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Le rocce

Lo studio dell'interno della Terra

La conoscenza dell'interno della Terra è indispensabile per comprendere gran parte dei fenomeni che avvengono sul nostro pianeta, in particolare i fenomeni vulcanici e sismici, ma anche la formazione delle catene montuose e molti altri che saranno oggetto dei prossimi capitoli.

Per descrivere l'interno della Terra, è necessario disporre di informazioni circa la composizione chimica e la struttura fisica del nostro pianeta (il cui raggio è pari a 6370 km); tuttavia, l'osservazione diretta dell'interno della Terra si limita solo alla parte più superficiale della pianeta: i metodi di indagine diretta possono essere attuati, per esempio, in occasione dello scavo di miniere, delle trivellazioni di pozzi per le ricerche petrolifere (che possono spingersi fino a poco più di 10 km di profondità) o in presenza di magma emesso dai vulcani, proveniente da non più di qualche centinaio di chilometri di profondità.

Informazioni sulla struttura delle parti più profonde della Terra si sono invece potute ricavare grazie a metodi di indagine indiretta, che comprendono l'analisi dei sismogrammi, cioè i tracciati delle onde sismiche (che si generano durante i terremoti) e lo studio di alcune caratteristiche fisiche della Terra, quali il campo gravitazionale terrestre, il flusso di calore proveniente dall'interno della Terra e il campo magnetico terrestre. Anche per quanto riguarda la composizione chimica delle parti più profonde della Terra, si è ricorsi a un metodo di indagine indiretta, si è, cioè, ipotizzato che la composizione chimica del pianeta sia una diretta conseguenza della sua origine. Più precisamente, si sono ricavate informazioni dallo studio delle meteoriti cadute sulla Terra , formate da una lega di ferro e nichel e considerate come residui del materiale che costituiva il sistema solare in formazione.

Lo studio delle onde sismiche

Lo studio delle onde sismiche rappresenta il metodo fondamentale per indagare l'interno della Terra.

Durante un terremoto, nell'ipocentro (punto interno alla Terra, da cui ha origine il terremoto) si generano due tipi di onde sismiche, dette onde P (longitudinali) e onde S (trasversali), che si propagano in tutte le direzioni all'interno della Terra e possono essere registrate da strumenti detti sismografi . Le onde sismiche interagiscono con i materiali che attraversano durante la loro propagazione e forniscono così informazioni sulla natura delle zone attraversate. Lo studio della propagazione delle onde sismiche avviene attraverso l'analisi dei sismogrammi, grafici che registrano le onde sismiche e la cui lettura indica le interazioni fra queste e i materiali attraversati.

Se, durante la loro propagazione all'interno della Terra, le onde sismiche attraversano strati di natura diversa, possono essere rifratte, cioè deviate dalla loro precedente direzione di propagazione, riflesse o subire una variazione di velocità. Queste modificazioni dipendono dalle caratteristiche dei materiali attraversati, quali la densità, la temperatura, lo stato fisico e la composizione chimica: in particolare, la velocità di propagazione delle onde sismiche è direttamente proporzionale alla densità dei materiali (inoltre, le onde S non si propagano nei materiali allo stato liquido).

Dall'analisi dei sismogrammi di un gran numero di terremoti, anche di quelli artificiali prodotti attraverso esplosioni atomiche sotterranee, si è potuto stabilire che l'interno della Terra non è omogeneo e che, a diverse profondità, esistono delle superfici di discontinuità , cioè superfici che separano strati con diverse caratteristiche.

Tenendo conto di ciò, e anche dei risultati degli altri metodi d'indagine prima elencati, gli scienziati hanno proposto un modello dell'interno della Terra che potremmo definire a involucri concentrici.

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