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La deriva dei continenti e la tettonica delle placche

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© Zanichelli editore 2016

La deriva dei continenti:la nascita di un’idea /1

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L’astronomo tedesco Alfred Wegener nel 1915 è stato il primo a proporre l’idea che i continenti un tempo fossero uniti in un unico “supercontinente”, chiamato Pangèa, circondato da un grande oceano chiamato Pantàlassa.


La deriva dei continenti: la nascita di un’idea /2

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Secondo la teoria, i continenti si sono poi separati e si sono allontanati fino a raggiungere le attuali posizioni.


La prova geografica

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Wegener era stato impressionato dall’osservazione che i profili dei continenti africano e sudamericano sembrassero complementari.


La prova paleontologica

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Gli stessi fossili del rettile Mesosaurus e della pianta Glossopteris (vissuti tra l’Era Paleozoica e l’Era Mesozoica) sono stati trovati sia sulle coste africane sia su quelle sud americane.


La prova paleoclimatica

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Wegener ha notato che la distribuzione di rocce nei continenti suggerivano un’origine in condizioni climatiche diverse da quelle attuali.


Quali sono le cause della deriva dei continenti?

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Al tempo della pubblicazione della teoria, Wegener non poteva spiegare in modo convincente le cause all’origine della deriva dei continenti.La teoria è stata così rifiutata per molti decenni.


La struttura interna della Terra

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Alla ricerca di un “modello”per la Terra /1

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Il rapporto tra la massa e il volume della Terra fornisce una densità media:


Le rocce che si trovano nello strato più esterno hanno una densità più bassa (2,7 – 3 g/cm3), quindi gli strati più interni devono avere una densità maggiore.

Alla ricerca di un “modello”per la Terra /2

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La Terra è composta da strati concentrici di diversa natura e con diverso spessore:

• una crosta sottile;• un ampio mantello roccioso;• un grande nucleo (diviso in nucleo interno e nucleo esterno).


La crosta terrestre

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Lo strato più esterno della Terra è la crosta terrestre, o litosfera.È uno strato sottile, con spessore disomogeneo(da 6 a 70 km).


crosta

La crosta continentale e la crosta oceanica

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La crosta continentale è composta soprattutto da rocce metamorfiche e da rocce magmatiche, spesso coperte da rocce sedimentarie.

La crosta oceanica è composta soprattutto da rocce basaltiche, con una densità media più alta rispetto alla crosta continentale.


Il mantello della Terra

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La discontinuità di Mohorovicic è lo strato che separa la crosta dal mantello sottostante.

Il mantello (che rappresenta l’82% del volume terrestre) può raggiungere una profondità di 2900 km.


mantello

Il mantello: litosfera, astenosfera e mesosfera /1

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astenosfera

mantello

crosta

nucleo esterno

nucleo interno

litosfera

mesosfera

Il mantello: litosfera, astenosfera e mesosfera /2

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Lo strato più esterno del mantello è solido; insieme alla crosta, forma la litosfera.

Sotto alla litosfera e fino a una profondità di 200-250 km, si trova un altro strato di mantello, chiamato astenosfera. È composto da rocce parzialmente liquefatte e plastiche.

Sotto alla astenosfera, la mesosfera raggiunge la profondità di 2900 km. Con l’aumentare della pressione, il mantello diventa più rigido e denso.

Il nucleo della Terra

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La discontinuità di Gutenberg è lo strato che separa il mantello dal nucleo.

Il nucleo rappresenta il 16% del volume della Terra.


nucleo esterno

nucleo interno

Il nucleo produce energia

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Il nucleo esterno è più fluido, mentre il nucleo interno è più solido e ha una densità maggiore (13 g/cm3).


Il nucleo produce energia sotto forma di calore, in parte a causa delle reazioni termonucleari che avvengono al suo interno.

I geyser e i vulcani sono espressioni di questa produzione di calore.

Il gradiente geotermicoe l’energia geotermica

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La temperatura della crosta aumenta di circa 30 °C per km di profondità. Questo tasso di aumento di temperatura al variare della profondità è chiamato gradiente geotermico; non è un tasso uniforme.


Il calore geotermico può essere convertito in energia nelle centrali di energia geotermica.

I moti convettivi nel mantello

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L’energia termica all’interno della Terra è trasferita agli strati più superficiali tramite celle convettive nell’astenosfera. Questi movimenti di rocce fluide sono responsabili dei movimenti delle placche.


moti convettivi di calore nell’astenosfera

Il campo magnetico della Terra

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Il campo magnetico terrestre può essere considerato un dipolo magnetico, inclinato di 11’ 30’’ rispetto all’asse della Terra.L’origine del campo magnetico è probabilmente legato al movimento di cariche elettriche nel nucleo esterno della Terra.


Il paleomagnetismo

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Molte rocce diventano magnetiche durante la loro formazione e possono mantenere tracce del loro antico campo magnetico (paleomagnetismo).

Studiando la magnetizzazione delle rocce è possibile conoscere la loro posizione rispetto ai poli magnetici. L’analisi dei dati suggerisce che i continenti cambiano la loro posizione nel tempo.


La tettonica delle placche

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Le dorsali oceaniche

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Sul fondo dell’oceano c’è un sistema di dorsali oceaniche, sollevamenti della crosta oceanica che presentano un avvallamento centrale, chiamato rift valley. In questo avvallamento, il magma basaltico emerge dal mantello, si solidifica e diventa nuova crosta.


In alcuni punti, la cresta di una dorsale emerge dalla superficie del mare, come nel caso della dorsale Medio Atlantica in Islanda.

L’espansione dei fondali oceanici

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Secondo la teoria dell’espansione dei fondali oceanici, le dorsali oceaniche si presentano quando due placche tettoniche divergenti si allontanano l’una dall’altra.


dorsale oceanica

La teoria della tettonica delle placche

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La teoria della tettonica delle placche, formulata negli anni Sessanta del secolo scorso, afferma che placche rigide di litosfera “galleggiano” sull’astenosfera, più fluida, muovendosi orizzontalmente.


Diversi tipi di margini delle placche

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A seconda dei movimenti relativi di due placche confinanti, è possibile definire margini convergenti, divergenti o conservativi.

Il movimento di una placca influenza il movimento di una placca confinante, quindi la litosfera può essere considerata un sistema dinamico.


margini convergenti

margini divergenti

margini conservativi

Le placche convergenti e la subduzione

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Al margine di due placche convergenti avvengono fenomeni di subduzione: una placca tettonica scivola sotto un’altra placca, affondando nel mantello.


A livello del margine convergente tra la crosta oceanica e la crosta continentale appare una lunga e profonda spaccatura, chiamata fossa oceanica.

fossa oceanica

L’orogenesi

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Il movimento delle placche convergenti può generare la formazione di montagne (orogenesi): è un processo di intensa deformazione della crosta, che coinvolge grandi volumi di rocce.


La catena dell’Himalaya si è formata dalla collisione tra la Placca Eurasiatica e la Placca Indiana.

I movimenti delle placche e i terremoti

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Forti terremoti possono verificarsi durante l’orogenesi o lungo i margini conservativi, dove due placche tettoniche si spostano in parallelo ma in direzioni opposte.


La faglia di Sant’Andrea in California è un esempio di margine conservativo tra due placche tettoniche. Lungo la faglia si verificano molti forti terremoti.

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