La struttura dell’interno della Terra può essere studiata solamente con metodi indiretti, come lo studio della propagazione delle onde sismiche. Questi tipi di studi hanno consentito di individuare i materiali costituenti e la loro disposizione a strati concentrici a densità crescente.
Alcune superfici di discontinuità che separano strati caratterizzati da differenze di composizione chimica,densità e stato di aggregazione sono state individuate per mezzo delle indagini sismiche. In prossimità delle superfici di discontinuità le onde P e S, generate dall’ipocentro del terremoto, subiscono fenomeni di riflessione e rifrazione che hanno permesso di individuare tre discontinuità principali: la discontinuità di Mohorovicic (Moho) con profondità variabili (in media 30 km) che separa il mantello dal nucleo esterno (liquido),la discontinuità di Gutenberg,a 2900 km di profondità, che separa il mantello dal nucleo esterno (liquido) ,la discontinuità di Lehmannn,a 5170 km di profondità,che separa il nucleo esterno dal nucleo interno (solido).
La crosta continentale ha una composizione eterogenea,è più spessa (20-70km),ha una densità di 2,7g/cm3. La crosta oceanica è più sottile (6-8 km9,ha una densità di 3 g/cm3 ed è composta ovunque dalla successione dei seguenti strati:uno strato di sedimenti calcarei o silicei dovuti all’accumulo di gusci di organismi planctonici;uno strato di basalti;uno strato di gabbri che appoggia sulla Moho.
Il mantello ha una densità di 3,3 g/cm3 nella sua parte superiore. L’aumento della velocità delle onde sismiche fa pensare anche a densità crescenti per profondità maggiori. I dati sismici indicano una composizione di rocce ultrabasiche chiamate peridotiti composte da olivina e pirosseni per lo meno fino a 400 km di profondità,dove l’olivina lascia il posto a minerali più stabilii,con strutture più dense e compatte tipiche degli ossidi,ma con la stessa composizione chimica.
Il nucleo: la scomparsa delle onde S in prossimità della discontinuità di Gutenberg e la presenza di zone d’ombra delle onde P e S fa pensare alla presenza di un nucleo esterno liquido e di un nucleo interno solido e molto denso (fino a 10-12 g/cm3). Esso è formato essenzialmente da una lega Fe-Ni.
Un’ulteriore suddivisione dell’interno della terra si basa sulle caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali:
– la litosfera, composta dalla crosta e dalla parte superiore del mantello, ha un comportamento rigido ed elastico;
– l’astenosfera corrisponde allo stato a bassa velocità delle onde sismiche (tra i 70 e i 200 km di profondità) nel mantello ed è composta da materiale plastico.
– con la mesosfera sottostante si ritorna al comportamento rigido.
Le croste continentale e oceanica tendono a stabilire una condizione di equilibrio gravitazionale con le rocce del mantello. Questa condizione di equilibrio, che varia a seconda della densità e dello spessore della crosta,viene chiamata isostasia. Le rocce del mantello si comportano in modo plastico se sottoposte a sollecitazioni costanti e per periodi molto lunghi.
Ogni variazione della massa dei blocchi crostali, dovuta a erosione, deposizione o formazione di ghiacciai, provoca un aggiustamento isostatico con spostamento verticale fino al raggiungimento dell’equilibrio.
Il gradiente geotermico è l’aumento della temperatura in funzione delle profondità e ammonta a circa 3 °C ogni 100 m di profondità. L’incremento del gradiente non è costante:esso diminuisce con la profondità. La curva che mette in relazione la temperatura interna con la profondità viene chiamata geoterma. Il flusso di calore è la quantità di calore emesso e generato dalla terra stessa per unità di superficie e per unità di tempo.
L’asse magnetico terrestre non corrisponde all’asse di rotazione e quindi i poli magnetici non coincidono con i poli geografici. L’ago della bussola si dispone sempre tangente alle linee di forza del campo magnetico formando un angolo con la direzione del Nord geografico chiamato di declinazione magnetica. Utilizzando bussole speciali, con ago libero di ruotare di un piano verticale, si può determinare anche l’angolo di inclinazione magnetica con la superficie terrestre. La temperatura all’interno della terra è troppo elevata, e superiore al punto di Curie dei materiali conosciuti,per ipotizzare la presenza di materiale magnetico che possa generare campo. L’ipotesi più accreditata per la spiegazione dell’origine del c.m.t. è quella della dinamo ad autoeccitazione che sfrutterebbe deboli correnti per generare una campo magnetico indotto.
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