01_capire il sistema Terra.pdf - Università degli Studi di Firenze

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01_capire il sistema Terra.pdf - Università degli Studi di Firenze

-1-

Capire

il

Sistema Terra

GEOLOGIA

GEOGRAFIA FISICA

GEOMORFOLOGIA


1.2

La GEOLOGIA è una scienza... come lo sono la Chimica e la Fisica!

…..ma i geologi soffrono dello svantaggio di non poter essere capaci di

compiere esperimenti nelle stesse condizioni dei chimici e dei fisici

Ipotesi - Teoria - Legge

Una ipotesi

è una spiegazione preliminare derivata da un certo numero

di osservazioni

Quando una ipotesi è suffragata da numerose prove, essa può essere

considerata una teoria

Una teoria per la quale non esistano sufficienti ragioni per poterla

confutare può essere considerata una legge

L’universo è sensibile e governato da leggi immutabili nel tempo

Una buona teoria deve...

essere la più semplice spiegazione disponibile

spiegare un’ampia serie di fenomeni


1.3

I dati utilizzati in geologia derivano da….

Osservazioni:

‣ tipo, distribuzione e struttura delle rocce

‣ indagini al microscopio

Esperimenti:

‣ chimici

‣ geofisici

Il problema della sperimentazione

Dato che i geologi studiano sistemi molto estesi (centinaia di km) e

che si sono evoluti durante lunghi periodi di tempo (milioni di anni),

essi non possono eseguire esperimenti controllati, ma sono costretti a

osservare i risultati degli esperimenti già effettuati dalla Natura


UNIFORMISMO

Il presente è la chiave per capire il passato (James Hutton, 17…)

Le leggi naturali non cambiano, ma possono cambiare sia le categorie che

l’intensità dei processi che le regolano

IL FATTORE TEMPO

‣ Il fattore TEMPO costituisce la grande differenza fra la geologia e le

altre scienze (dal punto di vista geologico, il ritmo degli eventi nel corso di una

vita umana è trascurabile!)

‣ Ordine di grandezza dei processi geologici: da µm/anno a cm/anno

‣ I grandi terremoti possono spostare la superficie del suolo di alcuni metri in

pochi secondi, ma si verificano soltanto ogni 500 anni o quasi

I ritmi dei processi geologici sono quasi sempre più lenti di quelli degli effetti antropici sull’ambiente

L’unità ufficiale di tempo è il secondo, ma sarebbe molto inopportuno usarla in geologia; in molti casi

anche l’anno risulta troppo piccolo.

Pertanto, i geologi usano i milioni di anni come unità standard di tempo:

10 Ma = 10 milioni di anni fa

10 m.a. = un intervallo di tempo delladuratadi 10 milioni di anni

1.4


montagna

cratere meteorico

Alcuni lineamenti geologici

richiedono milioni di anni per

prendere forma …..

…..per

altri bastano secondi!

1.5


1.6

Origine del Sistema Solare

Qualsiasi teoria deve essere compatibile con i seguenti fatti:

1) L’angolo fra l’asse di rotazione e il piano dell’orbita è piccolo (eccetto Urano).

2) Tutti pianeti compiono un moto di rivoluzione attorno al Sole nella stessa direzione,

secondo orbite quasi circolari.

3) Tutti i pianeti (eccetto Venere e Urano) ruotano nella stessa direzione del moto di

rivoluzione, come i loro satelliti.

4) Ciascun pianeta si trova ad una distanza dal Sole doppia rispetto a quellq del più vicino

pianeta interno (legge di Titus-Bode).

5) Il 99.9 % della massa risiede nel Sole; il 99 % del momento angolare nei pianeti.

6) Due gruppi di pianeti:

- terrestri (interni): Mercurio, Venere, Terra, Marte

- gioviani (esterni): Giove, Saturno, Urano, Nettuno.

7) I pianeti terrestri sono principalmente costituiti da O, Si, Fe, Mg. Il Sole è quasi

interamente costituio da H & He.


1.7

Ipotesi Nebulare

Condensazione da primordiale nuvola di gas (nebula) in lenta

rotazione conformazione di alcune “gocce”

Ipotesi della Collisione

Frammenti del Sole furono strappati per attrazione da una

stella di passaggio, con formazione di planetesimali che,

collidendo, avrebbero formato i pianeti

Ipotesi dei Protopianeti

Grandi nuvole di gas cominciano a condensare.

Vortici turbolenti attirano materia; piccoli frammenti si accrescono e

collidono, eventualmente formando aggregaties di gas e frammenti solidi

più grandi.

La maggior parte della massa si accumula nel centro, turbolenza nelle

altre parti.

I Protopianeti, più grandi degli attuali, eventualmente si contraggono a

causa dell’attrazione gravitativa da loro stessi esercitata.


1.8

Evoluzione del Sistema Solare

Il nostro

Sistema

Solare


1.9

Appena più piccola di Mercurio.

La Luna

La sua superficie è molto diversa da quella della Terra.

Assenza di atmosfera e, quindi, di processi di alterazione delle

rocce.

Formazione della Luna


Scala dei tempi per Sole, Terra e Luna

Un pianeta in evoluzione

Terra primitiva

omogenea

Situazione

attuale

Inizio della

differenziazione

1.10


1.11

Litosfera

Idrosfera

Atmosfera

Biosfera

Sistemi terrestri

interagenti

Composizione relativa in

elementi


Tettonica delle Placche

Il concetto unificante delle Scienze della Terra

• La parte più esterna della Terra è formata da circa 20 distinte

“placche” (spesse circa 100 km) che si muovono incessantemente l’una

rispetto all’altra.

• Questi moti costituiscono la causa prima dei terremoti e della

formazione delle catene montuose.

1.12




litosfera: è il guscio

rigido della Terra

(~100 km) che

costituisce le placche

astenosfera: è una

parte del mantello al

disotto della

litosfera

La litosfera scorre

sopra l’astenosfera


1.13

La teoria della Deriva dei Continenti

Suggerita da Alfred Wegener nel 1912.



Rigettata (allora) dalla maggior parte dei geologi.

Nuovi dati dopo la 2a Guerra Mondiale conducono alla “rivoluzione

della tettonica delle placche” degli anni ‘60.

Attualmente è

accettata quasi

universalmente.

Gli odierni trattati

di Geologia

differiscono

radicalmente da

quelli di 40 anni fa.

Il Supercontinente Pangea

(200 milioni di anni fa)


1.14

Moti convettivi in un fluido riscaldato

Correnti di convezione nell’interno della Terra

Tre diversi tipi di margini delle placche: divergenti, convergenti, trasformi


Margini divergenti e

margini convergenti

Faglia trascorrente di

S.Andreas

(California)

1.15

L’Islanda si sta dividendo perché si trova a

cavallo della Dorsale Medio-Atlantica


Le placche attuali

1.16

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