La struttura interna della Terra
Come è fatta la Terra nel suo interno? L’uomo ha sempre dimostrato un’enorme curiosità nei confronti di questo argomento, ma solo nell’ultimo secolo metodi d’indagine più precisi hanno permesso di definire, attraverso osservazioni dirette e indirette, la struttura interna della Terra.
Le osservazioni dirette sono relative esclusivamente alla parte più superficiale della crosta terrestre; le perforazioni petrolifere e quelle per la ricerca scientifica hanno raggiunto al massimo i 15 km di profondità; altre informazioni ci vengono fornite dai materiali emessi dai vulcani che provengono da zone situate a 100 km di profondità.
Quindi abbiamo una conoscenza diretta solo di una minima parte della Terra, se consideriamo che il raggio medio terrestre è di circa 6.367 km.
La struttura interna della Terra è nota in gran parte grazie alle informazioni indirette che si basano sulla densità, sullo studio delle onde sismiche e l’analisi dei meteoriti, ricchi di nichel e ferro.
La densità
La densità media della Terra è di circa 5,5 g/cm3; considerato che la densità delle rocce che formano la crosta terrestre è di circa 2,6 g/cm3, si deduce che i materiali più profondi hanno una densità molto più elevata, dell’ordine di 10-13 g/cm3: quindi il nucleo deve essere formato da materiali molto densi.
La densità aumenta dagli strati più leggeri esterni a quelli più profondi. Questo perché quando circa 4,6 miliardi di anni fa si formò la Terra essa era fluida e plastica e solidificandosi i materiali più pesanti come il ferro e il nichel sprofondarono nel nucleo mentre i più leggeri come silicio e alluminio rimasero in superficie a formare la crosta.
Le principali onde sismiche che si generano quando si verifica un terremoto sono le onde P e le onde S. Le prime si propagano in tutti i mezzi (liquidi, solidi, gas); le onde S, invece, non si propagano nei liquidi e vengono deviate quando cambia la densità del mezzo attraversato.
E’ stato osservato che, quando si ha un terremoto, le onde P e S viaggiano all’interno della Terra e raggiungono i punti opposti della superficie terrestre; lungo questo percorso, le onde P non procedono in linea retta, ma cambiano frequentemente direzione.
Le onde S, invece, a una certa profondità, non si propagano più: è come se «scomparissero», per poi riemergere dalla parte opposta: questo è dovuto al fatto che in profondità vi sono materiali liquidi.
Anche studiando meteoriti si vede che contengono molto ferro e nichel e ciò dimostra che verso il centro della Terra sono presenti questi metalli.
Queste registrazioni, effettuate da sismografi posti in luoghi diversi su tutta la superficie terrestre, ci hanno permesso di avere informazioni sulla struttura interna della Terra.
Essa è costituita da strati che hanno composizione chimica e natura fisica diverse; partendo dalla superficie terrestre si hanno : la crosta, il mantello, il nucleo. Il limite tra uno strato e l’altro è detto superficie di discontinuità poiché, quando le onde sismiche la raggiungono, cambiano direzione e velocità.
La crosta terrestre
In passato era detta Sial (silicio + Alluminio); è la parte più esterna della Terra. Essa ha uno spessore piccolo: circa 10 km sotto gli oceani (crosta oceanica); circa 40 km (con massimi anche fino a 90 km) sotto i continenti (crosta continentale). Anche la composizione è diversa: la crosta oceanica è formata da basalto ed è recente, mentre quella continentale da graniti meno densi molto più antichi.
La superficie di separazione fra crosta e mantello, è detta discontinuità di Moho.
Il mantello
In passato era detto Sima ed è lo strato intermedio. Esso raggiunge la profondità di 2900 km ed è costituito da rocce formate soprattutto da silicio (Si) e magnesio (Mg). Nel mantello si estende una zona fluida, morbida, detta astenosfera su cui galleggiano le zolle terrestri fatte di litosfera.
Il nucleo
A circa 2900 km comincia il nucleo (con nichel e ferro, perciò detto Nife). La superficie di separazione fra mantello e nucleo si chiama discontinuità di Gutenberg. Il nucleo presenta un nucleo esterno liquido e uno interno solido separati dalla discontinuità di Lehmann. Dal nucleo esterno in movimento nasce il campo magnetico terrestre che fa segnare il Nord all’ago della bussola.
La litosfera
E’ lo strato superficiale della Terra, duro (da lithos = pietra), formato dalle rocce della crosta e dalla sottostante parte più esterna del mantello.
Secondo la teoria della tettonica a placche, elaborata negli anni Sessanta, la litosfera non è uniforme, ma si presenta fratturata e suddivisa in numerosi frammenti (una ventina), detti placche o zolle in continuo movimento che «galleggiano» sulla sottostante astenosfera, formata da materiali fluidi e caldi: da ciò nascono fenomeni come i terremoti, le eruzioni vulcaniche e le grandi catene montuose (orogenesi).
