circa)

e diossido di carbonio (18% circa).

In seguito il pianeta si è raffreddato

e il vapore acqueo si è condensato

dando origine agli oceani.

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La vita si è sviluppata negli oceani;

soltanto in seguito si è estesa anche

alla terraferma.

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La deriva dei continenti − La teoria di Alfred Wegener

Sudamerica e Africa meridionale:

• sembrano due tasselli di un puzzle

• hanno formazioni rocciose simili

• ospitano fossili degli stessi animali

e delle stesse piante, risalenti

a oltre 200 milioni di anni fa.

I fossili della pianta Glossopteris

sono stati trovati anche in India,

in Antartide e in Australia.

Come si spiegano tutte queste

osservazioni?

200 milioni di anni fa gli odierni continenti

erano uniti in un’unica grande terra emersa

fossili di mesosauro

formazioni rocciose

fossili di Glossopteris

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La deriva dei continenti − La teoria di Alfred Wegener

200 milioni di anni fa 100 milioni di anni fa oggi

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Le dorsali oceaniche

Esplorando il fondo del mare si è scoperto che

in mezzo agli oceani ci sono le dorsali oceaniche:

• al centro c’è una valle, una spaccatura attraverso cui fuoriesce magma

che sale dal mantello

• il magma emerso si raffredda e forma due catene montuose laterali.

Una ricostruzione tridimensionale

della crosta oceanica.

Al centro degli oceani

si riconoscono le grandi dorsali.

Le principali fosse sono vicino

alle coste dell’Asia, dell’Australia

e del Sudamerica.

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Le dorsali oceaniche

Che cosa accade sotto le dorsali oceaniche?

Le correnti convettive dell’astenosfera funzionano come un nastro

trasportatore, che trascina la litosfera in senso orizzontale.

dorsale oceanica 1 il magma sale e, quando

incontra fratture nella crosta

terrestre, emerge in superficie

1

3 il magma raffreddato affonda

nell’astenosfera ed è sostituito

da altro magma caldo

cella

convettiva 3

3

2 ai lati delle dorsali il magma

si sposta, creando nuova crosta

e raffreddandosi

2 2

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La tettonica delle placche

La litosfera è formata da grandi «lastre» delimitate dalle dorsali e dalle fosse oceaniche.

Le placche o zolle della litosfera si muovono lentamente

come zattere che «galleggiano» sull’astenosfera,

trascinando con sé le masse dei continenti.

placca

euroasiatica

placca delle

Filippine

placca

australiana

placca del

Pacifico

placca

nordamericana

placca

di Cocos placca

di Nazca

placca

antartica

placca

sudamericana

placca dei

Caraibi placca

africana

placca

arabica

placca

euroasiatica

placca

antartica

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Che cosa succede

quando due placche

si avvicinano una

all’altra?

Si ha l’orogenesi,

ossia la formazione

di una catena

montuosa.

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Che cosa succede quando la crosta continentale di una placca

si avvicina alla crosta oceanica di un’altra placca?

Si ha la subduzione: la crosta oceanica, che è più densa,

affonda sotto la crosta continentale con cui si scontra.

Come risultato si possono formate catene montuose e fosse oceaniche.

Con la subduzione la

crosta terrestre viene

«riciclata»: finisce

nell’astenosfera,

fonde e prima o poi

tornerà in superficie

attraverso una

dorsale oceanica.

fossa oceanica

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I fenomeni geologici endogeni ed esogeni

I fenomeni endogeni hanno origine

all’interno della Terra; nell’arco

di molti milioni di anni modificano

l’aspetto della superficie terrestre.

I fenomeni geologici esogeni hanno

origine al di fuori della litosfera;

con la loro azione continua

modificano lentamente il paesaggio.

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L’erosione

L’erosione

disgrega la roccia.

Può essere provocata da:

• sbalzi di temperatura

• pioggia e vento

• onde del mare

e cascate

• l’azione chimica

dell’acqua, che

scioglie i sali minerali

Nelle rocce calcaree l’acqua scava grotte e pozzi.

Questi fenomeni carsici prendono il nome dall’altopiano del Carso, tra la Venezia-Giulia e la Slovenia.

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Il trasporto dei detriti

I fiumi che trasportano i detriti

hanno scavato le valli a forma di V

e gli spettacolari canyon.

Le valli a forma di U sono state

invece scavate dal lento scorrimento

di antichi ghiacciai.

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La sedimentazione

I detriti si accumulano formando strati sovrapposti: in alto ci sono

i sedimenti più recenti, mentre gli strati più profondi sono i più antichi.

i detriti prodotti dall’erosione

delle montagne sono trasportati dai

ghiacciai e dai fiumi fino a depositarsi

nei bacini di sedimentazione

erosione

trasporto

trasporto

sedimentazione

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La diagenesi

• l’accumulo di detriti

nei bacini sedimentari

comprime gli strati inferiori

• l’acqua viene espulsa

mentre i sali minerali si legano

ai sedimenti e li cementano

• inizia così il processo della diagenesi,

che trasforma i sedimenti

in rocce sedimentarie

• in seguito i movimenti tettonici

le spingeranno in superficie,

formando nuove montagne

Si completa così un ciclo geologico:

erosione trasporto dei detriti sedimentazione diagenesi

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I fossili

Talvolta i resti di un organismo raggiungono un bacino sedimentario

e vi rimangono inglobati.

un organismo morto

finisce in fondo al mare,

dove lo ricoprono

i sedimenti portati

dai fiumi

con il tempo i resti di altri

organismi sono inglobati

in altri sedimenti

che si accumulano

sopra i precedenti

lentamente, con la

diagenesi, i sedimenti

diventano rocce al cui

interno rimangono i fossili

di animali del passato

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I fossili

La paleontologia è la scienza che studia gli esseri viventi dell’antichità.

La ricostruzione di uno scheletro di plesiosauro.

Paleontologi al lavoro in uno scavo.

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I fossili

Attraverso i fossili possiamo scoprire come è cambiata nel tempo la vita

sul nostro pianeta.

In particolare, soltanto grazie ai fossili

possiamo conoscere specie che oggi

sono estinte, cioè non esistono più,

come questo dinosauro.

Delle piante la fossilizzazione preserva

le parti ricoperte da gusci duri che

resistono ai decompositori, come i semi

o questo polline di 3500 anni fa.

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