Formazione e struttura della Terra

Il nostro Pianeta, la Terra, si è originato contemporaneamente al Sole e agli altri pianeti e asteroidi circa 4,6 miliardi di anni fa in seguito alla contrazione di una nube di polveri e gas (probabilmente originati dall’esplosioni di supernove) che, a causa degli effetti combinati di forze gravitazionali e centrifughe, si aggregarono principalmente verso il centro del piano di rotazione formando un proto-sole che assunse nel nucleo temperature in grado di innescare la fusione nucleare dell’Idrogeno diventando così una stella; la restante frazione di materia interstellare attorno al piano di rotazione del proto-sole andò ad accrescere corpi noti come planetesimali, ovvero oggetti delle dimensioni da un granello di polvere fino ad ammassi di centinaia di chilometri; la Terra nacque dagli scontri tra alcuni di questi planetesimali che si accrebbero in un unico pianeta a spesa dei restanti frammenti ripulendo quell’orbita intorno al Sole.

Dopo circa un centinaio di milioni di anni da che era diventata un corpo relativamente omogeneo del Sistema Solare, la Terra ha subito una sua prima importante differenziazione interna a causa dell’aumento di temperatura innescato tanto dalle collisioni durante l’accrescimento quanto dal decadimento radioattivo di elementi già appartenenti alla proto-Terra; l’aumento di temperatura ha permesso il processo di fusione dei composti del ferro il quale andò a formare il Nucleo del nostro Pianeta mentre la parte silicatica (il Silicio è il secondo elemento per abbondanza della Crosta terrestre, dopo l’Ossigeno) andò a formare, con altri elementi tra cui Magnesio ed atri in percentuali minori, la parte esterna ovvero il Mantello primordiale; su questo si differenziò presto una Crosta esterna che ancora oggi è soggetta, unico pianeta del Sistema Solare, ad una continua trasformazione in seno alla teoria della Tettonica delle Placche (vedi sezione successiva). Una seconda, importante differenziazione avvenuta già nelle fasi iniziali della formazione della Terra è la degassazione della crosta e la liberazione di gas nell’atmosfera con la conseguente formazione dell’idrosfera terrestre; l’acqua, con la sua abbondanza, oltre che essere di primaria importanza per lo sviluppo della vita sul nostro Pianeta è, come meglio spiegato in seguito, uno dei principali facilitatori della parziale fusione delle rocce che a sua volta è un tassello fondamentale dell’evoluzione geologica del nostro Pianeta.
La Terra si è quindi evoluta durante tutta la sua storia e continua a farlo oggi tramite gli stessi processi naturali che possiamo rilevare e studiare così da poterli applicare a ritroso o avanti nel tempo per comprendere gli aspetti geologici che hanno prodotto l’ambiente che ci circonda ed ipotizzarne l’evoluzione in futuro.

La composizione chimica della massa terrestre si riduce a pochi elementi in percentuali decisamente rilevanti: Fe (34,6%), O (29,5%), Si (15,2%), Mg (12,7%); questi elementi non sono distribuiti in modo uniforme in tutto il Pianeta ma caratterizzano i vari involucri in cui esso è suddiviso e in particolare il nucleo è più ricco di Fe, il mantello di Si, O, Mg e la crosta terrestre di Si, O e altri elementi. In tempi recenti, lo studio della propagazione nel sottosuolo delle onde sismiche dei terremoti (ma anche di quelle prodotte artificialmente come nelle esplosioni nucleari) è stato molto utile, insieme ad altri parametri, per identificare la composizione interna del nostro Pianeta. Ne è risultata la conferma che la Terra è composta da:
nucleo interno solido, composto da Fe e in parte da Ni ad altissime pressioni, del diametro di circa 1.220 km
nucleo esterno liquido, composto da Fe e in parte da Ni, dello spessore di circa 2.300 km
mantello, involucro allo stato solido dello spessore di circa 2.900 km (occupa circa l’84% del volume del Pianeta), composto principalmente da Peridotiti, rocce ultramafiche ricche di Fe e Mg; il Mantello è diviso a sua volta in: mantello inferiore, con spessore di circa 2.200 km; mantello superiore, occupante il restante involucro con spessore variabile di 6/700km, al netto della più esterna crosta
crosta terrestre suddivisa in: continentale, con spessori variabili fra 10 e 70 km (massimo spessore in corrispondenza dei grandi corrugamenti continentali), per la maggior parte composta da granitoidi; oceanica con spessore di circa 10 km e prevalentemente basaltica.
La sismologia ha portato alla rilevazione di aree dove le onde sismiche vengono più o meno riflesse, rifratte o smettono di propagarsi; sono state altresì individuate due importanti discontinuità che, dall’esterno all’interno, sono:
Discontinuità di Mohorovicic o Moho, individua un cambiamento litologico fra la base della crosta terrestre e il sottostante Mantello
Discontinuità di Gutenberg, nel passaggio fra il mantello (solido) e il nucleo esterno (liquido), oltre la quale non si propagano le onde sismiche S (di taglio) provenienti dagli strati superiori.
La crosta terrestre e la parte più alta del mantello superiore formano la Litosfera; questo involucro dello spessore variabile fra 0 e 110 km circa, relativamente rigido e fragile, secondo la teoria della Tettonica delle Placche è frammentato in zolle mobili (7 le principali più numerose di dimensioni minori) “galleggianti” isostaticamente sullo strato immediatamente sottostante del Mantello superiore chiamato Astenosfera (o zona delle basse velocità a causa del rallentamento momentaneo delle onde sismiche P e S che l’attraversano, dovuto probabilmente alla fusione di una piccola percentuale di rocce che la compongono) di spessore variabile tra 250 e 350 km.

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