Anatomia-Evoluzione-Processi Esogeni della Terra

	cerca con				Home

La Storia della Terra dal primo istante ai giorni nostri

Anatomia - Evoluzione - Processi Esogeni della Terra

La ricerca scientifica

Tutti gli strumenti scientifici di cui attualmente dispone l'uomo, non sono ancora in grado di farci conoscere con certezza l'origine, l'evoluzione e la struttura della Terra.

I mezzi più efficaci, le perforazione con le trivelle, fin'ora non vanno oltre qualche chilometro (poco più di 12 chilometri), quindi, non oltrepassano neppure lo strato più superficiale del nostro pianeta.

La ricostruzione del modello della struttura interna della Terra, è avvenuta sulla base delle conoscenze dedotte dalle testimonianze acquisite sul pianeta stesso.

Si tratta degli studi del comportamento delle onde sismiche generate dai terremoti naturali o dalle esplosivi convenzionali e nucleari.

Poichè la velocità di propagazione delle onde sismiche, varia a seconda della composizione del corpo attraversato, possono essere ritenute attendibili le ricostruzioni basate su di esse.

Con questi studi si è potuto effettuare la radiografia tridimensionale della Terra, i cui risultati giustificano le ipotesi sull'origine e la formazione del nostro pianeta.

Età della Terra (metodi degli isotopi instabili)
Risposte attendibili sull'età della Terra si sono avute solo dopo la scoperta nel 1896, ad opera del fisico francese Henry Becquerel (Parigi 1852 - Le Croisic 1908), della radioattività dell'uranio.
I metodi utilizzati nelle analisi si basano sulle proprietà di decadimento di isotopi da parte di alcuni elementi.
Essi variano a seconda che si debbano datare rocce più recenti o più antiche.
Così, per esempio, il metodo del carbonio 14 è impiegato per la datazione di rocce risalenti al NEOZOICO mentre il metodo Sm-Nd è più adatto per quelle del Proterozoico (non più vecchie di 1 miliardo d'anni).
Un altro metodo è quello delle tracce di fissione, impiegato nella datazione di rocce vulcaniche risalenti al Neozoico.
Fino all'introduzione delle ananlisi descritte ed altre, i metodi di stima della vita della Terra, erano privi di sperimentazione scientifica e quindi basate su speculazioni filosofiche e teologiche.
Ad ogni nuova teoria, comunque, si tendeva ad aumentare l'età della Terra per cui, dai 6000 anni calcolati nel XVII secolo dal teologo protestante James Usher in base ai racconti della Bibbia si passò a qualche centinaio di milioni d'anni del fisico inglese William Kelvin.

Scala dei Tempi geologici (elaborata nel 1975 da Van Eysinga)
Per la definizione dei tempi assoluti delle Ere e dei Periodi in cui è stata suddivisa la Storia geologica della Terra, si sono usati i metodi radiometrici di geocronologia i quali si basano su rocce ignee e non sedimentarie su cui invece si fonda la datazione stratigrafica .
Le formazioni scelte per costruire una scala con valori assoluti dei tempi geologici, sono quindi quelle intrusive e vulcaniche che, al tempo stesso presentano sedimentazioni ben datate da un punto di vista paleontologico.
La non facile individuazione di soggetti geologici idonei alla definizione dei tempi geologici ha costretto gli studiosi alla loro continua revisione.
La datazione adottata in questo trattato è quella elaborata da Van Eysinga nel 1975 ad eccezione del PRECAMBRIANO, dove è stata privilegiata la datazione delle stratificazioni sedimentarie.

PRECAMBRIANO	Inferiore	da 4.500 a	2.600	milioni d'anni fa
	Medio	da 2.600 a	1.600	milioni d'anni fa
	Superiore	da 1.600 a	570	milioni d'anni fa
PALEOZOICO	Cambriano	da 570 a	500	milioni d'anni fa
	Ordoviciano	da 500 a	435	milioni d'anni fa
	Siluriano	da 435 a	395	milioni d'anni fa
	Devoniano	da 395 a	345	milioni d'anni fa
	Carbonifero	da 345 a	280	milioni d'anni fa
	Permiano	da 280 a	230	milioni d'anni fa
MESOZOICO	Triassico	da 230 a	195	milioni d'anni fa
	Giurassico	da 195 a	141	milioni d'anni fa
	Cretaceo	da 141 a	65	milioni d'anni fa
CENOZOICO	Paleocene	da 65 a	55	milioni d'anni fa
	Eocene	da 55 a	40	milioni d'anni fa
	Oligocene	da 40 a	22,5	milioni d'anni fa
	Miocene	da 22,5 a	5	milioni d'anni fa
	Pliocene	da 5 a	1,8	milioni d'anni fa
NEOZOICO	Pleistocene	da 1,8 a	0,01	milioni d'anni fa
	Olocene	da 0,01 a	0	milioni d'anni fa

Origine della Terra

Il nostro pianeta nacque circa 4 miliardi e 500 milioni d'anni fa, quando un ammasso di polveri venne scosso da una violenta esplosione in un angolo remoto della Galassia o Via Lattea (dal greco: galactos=latte), un'immensa girandola lunga 100 mila anni luce e spessa, al centro, circa 16 mila anni luce formata da 100 miliardi di stelle.

Essa è la proiezione sulla sfera celeste dell'enorme sistema di stelle di cui noi stessi facciamo parte le cui origini risalgono a 14 miliardi d'anni fa.

Anche con un telescopio di modeste dimensioni, si capisce che quella che appare come una nebulosità non è altro che una miriade di stelle.

Una Stella, esplosa al termine della sua lunga vita per aver terminato tutto il combustibile nucleare trasferì parte dell'energia dell'esplosione in onde che, vagando nello spazio, iniziarono a far ruotare su se stessa la polvere di una regione sperduta della Via Lattea che più tardi darà vita al nostro Sistema Solare.

Nelle prime ore, dall'immensa nube di gas e polveri, nacquero mondi fragili e turbolenti: la Terra e, gli altri Pianeti del Sistema Solare.

I gas e le polveri generarono un immenso calore, trasformandosi in una sfera incandescente che, man mano che andò condensandosi, iniziò lentamente a formare una sottile crosta solida di basalto.

Il periodo di tempo che va da quando si è formato l'ammasso gassoso, da cui ha avuto origine la Terra, alla sua trasformazione in un corpo solido, è chiamato Adeano.

Raffreddamento della Terra
La membrana superficiale che si fuse e si ricostituì numerose volte, era continuamente sconvolta da gigantesche correnti di magma che salivano dalle profondità del pianeta, si raffreddavano in superficie per poi ridiscendere nel cuore della Terra.
Del processo di trasformazione, durato circa 1 miliardo d'anni non si hanno ancora certezze tuttavia si ritiene che circa 4 miliardi e 500 milioni d'anni fa, quando la Terra, soggetta ad altissime temperature, era ancora alla stato semifluido, iniziò il processo di trasformazione che doveva conferire al nostro pianeta la forma attuale.
Per circa 500 milioni d'anni, l'ammasso di polveri e gas da cui ha avuto origine la Terra, continuarono a conbinarsi fino a quando, gli elementi pesanti come il ferro, iniziarono a depositarsi al centro, mentre gli elementi più leggeri, i silicati, formarono un oceano incandescente.
Dopo circa 500 milioni d'anni, dalla nascita della Terra, l'incandescente paesaggio iniziò a raffreddarsi e, l'abbassamento della temperatura al di sotto dei 1000 gradi, consentì il consolidamento delle zone con temperature più basse che, divenute più stabili, avviarono la costruzione della futura crosta terrestre.

Il primo oceano
Nei successivi 100 milioni d'anni, per effetto delle alte temperature del centro della Terra e, dell'attività vulcanica, si sprigionarono alogeni, ammoniaca, biossido di carbonio e vapore acqueo.
Questi gas, dopo aver formato l'atmosfera primordiale, ben diversa da quella attuale, (oltre 250 atmosfere di pressione ed estremamente tossica per la vita che conosciamo ai nostri giorni), per l'ulteriore abbassamento della temperatura, condensarono, producendo le prime precipitazioni, da cui derivò il primo oceano sulla Terra.
I continenti, così come li conosciamo oggi, non esistevano ancora.
Orogenesi (formazione delle catene montuose)
La continua risalita di roccia fusa dal mantello lungo le dorsali oceaniche provoca il movimento di deriva dei continenti in cui avviene il contatto di 2 placche in espansione.
Ogni placca è costituita dalla crosta continentale formata recentemente dall'attività vulcaniche e, dalla crosta oceanica, formata dalla roccia fuoriuscita dalle dorsali oceaniche in periodi più antichi.
Poichè la crosta oceanica è più densa di quella continentale, tende a scorrervi sotto in direzione del mantello, formando una fossa, detta di subduzione.
Dopo milioni d'anni, le due croste continentali si scontrano e, sulla spinta di forze gigantesche si uniscono formando una nuova catena montuosa o un vulcano.
Questo processo, iniziato oltre 50 milioni d'anni fa, è ancora in atto.
Ad esso si deve la formazione di catene montuose come l'Himalaya, originata dallo scontro dell'India con il continente asiatico o la cordigliera delle Ande, costituita da decine di vulcani di oltre 5-6 mila metri d'altezza formatasi per lo spostamento verso Ovest del continente americano.

Anatomia della Terra

I limiti fra un involucro e l'altro corrispondono a discontinuità determinate con metodi sismici.
La Terra è costituita da una zona gassosa detta Atmosfera, una liquida detta Idrosfera ed una solida che un tempo era indicata con il nome di Litosfera.
Quest'ultimo termine, successivamente, fu usato per indicare l'involucro esterno del pianeta sul cui spessore ancora non sono tutti concordi: per qualcuno comprende solo la crosta terrestre, formata dal sial, per qualcun altro anche parte del mantello sottostante, formato dal sima cristallino.
Infatti la parte solida della Terra, è una stratificazione di materiali, diversi per composizione e consistenza e non un corpo compatto ed omogeneo
Se si indica con Litosfera esclusivamnete la crosta terrestre, essa è costituita da rocce granitiche ricche di silicati di alluminio (Sial) con densità da 2,7 a 3; il 95% di esse è costituito da rocce eruttive acide e da ortoscisti, il rimanente da parascisti e rocce sedimentarie quasi completamente costituite da rocce clastiche formatesi dal disfacimento di rocce eruttive e metamorfiche.
Lo spessore delle rocce granitiche raggiunge i 40 chilometri sotto le catene montuose e solo 5 o 6 chilometri negli oceani, dove talvolta affiora lo strato di sima sottostante costituito da rocce ricche di silicati di magnesio e ferro, di composizione ultrabasica.
La parte più esterna della Litosfera, detta crosta, costituisce l'involucro superficiale della Terra.
Della crosta si distinguono due zone, ben distinte per natura, spessore e consistenza: la crosta continentale e la crosta oceanica.
La crosta continentale ha uno spessore che nellecatene montuose raggiunge 40 chilometri.
E' composta principalmente da rocce ignee metamorfiche, ricche di potassio, uranio, torio e silicio che formano graniti diffusi sul 45% della superficie terrestre con un'incidenza dello 0,3% su quella della Terra;
La Crosta oceanica, ha uno spessore più piccolo, 5-6 chilometri ed è costituita da roccia basaltica composta da silicato di alluminio ricco di ferro e manganese in continua rigenerazione lungo le dorsali.
Dalla base della crosta terrestre, a circa 35 chilometri, fino ad una profondità media di 60 chilometri, si trova un primo involucro di sima cristallino, costituito da rocce di composizione ultrabasica ricche di silicati di magnesio e ferro, che però alcuni considerano appartenente ancora alla Litosfera.
Al di sotto esiste una zona di transizione che si estende da 400 chilometri a circa 1000 chilometri di profondità. Un involucro formato da sima vetroso, con densità vicina a 4.
Un mantello inferiore composto da pyrolite (miscela di peridolite e basalto) che si estende fino alla profondità di 2900 chilometri.
Il passaggio dal mantello al nucleo, avviene attraverso una zona di transizione dello spessore di circa 200 chilometri, per lo più considerata ancora facente parte del mantello compresa tra la discontinuità di Dahm, a 2200 km di profondità, e quella di Gutenberg-Wiechert, a 2900 km di profondità formata da osol, cioè ossidi e solfuri metallici, con densità pari a 5.
I limiti fra un involucro e l'altro corrispondono a discontinuità determinate con metodi sismici.
Da quelle dette di Lehman, individuate tra i 4900 e 5200 km di profondità, si ipotizza che il nucleo sia costituito da 2 parti.
Un nucleo esterno allo stato liquido, (da cui non risulta l'emissione di onde sismiche trasversali nè secondarie), costituito da leghe di ferro e nickel che si estende per circa 2000 chilometri, (da 2900 a 4900 chilometri di profondità), ed un nucleo interno solido, (dal quale si registrano onde sismiche), di circa 1300 chilometri di raggio, soggetto a pressioni di 3,5 milioni di atmosfere, (da cui la denominazione di barisfera), composto da leghe ferronickelifere, (con densità di 14-16 grammi a centimetro cubo) e pochi altri elementi.
Secondo un'altra ipotesi, il nucleo dovrebbe essere costituito da materia molto compressa, simile a quella di una stella, ricca d'idrogeno.

Attività vulcaniche
Oggi il pianeta è più vivo che mai, le sue forze interne non si sono ancora spente, l'evoluzione della Terra è ancora in atto.
Due elementi testimoniano l'enorme energia ancora presente nel cuore del pianeta, che solo lentamente sta perdendo: l'eruzione vulcanica ed i terremoti. Alcuni vulcani, come l'Etna eruttano 2 - 3 volte l'anno ma difficilmente da origine ad eruzioni catastrofiche perchè le sue lave sono fluide e, quindi, danno origine ad esplosioni assai raramente.
Simile all'Etna è il vulcano delle isole Hawaii. Negli ultimi 15 anni non ha mai interrotto la sua attività eruttiva tanto che dalla sua base il cono del vulcano si innalza per oltre 15 chilometri.
Per osservare vulcani delle stesse proporzioni bisognerebbe andare su Marte dove raggiumgono dimensioni nettamente superiori, come il monte Olimpus che si erge dalle pianure circostanti per oltre 26 chilometri con scarpate finale alte anche 4 chilometri. L'emissione lavica, è stata così intensa che ha cancellato tutti i crateri più antichi, così che oggi il pianeta è diviso in due emisferi ben distinti: quello settentrionale, privo d'impatti e quello meridionale ricco di crateri. Una situazione completamente diversa da quella terrestre dove gli oceani sono continuamente rimodellati dagli agenti atmosferi e da fenomeni geologici.
Sulla Terra ci sono tipi di vulcani di cui non si ha testimonianza su Marte, i vulcani esplosivi: sono vulcani che possono rimanere addormentati per dentinaia o migliaia d'anni per poi svegliarsi con esplosioni catastrofiche.
Le grandi eruzioni vulcaniche sono state molto importanti per la storia della Terra, sia perchè hanno plasmato la sua superficie, sia perchè le polveri scaraventate nell'Atmosfera, hanno contribuito al suo raffreddamento. Le grandi estinzioni dei Dinosauri e di molte altre speci in periodi geologici diversi, potrebbero essere state causate da un inverno lunghissimo dovuto proprio alle polveri vulcaniche.
I terremoti sono l'altra grande manifestazione dell'energia in serbo al pianeta. I sismi disperdono quell'energia che si accumula tra le placche tettoniche nel loro continuo movimento. Il 1999, anno tragico per perdita di vite umane, non è stato tuttavia il peggiore per calamità sismiche gli eventi sono rientrati nella media ma hanno colpito aree in prossimità di grandi centri abitati, formati da costruzioni inadatte a resistere ad eventi sismici.
Se non ci fossero i terremoti il pianeta sarebbe morto.
Non ci sarebbero più forze ed energie interne e, non sarebbe troppo dissimile dalla Luna.
Durante le missioni Apollo sul nostro satellite sono stati depositati vari sismografi, ma pochissimi sono stati i sismi registrati in 30 anni di ricerche. I terremoti lunari sono dovuti essenzialmente dall'impatto di piccole meteoriti con la superficie o da secondari assestamenti della crosta.
I terremoti, nella loro drammaticità, sono la prova che il centro del pianeta è ancora attivo.

Asse terrestre
Oltre alle eruzioni vulcaniche ed ai sismi, vi sono alcuni fragili elementi che permettono alla Terra di rimanere com'è: l'inclinazione dell'asse terrestre.
Se si inclinasse troppo o si raddrizzasse del tutto le stagioni sarebbero stravolte o addirittura potrebbero sparire del tutto.
L'inclinazione dell'asse terrestre con le piccole e quasi impercettibili variazioni dell'orbita della Terra attorno al Sole, sono state e, lo sono tutt'ora, elementi determinanti del clima terrestre.

Le glaciazioni
Nella lunga storia del nostro pianeta, il clima sulla Terra, ha subito improvvisi cambiamenti che hanno alternato temperature tropicali, piuttosto alte ed uniformi, a glaciazioni, come quelle avvenute durante il periodo Cambriano (testimonianze in Cina ed in Scandinavia) ed alla fine del Permiano (rilevamenti nell'America del Nord, nell'Africa meridionale, in India e in Australia).
Prima ancora, 3 miliardi e 200 milioni d'anni fa, quando l'asse terestre aveva un'inclinazione maggiore, rispetto a quella d'oggi, sulla Terra ci fu un'espansione glaciale di tali proporzioni, che tutto il pianeta fu ricoperto completamente dai ghiacci.
La Terra era diventata un'enorme palla di ghiaccio, simile ad Europa, il satellite di Giove, interamente ricoperto dal ghiaccio formatosi sopra l'unico grande oceano.

Le zone climatiche
L'attuale inclinazione dell'asse terrestre di circa 23° determina l'attuale divisione della Terra in varie fasce climatiche che vanno da quelle equatoriali a quelle tropicali fino a quelle polari passando per quelle temperate, dove si trova l'Italia.
La maggiore insolazione delle aree tropicali ed equatoriali a causa dei raggi solari che arrivano quasi a perpendicolo, l'elevata temperatura e la maggiore piovosità, fanno in modo che quelle zone siano ricche di vegetazione ed animali.
Le aree polari invece, sono interessate da una minore insolazione ed i raggi del Sole arrivando più inclinati, riscaldano di meno, dando origine ad un ambiente poco popolato.
Animali di grandi dimensioni, tuttavia, hanno fatto delle zone molto prossime ai poli il loro abitat.
Sono gli orsi bianchi, i quali, grazie alla grossa e tozza corporatura, disperdono, rispetto ad animali di piccole dimensioni, una quantità di calore relativamente piccola rispetto alla loro massa compensata dalla capacità di nutrirsi in abbondanza.

Campo magnetico
Il campo magnetico terrestre è un elemento di grande importanza per l'equilibrio del pianeta.
Se scomparisse, le radiazioni solari ucciderebbero in pochissimo tempo ogni forma di vita sulla Terra.
E' quanto probabilmente avvenne su Marte, dopo che il suo campo magnetico si spense nell'arco di pochi milioni d'anni.
Il campo magnetico, forma una specie d'involucro, simile allo scafandro di un'astronauta, che devia le particelle provenienti continuamente dal Sole.
Parte di esse, giungendo ai Poli terrestri, danno origine delle Aurore Boreali: i drappi dai variopinti colori che si possono osservare ai Poli sono il risultato dello scontro tra gli elettroni provenienti dal Sole con le molecole d'ossigeno ed azoto della nostra Atmosfera.

Effetto serra
L'effetto serra, è un elemento d'equilibrio fondamentale, di cui il nostro pianeta non potrebbe fare a meno.
Se fosse troppo intenso, la Terra potrebbe fare la fine di Venere, con una temperatura al suolo di oltre 450 gradi.
Se scomparisse, la temperatura potrebbe scendere a 18 gradi sotto zero e farebbe più freddo che su Marte.
Eppure bastano piccole variazioni dell'energia emessa dal Sole perchè la temperatura terrestre si possa elevare anche di qualche grado in periodi relativamente brevi, (qualche centinaio d'anni).
In passato, anche senza l'emissione nell'atmosfera di gas da parte dell'uomo che incrementano l'effetto serra la temperatura subì oscillazioni verso il caldo od il freddo di 4 - 5 gradi. 160 mila anni fa la temperatura media del pianeta aveva un valore simile a quella attuale per poi scendere di 7 - 8 gradi durante le glaciazioni.

Processi esogeni
Le forze che modificano continuamente la superficie terrestre, agiscono in periodi tanto lunghi da sfuggire all'immediata percezione dell'uomo.
Alcuni fenomeni, tuttavia, agiscono in tempi così rapidi, da essere percepiti immediatamente o, comunque, rientrano nella concezione che l'uomo ha del tempo.
I processi esogeni avvengono attraverso agenti d'alterazione, l'erosione, il trasporto, l'eruzione vulcanica, i terremoti.

Erosione eolica
Il continuo trasferimento di masse d'aria calda e fredda, attraverso le diverse latitudini, provoca l'erosione della superficie delle rocce su cui impattano le particelle di polvere e sabbia trasportate.
L'efficacia erosiva varia a seconda della natura delle rocce per cui talvolta la diversa durezza degli strati rocciosi, produce opere mirabili da fare invidia al più abile degli scultori.

Erosione marina
Le acque dei mari e degli oceani impattando contro la terraferma, modellano le coste attraverso l'azione continua delle onde (trasportando granelli di sabbia), e delle sostanze chimiche che in esse sono disciolte.

Erosione glaciale
L'erosione glaciale o esarazione è la più difficile da percepire ed individuare.
E' dovuta allo sfregamento della base di un ghiacciaio sulle rocce sottostanti e può originare vallate, fiumi e laghi.

Erosione fluviale
L'erosione fluviale è sicuramente la più semplice da osservare. L'azione può essere dovuta sia ad impetuosità dovute a piogge copiose ed eccezionali, sia per effetto dell'escavazione lenta e continuata, come nel caso di un canyon.

Trasporto sedimenti
Tutti i materiali che vengono erosi dalle rocce sono portati a valle quasi completamente dalle acque sia nel caso di particelle piccole o leggere trasportate in sospensione, sia nel caso di corpi più grossi e pesanti.
Nelle zone aride o desertiche, il trasporto è dovuto principalmente all'azione del vento mentre sulle catene montuose a quella dei ghiacciai, in grado di trasportare anche massi di qualche tonnellata di peso.

Uragani - Tempeste - Cicloni - Temporali
L'energia che si conserva nell'Atmosfera fa da motore ai grandi fenomeni che spesso sconvolgono il pianeta. Gli uragani sono originati dal riscaldamento della superficie degli oceani in un delicato equilibrio di temperatura dell'acqua di distanza dall'equatore, di squilibri all'interno dell'Atmosfera e si trasfomano in armi devastanti. Anche in questo caso nulla fa pensare che gli uragani siano in aumento come numero annuale. Semmai si potrebbe notare il relativo aumento dell'enregia che hanno accumulato a seguito dell'aumento della temperatura terrestre. La maggiore energia contenuta nell'Atmosfera, potrebbe sfogarsi anche con tempeste o temporali più violenti di quelli che avvenivano anni fa scaricando una maggiore quantità d'acqua ed un maggior numero di fulmini a parità di tempo.

L'erosione
Come tutti i corpi dell'Universo, anche il nostro pianeta è destinato lentamente a raffreddarsi completamente.
Il mantello terrestre ed il nucleo si solidificheranno, le zolle terrestri non si muoveranno più.
I vulcani cesseranno la loro attività eruttiva.
L'erosione, non più bilanciata dall'azione costruttiva dei magmi, dominerà incontrastata.
Tutti i rilievi saranno spianati ed ogni continente sarà sommerso dagli oceani.
Al termine di questi processi, la Terra non sarà diversa da un'ampolla d'acqua, diventerà davvero, un pianeta completamente blu, l'unico dei nove pianeti che costituiscono il nostro sistema solare.

Espansione della Terra
La Terra è un corpo che si muove nello spazio ruotando intorno ad un asse, la cui forma è dovuta all'equilibrio tra la forza di gravità (verso l'interno) e la forza centrifuga (verso l'esterno).
Dagli studi fatti sulle catene montuose risalenti a circa 3,5 miliardi d'anni fa risulta che la Terra, probabilmente, nel corso della sua storia abbia subito delle dilatazioni, aumentando il raggio iniziale di 4400 chilometri a quello intermedio di 6000 chilometri per arrivare a quello attuale di 6378 chilometri all'equatore e di 6356 ai poli.