SCIENZE DELLA TERRA LICEO LINGUISTICO - CLASSE V

INDICE:

BIG BANG

MISURARE L’UNIVERSO

STELLA

TEORIE SCIENTIFICHE SULLA FINE DELL'UNIVERSO

SISTEMA SOLARE

LA TERRA NEL SISTEMA SOLARE

LEGGI DI KEPLERO

I MOTI DELLA TERRA

ATMOSFERA

GEOSFERA

TERREMOTO

VULCANO

BIG BANG Il Big Bang è il modello cosmologico riguardante lo sviluppo e

l'espansione dell'universo predominante nella comunità scientifica e che

ha le maggiori conferme dal punto di vista delle prove e delle

osservazioni. Con il termine Big Bang i cosmologi si riferiscono

generalmente all'idea che l'universo iniziò ad espandersi a partire da una

condizione iniziale estremamente calda e densa e che questo processo di

espansione è durato per un intervallo di tempo finito e continua tutt'ora.

Le prime ipotesi di una teoria che prevedesse l'espansione del cosmo

furono formulate da Georges Lemaître con quella che lui chiamò "ipotesi

dell'atomo primitivo", che si basa sulle equazioni della relatività generale

di Albert Einstein nella formulazione proposta da Alexander Fridmann e

su ipotesi semplificatrici, come l'omogeneità e l'isotropia dello spazio

(unitamente al principio cosmologico). Un ulteriore sviluppo a tale teoria

fu dato quando Edwin Hubble scoprì che la distanza delle galassie più

lontane è proporzionale al loro redshift, come ipotizzato da Lemaître nel

1927, e tale osservazione fu usata come prova del fatto che le galassie e

gli ammassi hanno una velocità apparente di allontanamento rispetto ad

un determinato punto di osservazione: tanto più sono lontane, tanto più è

elevata la loro velocità apparente. Se la distanza fra gli ammassi di

galassie sta aumentando oggi, ciò suggerisce che tutti gli oggetti spaziali

fossero più vicini in passato; andando a ritroso nel tempo, densità e

temperatura tendono a infinito e si arriva perciò a un istante in cui tali

valori sono così elevati che le attuali teorie fisiche non sono più

applicabili (ciò avvenne una piccolissima frazione di secondo dopo

l'inizio del processo). Infatti, per esempio, alcune grandezze fisiche

assumono valore infinito nell'istante iniziale. La costruzione di

acceleratori di particelle ha permesso di verificare il comportamento della

materia in condizioni estreme e ha permesso di trovare conferme alla

teori ; tuttavia questi acceleratori non hanno la possibilità di esaminare a

fondo il regime di energie più elevato. Senza alcun dato sperimentale

relativo alle condizioni fisiche associate ai primissimi istanti

dell'espansione, la teoria del Big Bang non è adeguata per descrivere tale

condizione iniziale, tuttavia essa fornisce un'ottima descrizione

dell'evoluzione dell'universo da un determinato periodo di tempo in poi.

L'abbondanza degli elementi leggeri come l'idrogeno e l'elio presenti nel

cosmo è in buona corrispondenza con i valori previsti per la produzione

di questo tipo di atomi in seguito al processo di nucleosintesi, avvenuto

nei primi minuti successivi all'istante iniziale. Dopo la scoperta della

radiazione cosmica di fondo a microonde nel 1964 e soprattutto quando il

suo spettro, cioè la quantità di radiazione emessa per ogni lunghezza

d'onda, risultò corrispondere allo spettro di corpo nero, la maggior parte

degli scienziati fu convinta che i dati sperimentali confermavano che un

evento simile al Big Bang aveva veramente avuto luogo.

MISURARE L’UNIVERSO Il parsec (abbreviato in pc) è un'unità di lunghezza usata in astronomia.

Significa "parallasse di un secondo d'arco" ed è definito come la distanza

dalla Terra (o dal Sole) di una stella che ha una parallasse annua[1] di 1

secondo d'arco. È basato sul metodo della parallasse trigonometrica, che è

il modo più antico ed affidabile di misurare le distanze stellari, sebbene

ancora oggi sia applicabile solo agli oggetti relativamente vicini (vedi più

avanti per i dettagli).

Un parsec corrisponde quindi a:

360×60×60/2π UA = 2,062 648 062 5×105 UA = 3,085 677 580

666 ≈ 3,086×1016 m ≈ 3,26147086 anni luce.

(Vedere 1 E16 m per una lista di distanze comparabili, e notazione

scientifica per una spiegazione della notazione utilizzata.) Per motivi

storici, gli astronomi in genere usano il parsec per le distanze

astronomiche, invece degli anni luce. La prima misurazione diretta di un

oggetto a distanze interstellari (della stella 61 Cygni), eseguita da

Friedrich Wilhelm Bessel nel 1838, fu fatta basandosi sulla trigonometria,

utilizzando l'ampiezza dell'orbita terrestre come linea di base. Il parsec,

calcolato sempre in modo trigonometrico, geometricamente è il cateto

lungo del triangolo rettangolo che ha come base l'Unità Astronomica, e

come angolo al vertice un secondo (1") di grado sessagesimale. Più è

vicina una stella, più la sua parallasse è grande. Ma nessuna stella

conosciuta ha una parallasse maggiore di 1 secondo d'arco, eccezion fatta

per il Sole, perché nessuna stella è abbastanza vicina: il record appartiene

alla stella Proxima Centauri, con una parallasse di 0,762 arcosecondi, ad

una distanza di circa 4,28 anni luce, pari a circa 1,3 parsec. Poiché per

archi molto piccoli l'arco e la corda tendono ad avere la stessa lunghezza,

la distanza di un corpo celeste in parsec è il reciproco della sua parallasse

in secondi. La misura delle distanze degli oggetti celesti in parsec è un

aspetto chiave dell'astrometria, la scienza del misurare le posizioni degli

oggetti celesti. A causa della piccolezza degli spostamenti parallattici, le

osservazioni da terra forniscono misure affidabili per distanze stellari non

più grandi di circa 100 parsec (325 anni luce), corrispondenti a parallassi

di almeno 1 centesimo di secondo d'arco, o 10 mas (1 mas = 1 millesimo

di secondo d'arco). Tra il 1989 e il 1993 il satellite Hipparcos, lanciato

dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) nel 1989, ha misurato le parallassi

di circa 100 000 stelle con una precisione di 0,97 mas, e ha quindi

ottenuto misure di distanza accurate per stelle fino a 100 parsec di

distanza. Il satellite FAME della NASA avrebbe dovuto essere lanciato

nel 2004, per misurare le parallassi di 40 milioni di stelle con precisione

sufficiente per distanze fino a 200 parsec. Purtroppo, i finanziamenti

necessari per la missione sono stati annullati dalla NASA nel gennaio

2002. Il satellite GAIA dell'ESA, previsto per la metà del 2012, avrà una

precisione sufficientemente alta per misurare distanze stellari fino al

centro galattico, a circa 8000 parsec di distanza nella costellazione del

Sagittario, con una precisione del 90%.

STELLA Una stella è un corpo celeste che brilla di luce propria. In astronomia e

astrofisica il termine designa uno sferoide luminoso di plasma che genera

energia nel proprio nucleo attraverso processi di fusione nucleare; tale

energia è irradiata nello spazio sotto forma di onde elettromagnetiche e

particelle elementari (neutrini), le quali costituiscono il vento stellare.[1]

Buona parte degli elementi chimici più pesanti dell'idrogeno e dell'elio, i

più abbondanti nell'Universo, vengono sintetizzati nei nuclei delle stelle

tramite il processo di nucleosintesi. La stella più vicina alla Terra è il

Sole, sorgente di gran parte dell'energia del nostro pianeta. Le altre stelle,

ad eccezione di alcune supernovae, sono visibili solamente durante la

notte come dei puntini luminosi, che appaiono tremolanti a causa degli

effetti distorsivi operati dall'atmosfera terrestre (seeing). Sono oggetti

dotati di una massa considerevole, compresa tra 0,08 e 150–200 masse

solari (M☉). Gli oggetti con una massa inferiore a 0,08 M☉ sono detti

nane brune, corpi a metà strada tra stelle e pianeti che non producono

energia tramite la fusione nucleare, mentre non sembrano esistere,

almeno apparentemente, stelle di massa superiore a 200 M☉, per via del

limite di Eddington. Sono variabili anche le dimensioni, comprese tra i

pochi km delle stelle degeneri e i miliardi di km delle supergiganti e

ipergiganti, e le luminosità, comprese tra 10−4 e 106 - 107 luminosità

solari (L☉). Le stelle si presentano, oltre che singolarmente, anche in

sistemi costituiti da due (stelle binarie) o più componenti (sistemi

multipli), legate dalla forza di gravità.[6] Un buon numero di stelle

convive in associazioni o ammassi stellari (suddivisi in aperti e

globulari), a loro volta raggruppati, insieme a stelle singole e nubi di gas

e polveri, in addensamenti ancora più estesi, che prendono il nome di

galassie. Nel corso della storia numerosi filosofi, poeti, scrittori e

musicisti si sono ispirati al cielo stellato per la realizzazione delle loro

opere e, in diversi casi, si sono interessati direttamente allo studio

dell'astronomia.

TEORIE SCIENTIFICHE SULLA FINE DELL'UNIVERSO

Fino a tempi piuttosto recenti, anche la visione scientifica dell'Universo

era quella di un'esistenza eterna e senza cambiamenti. Dopo la scoperta di

un Universo in espansione ad opera di Edwin Hubble all'inizio del XX

secolo, la nozione di un inizio e, di conseguenza, di una fine fu

all'improvviso soggetta all'investigazione scientifica.

Le teorie basate sul Big Bang possono essere divise in tre gruppi

principali:

• quelle per cui, nonostante le osservazioni, l'Universo è eterno come

prima si pensava: la teoria dello stato stazionario e l'Universo

oscillante

• quelle per cui l'Universo ha avuto un inizio, ma non avrà una fine

vera e propria: la morte termica dell'Universo e il Big Rip (Grande

Strappo)

• quelle per cui l'Universo ha avuto un inizio, ed avrà una fine ben

definita: il Big Crunch.

Il primo gruppo non è discusso in questo articolo, perché nega l'idea

stessa di una fine dell'Universo. In queste teorie, qualche tipo di attività

significativa può durare per sempre.

Tutte le teorie devono conciliarsi con la relatività generale, che fornisce

uno sfondo teorico comune per le speculazioni cosmologiche. La maggior

parte di queste teorie sono soluzioni delle equazioni della relatività

generale, cambiando parametri come la densità media, la costante

cosmologica, e così via.

SISTEMA SOLARE Il sistema solare è il sistema planetario costituito dai vari oggetti celesti

mantenuti in orbita dalla forza di gravità del Sole; vi appartiene anche la

Terra. È costituito da otto pianeti, dai rispettivi satelliti naturali, da cinque

pianeti nani e da miliardi di corpi minori. Quest'ultima categoria

comprende gli asteroidi, in gran parte ripartiti fra due cinture asteroidali

(la fascia principale e la fascia di Kuiper), le comete, le meteoroidi e la

polvere interplanetaria.

In modo schematico, il sistema solare è composto dal Sole, dai quattro

pianeti rocciosi interni, dalla fascia principale degli asteroidi, dai quattro

giganti gassosi esterni, dalla cintura di Kuiper, dal disco diffuso e dalla

ipotetica nube di Oort, sede di gran parte delle comete.

Il vento solare, un flusso di plasma e particelle cariche proveniente dal

Sole, permea l'intero sistema solare. Questo crea una bolla nel mezzo

interstellare conosciuta come eliosfera, che si estende fino oltre alla metà

del disco diffuso.

In ordine di distanza dal Sole, gli otto pianeti sono: Mercurio, Venere,

Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

A metà 2008 cinque oggetti del sistema solare sono stati classificati come

pianeti nani: Cerere, situato nella fascia degli asteroidi, ed altri quattro

corpi situati al di là dell'orbita di Nettuno, Plutone (in precedenza

classificato come il nono pianeta), Haumea, Makemake, e Eris.

Sei dei pianeti e tre dei pianeti nani hanno in orbita attorno ad essi dei

satelliti naturali; inoltre tutti i pianeti esterni sono circondati da anelli

planetari, composti di polvere ed altre particelle.

LA TERRA NEL SISTEMA SOLARE

La Terra ruota da ovest verso est una volta al giorno, inteso come giorno

siderale, attorno all'asse che unisce il Polo Nord al Polo Sud in 23 ore, 56

minuti e 4,091 secondi. È per questo che il sole e tutte le stelle sorgono a

est e tramontano a ovest compiendo un movimento nel cielo ad una

velocità di circa 15°/h o 15'/min. Inoltre la Terra ruota attorno al Sole, ad

una distanza media di 150 000 000 km in un anno siderale. La sua

velocità di orbita è di circa 30 km/s (108 000 km/h), veloce abbastanza da

coprire il diametro del pianeta (circa 12 600 km) in 7 minuti, e la distanza

dalla Luna (384 000 km) in 4 ore.

Ha un satellite naturale, la Luna, che le gira attorno in 27,32 giorni.

Visti dal Polo Nord terrestre, tutti questi movimenti si svolgono in senso

antiorario.

I piani dei movimenti non sono precisamente allineati: l'asse della Terra è

inclinato di 23,5 gradi rispetto alla perpendicolare del piano Terra-Sole, e

il piano Terra-Luna è inclinato di cinque gradi, cosa che impedisce il

verificarsi di due eclissi (una solare ed una lunare) ogni mese, e le rende

invece un evento raro. Sempre a causa dell'inclinazione dell'asse terrestre,

la posizione del Sole nel cielo e l'incidenza delle sue radiazioni (vista da

un osservatore posto sulla superficie) varia nel corso dell'anno. Ad

esempio, un osservatore posto ad una latitudine settentrionale, quando il

polo nord è inclinato verso il sole, noterà dei periodi di luce giornaliera

più lunghi ed un clima più temperato, mentre disporrà di meno ore di luce

e di un clima più rigido nel caso opposto. Al di sopra dei due circoli

polari si raggiunge il caso estremo di alternanza di lunghi periodi di

assenza di luce (chiamati notti polari), a periodi di non tramonto del Sole.

Questa relazione tra il clima e l'inclinazione dell'asse terrestre viene

definita tramite le 4 stagioni. Esse, dal punto di vista astronomico, sono

determinate dai solstizi (i punti di massima inclinazione verso e contro il

Sole) e dagli equinozi (punti in cui l'inclinazione è perpendicolare alla

direzione del Sole). Il solstizio invernale cade il 21 dicembre, quello

estivo il 21 giugno; mentre i due equinozi cadono, quello primaverile il

20 marzo e quello autunnale il 23 settembre. L'alternanza delle stagioni è

opposta da un emisfero terrestre all'altro, data l'opposta inclinazione

dell'asse, comportando ad esempio, la presenza in quello nord dell'estate

ed in quello sud dell'inverno.

L'angolo di inclinazione è relativamente stabile se considerato su lunghi

periodi, tuttavia esso compie un lento e irregolare moto (conosciuto come

nutazione, con un periodo di 18,6 anni. L'orientazione dell'asse varia

secondo una precessione intorno ad un cerchio completo in un ciclo di

poco più di 25 800 anni. La presenza di una precessione è la causa dello

sfasamento tra un anno siderale ed un anno tropico. Entrambe le

variazioni del movimento dell'asse derivano dalla mutevole attrazione del

Sole e della Luna sulla parte equatoriale del pianeta. Anche la velocità di

rotazione del pianeta non è costante, ma varia nel tempo secondo un

fenomeno noto come "variazione della lunghezza del giorno".

In tempi moderni il perielio cade il 3 gennaio, mentre l'afelio circa il 4

luglio (per informazioni circa altre ere, controlla precessione e cicli di

Milankovitch). La differenza in termini energetici ricevuti dal Sole tra la

posizione di perielio e quella di afelio e di del 6,9% a favore del primo;

inoltre dal momento in cui l'emisfero meridionale è orientato verso il

Sole, a quello in cui il pianeta raggiunge il punto di perielio, tale emisfero

percepisce una leggera maggiore energia rispetto all'emisfero nord

durante l'intero anno. Questa differenza, seppure presente, è decisamente

poco significativa rispetto all'energia totale derivante dal cambiamento di

orientazione dell'asse, e, nella sua parte maggiore, viene assorbita e

compensata dalla più alta presenza di masse acquee dell'emisfero

meridionale.

La sfera di Hill (sfera gravitazionale di influenza) della Terra è di circa

1,5 Gm (1 496 620 km circa) di raggio. Questa è la massima distanza alla

quale l'influenza gravitazionale del pianeta è più forte di quella solare e

dei pianeti. Gli oggetti in orbita, devono rimanere all'interno di questo

raggio per non venire influenzati e resi instabili da perturbazioni

gravitazionali esterne.

Leggi di Keplero Prima legge

L'orbita descritta da un pianeta è un ellisse, di cui il Sole occupa

uno dei due fuochi.

Seconda legge

l raggio vettore che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta

descrive aree uguali in tempi uguali.

Terza legge

quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti sono proporzionali

ai cubi dei semiassi maggiori delle loro orbite.

I MOTI DELLA TERRA

Moti principali

• Moto di rotazione: è il movimento della Terra attorno al suo asse.

• Moto di rivoluzione: è il movimento della Terra attorno al Sole.

Moti millenari

• Precessione degli equinozi: è il risultato del movimento doppio-

conico dell'asse terrestre per l'azione gravitazionale della Luna e

del Sole e per la rotazione terrestre.

• Precessione anomalistica: movimento dell'orbita terrestre causato

dall'attrazione esercitata dagli altri pianeti.

• Variazione dell'eccentricità dell'orbita: ogni 92.000 anni varia da

un massimo di 0,054 a un minimo di 0,003.

• Variazione dell'inclinazione dell'asse terrestre: è la variazione che

l'asse di rotazione della Terra forma con il piano dell'orbita e varia

da un massimo di 24°20' a un minimo di 21°55' ogni 40.000 anni,

attualmente è di 23°27'. In aggiunta a questa variazione c'è un'altra

variazione dell'inclinazione assiale, la nutazione, che ha un periodo

molto più breve: 18,6 anni.

Moti galattici

Altri movimenti coinvolgono la Terra in quanto facente parte del Sistema

Solare, della Galassia e dell’Universo: il moto di translazione che il

Sistema Solare esegue in direzione della costellazione di Ercole; la

partecipazione al moto di recessione della Galassia, ossia alla probabile

espansione dell’Universo.

ATMOSFERA La parola atmosfera (dal greco ἄθµος - àthmos - "vapore" e σφαίρα -

sphàira - "sfera") designa un fluido allo stato gassoso che avvolge un

pianeta, una stella o più in generale un corpo celeste, le cui molecole sono

trattenute dalla forza di gravità del corpo stesso. L'atmosfera terrestre non

è un "involucro" omogeneo e per questo viene suddivisa in vari strati che

presentano caratteristiche diverse. Gli strati dell'atmosfera terrestre,

partendo dal suolo, sono 5: Troposfera; Stratosfera (contenente

l'ozonosfera); Mesosfera; Termosfera; Esosfera.La Terra possiede

un'atmosfera caratterizzata da una struttura piuttosto complessa e

suddivisa in più strati, che in ordine di altezza sono: troposfera,

stratosfera, mesosfera, ionosfera, esosfera; la sua composizione chimica

media al suolo è la seguente:

• Azoto (N2): 78,08%

• Ossigeno (O2): 20,95%

• Argon (Ar): 0,93%

• Vapore acqueo (H2O): 0,33% in media (variabile da circa 0% a 5-

6%)

• Biossido di carbonio (CO2): 0,032% (320 ppm)

• Neon (Ne): 0,00181% (18 ppm)

• Elio (He): 0,0005% (5 ppm)

• Metano (CH4): 0,0002% (2 ppm)

• Idrogeno (H2): 0,00005% (0,5 ppm)

• Kripton (Kr): 0,000011% (0,11 ppm)

• Xeno (Xe): 0,000008% (0,08 ppm)

• Ozono (O3): 0,000004% (0,04 ppm)

ono anche presenti, in tracce, Ossidi di azoto (NO, NO2; N2O),

Monossido di carbonio (CO), Ammoniaca (NH3), Biossido di zolfo

(SO2), Solfuro di idrogeno (H2S).

NON tutti gli strati hanno le stesse concentrazioni di gas: ad esempio il

vapore acqueo è presente quasi soltanto nella troposfera, lo strato più

basso, ed è praticamente assente nella termosfera e nell'esosfera, che

viceversa contengono quasi tutto l'elio e l'idrogeno. L'ozono è contenuto

in massima parte nella stratosfera, in cui costituisce un importante strato.

GEOSFERA L'interno della Terra, detto anche geosfera, è costituito da rocce di

diversa composizione e fase (solida, principalmente, ma talvolta anche

liquida).

Grazie allo studio dei sismogrammi si è giunti a considerare l'interno

della terra suddiviso in una serie di gusci; difatti si è notato che le onde

sismiche subiscono fenomeni di rifrazione nell'attraversare il pianeta. La

rifrazione consiste nella modifica della velocità e della traiettoria di

un'onda quando questa si trasmette ad un mezzo con differente densità. Si

sono potute così rilevare superfici in profondità in cui si verifica una

brusca accelerazione e deviazione delle onde, e in base a queste sono

state identificate quattro zone sferiche concentriche: la crosta, il mantello,

il nucleo esterno e il nucleo interno.

L'interno della Terra, come quello degli altri pianeti terrestri, è diviso

chimicamente in una crosta formata da rocce da basiche ad acide, un

mantello ultrabasico e un nucleo terrestre composto principalmente da

ferro. Il pianeta è abbastanza grande da avere un nucleo differenziato in

un nucleo interno solido e un nucleo esterno liquido, che produce un

debole campo magnetico a causa della convezione del suo materiale

elettricamente conduttivo. Dal punto di vista delle proprietà meccaniche,

la crosta e la porzione superiore del mantello formano la litosfera, rigida;

mentre una porzione intermedia del mantello, che si comporta in un certo

senso come un fluido enormemente viscoso, costituisce l'astenosfera.

Materiale proveniente dall'astenosfera si riversa continuamente in

superficie attraverso vulcani e dorsali oceaniche non conservando però la

composizione originale perché soggetto a cristallizzazione frazionata.

Lo schema seguente riassume le profondità, la caratteristica principale

per la definizione dei vari gusci che compongono la Terra e la loro

densità.

Terremoto terremoti (dal latino terrae motus), detti anche sismi o scosse telluriche

(dal latino Tellus, la dea romana della Terra), sono movimenti improvvisi

e rapidi della crosta terrestre, provocati dalla liberazione di energia in un

punto interno, detto ipocentro; di qui, una serie di onde elastiche, dette

"onde sismiche", si propagano in tutte le direzioni, anche all'interno della

Terra stessa; il luogo della superficie terrestre posto sulla verticale

dell'ipocentro, si chiama epicentro ed è generalmente quello più

interessato dal fenomeno.

La superficie terrestre è in lento ma costante movimento (vedi tettonica) e

i terremoti si verificano quando la tensione risultante eccede la capacità

del materiale roccioso di sopportarla. Questa condizione occorre molto

spesso ai confini delle placche tettoniche nelle quali la litosfera terrestre

può essere suddivisa. Gli eventi sismici che si verificano ai confini tra

placche sono detti terremoti interplacca; quelli meno frequenti che

avvengono all'interno delle placche della litosfera sono detti terremoti

intraplacca.

Ogni giorno sulla Terra si verificano migliaia di terremoti; solo qualche

decina sono percepiti dalla popolazione e la maggior parte di questi ultimi

causano poco o nessun danno. La durata media di una scossa è molto al di

sotto dei 30 secondi; per i terremoti più forti, però, può arrivare fino a

qualche minuto. Le onde elastiche che si propagano durante un terremoto

sono di diverso tipo e in alcuni casi possono risultare in un movimento

prevalentemente orizzontale o verticale del terreno (scossa ondulatoria o

sussultoria). Un terremoto può essere accompagnato da forti rumori che

possono ricordare boati, rombi, tuoni, sequenze di spari, eccetera; questi

suoni sono dovuti al passaggio delle onde sismiche all'atmosfera e sono

più intensi in vicinanza dell'epicentro.

Alcuni terremoti, specialmente i più forti, sono anche accompagnati,

preceduti o seguiti da fenomeni naturali, come: bagliori o lampi;

modificazioni improvvise del campo magnetico, elettrico o della

radioattività locale (emissione di radon); nervosismo degli animali;

variazione del livello delle falde o delle acque costiere; attività vulcanica.

Tutte queste manifestazioni hanno trovato riscontro nelle osservazioni e

nelle testimonianze, e sono state studiate e confermate dalla ricerca

scientifica che è giunta alla spiegazione di ognuna di esse, anche se, in

mancanza di consenso unanime, non costituiscono di fatto misure

effettivamente riconosciute o adottate sul fronte della previsione.

Vulcano ell'accezione comune il vulcano è il rilievo formato dalle masse di rocce

ignee eruttate dall'interno della Terra. In generale sono vulcani tutte le

discontinuità nella crosta terrestre attraverso le quali, con manifestazioni

varie, si fanno strada i prodotti dell'attività magmatica endogena: polveri,

gas, vapori e materiali fusi solidi. La fuoriuscita di materiale è detta

eruzione e i materiali eruttati sono: lava, cenere, lapilli, gas, scorie varie e

vapore acqueo.

Ciò che noi comunemente chiamiamo Vulcano, in realtà è definito

edificio vulcanico o cono vulcanico, ma siccome ormai il termine vulcano

è di uso più comune, l'edificio vulcanico molto spesso è chiamato così

anche in geologia.

I vulcani testimoniano l'esistenza, nelle zone profonde della litosfera, di

masse fuse silicatiche naturali dette magmi.

Schema strutturale di un vulcano

Un generico vulcano è formato da:

• una camera magmatica, alimentata dal magma; quando questa si

svuota in seguito ad un'eruzione, il vulcano può collassare e dar

vita ad una caldera. Le camere magmatiche si trovano tra i 10 e i

50 km di profondità nella litosfera.

• un condotto principale, luogo di transito del magma dalla camera

magmatica verso la superficie.

• un cratere sommitale, dove sgorga il condotto principale.

• uno o più condotti secondari, i quali, sgorgando dai fianchi del

vulcano o dalla stessa base, danno vita a dei coni secondari.

• delle fessure laterali, fratture longitudinali sul fianco del vulcano,

provocate dalla pressione del magma. Esse permettono la

fuoriuscita di lava sotto forma di eruzione fessurale.

Classificazione dei vulcani

I vulcani possono essere classificati in base al tipo di apparato vulcanico

esterno o al tipo di attività eruttiva: entrambe queste caratteristiche sono

strettamente legate alla composizione del magma e della camera

magmatica (e quindi della lava che emettono). Tale classificazione è detta

Classificazione Lacroix dal geologo francese Alfred Lacroix che per

primo la ideò.

In base al tipo di apparato vulcanico esterno

Vulcani a scudo

Un vulcano a scudo presenta fianchi con pendenza moderata, ed è

costruito dall'eruzione di lava basaltica fluida. La lava basaltica tende a

costruire tali enormi coni a bassa pendenza in quanto la sua scarsa

viscosità le consente di scorrere agilmente sul terreno o sotto di esso, nei

tubi di lava, fino ad arrivare a molti km di distanza senza consistente

raffreddamento. I maggiori vulcani del pianeta sono vulcani a scudo. Il

nome viene ovviamente dalla geometria degli stessi, che li fa

assomigliare a scudi appoggiati al terreno.

Il più grande vulcano a scudo del mondo si trova nelle Hawaii, il suo

nome è Mauna Loa. È alto circa 4000 m s.l.m. ma la sua base è situata

5000 metri sotto il livello del mare, perciò la sua altezza effettiva è di

9000 metri, mentre il suo diametro alla base è di circa 250 km.

Vulcani a cono - Stratovulcani

Troviamo un vulcano a cono quando le lave sono acide. In questi casi il

magma è molto viscoso e trova difficoltà nel risalire, solidificando

velocemente una volta fuori. Alle emissioni laviche si alternano emissioni

di piroclastiti, materiale solido che viene sparato fuori e che, alternandosi

con le colate, forma gli strati dell'edificio. Eruzioni di questo tipo

possono essere molto violente, poiché il magma tende ad ostruire il

camino vulcanico creando un “tappo”; solo quando le pressioni interne

sono sufficienti a superare l'ostruzione l'eruzione riprende (eruzione di

tipo vulcaniano), ma nei casi estremi ci può essere un'esplosione che può

arrivare a distruggere l'intero vulcano (eruzione di tipo peleèano). Il

vulcanismo di questo tipo è presente lungo il margine continentale delle

fosse o dei sistemi arco-fossa, dove il magma proviene dalla crosta, dove

le rocce sono di composizione più eterogenea.

In base al tipo attività eruttiva

Tipo hawaiano

Le eruzioni non sono riconducibili alla tettonica, cioè non sono dovute a

movimenti della placca quanto piuttosto a dei fenomeni che vedono il

magma risalire dai pennacchi caldi fino ai punti caldi (hot spot); la

sommità del vulcano è occupata da una grande depressione chiamata

caldera, limitata da ripide pareti a causa del collasso del fondo. Altri

collassi avvengono all'interno della caldera, creando una struttura a pozzo.

La lava è molto basica e perciò molto fluida, producendo edifici vulcanici

dalla tipica forma a scudo, con debolissime pendenze dei versanti.

Tipo islandese

Le eruzioni avvengono attraverso lunghe fenditure. Le colate, alimentate

da magmi basici ed ultrabasici, tendono a formare degli altopiani

basaltici. Gli esempi più caratteristici si trovano in Islanda, donde la

particolare denominazione del tipo; un ottimo esempio di eruzione di

vulcano islandese è quella del Laki del 1783, una delle più famose

eruzioni vulcaniche della storia europea.

Tipo stromboliano

Magmi basaltici molto viscosi danno luogo ad un'attività duratura

caratterizzata dalla emissione a intervalli regolari di fontane di lava e

brandelli di lava che raggiungono centinaia di metri di altezza e dal lancio

di lapilli e bombe vulcaniche. La ricaduta di questi prodotti crea coni di

scorie dai fianchi abbastanza ripidi. Stromboli, l'isola-vulcano dal quale

prende il nome questo tipo di attività effusiva, è in attività da due

millenni, tanto da essere noto, sin dai tempi delle prime civiltà, come il

"faro del Mediterraneo".

Tipo vulcaniano

Dal nome dell'isola di Vulcano nell'arcipelago delle Eolie. Sono eruzioni

esplosive nel corso delle quali vengono emesse bombe di lava e nuvole di

gas cariche di ceneri. Le esplosioni possono produrre fratture, la rottura

del cratere e l'apertura di bocche laterali.

Tipo vesuviano

Dal nome del vulcano Vesuvio (NA), è simile al tipo vulcaniano ma con

la differenza che l'esplosione iniziale è tremendamente violenta tanto da

svuotare gran parte della camera magmatica: il magma allora risale dalle

zone profonde ad alte velocità fino ad uscire dal cratere e dissolversi in

minuscole goccioline. Quando questo tipo di eruzione raggiunge il suo

aspetto più violento viene chiamata eruzione di tipo pliniano (in onore di

Plinio il Giovane che per primo ne descrisse lo svolgimento, nel 79 d.C.)

Tipo peleano

Le eruzioni sono prodotte da magma molto viscoso. Si formano

frequentemente nubi ardenti, formate da gas e lava polverizzata. Sono

eruzioni molto pericolose che si concludono generalmente con il collasso

dell'edificio vulcanico o con la fuoriuscita di un tappo di lava detto spina

o duomo. In alcuni casi si verificano entrambi i fenomeni. Queste

eruzioni prendono il nome dal vulcano Pelée della Martinica; gli apparati

vulcanici che manifestano questo comportamento eruttivo sono

caratterizzati dalla forma a cono