Com'è all'interno il nostro pianeta? Breve presentazione sulla sua composizione interna

1. PREMESSE geofisica Studio meteoriti (condriti)** Studi struttura Terra Mineralogia sperimentale Petrografia interazione Studio transizione di fase e fusi solforici * astronomia * la presenza di silicati e leghe metalliche non permette la separazione dei fusi  Fusione totale separazione mantello- nucleo x immiscibilità ** al loro interno condrule contenenti enstatite, olivina e leghe di ferro e nichel Fisica classica MASSA TERRESTRE Composizione non omogenea disomogeneità DA Sismologia Modello a gusci concentrici Xenoliti Astenosfera DA

2. ONDE SISMICHE Onde di corpo Da sorgente sismica attraverso volume mezzo in tutte le direzioni Onda= disturbo elastico da-a punto attraverso un materiale attraversato. Rifrazione/riflessione onde sismiche simile a quella ottica. Riflessione varia in funzione di velocità onda e caratteristiche chimico-fisiche del mezzo. attraversato Nelle discontinuità, le onde vengono rifratte, ma anche riflesse. ONDE P ONDE S Compressione e espansione parallela a propagazione onda; dette longitudinali o primarie, simili a onde acustiche  corrispondono a compressioni/ rarefazioni del mezzo in cui viaggiano; fanno compiere alle particelle un movimento oscillatorio nella direzione di propagazione; le + veloci; velocità influenzata da densità materiale => + densità = + velocità Oscillazione particelle ortogonalmente rispetto a direzione propagazione=> trasversali  provocano danni con oscillazioni perpendicolari; non in mezzi fluidi x rigidità nulla; no in camera magmatica; velocità 60/70 % delle P => secondarie ONDE di corpo Onde di superficie Arrivo successivo a P e S, non generate da ipocentro ONDE di superficie ONDE R ONDE L Create a causa intersezione onde di corpo con discontinuità fisica (crosta/atmosfera); si propagano lungo superficie e energia decade con la profondità; indotte da sorgenti sismiche poco profonde; non si generano direttamente da ipocentro sismico (dove si creano P e S); velocità minore di onde di corpo, ma ampiezza e energia maggiore di onde di corpo.

3. LA STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA Crosta continentale km 80-35 10-0 400-600 2890 6371 Mantello litosferico Conduzione: x urti molecolari Fino a 80 Km per parte ispessita da catene montuose, in condizio- ni di equilibrio fino a 35; bassa densità x composizione: rocce cristalline  granitiche (punto di vista geodinamico) Rocce sedimentarie: siliache (Si + Al) femiche (Fe Mg) Crosta oceanica Densità simile a mantello: rocce ultrabasiche e basiche Litosfera Il calore si propaga per conduzione Astenosfera Strato sottile; parzialmente fuso  movimento litosfera pur lento; bassa viscosità onde S rallentano x materiale fuso x’ acqua in peridotite (ferro) Discontinuità di Moho Discontinuità fisica (oltre a quella chimica): zona transizione tra rocce ( bassa velocità propagazione onde sismiche) e rocce ad elevata velocità Mantello superiore Convezione: x trasporto materia Mantello Meno viscoso (- 30 volte)di quello inferiore (700 Km) velocità onde sismiche ridotta rispetto a m. inf. Rocce ultrafemiche (peridotite) Zona di trans. di fase; onde S + veloci; da Olivina a Wadsleyte (1 zona) e da ringwoodite a Mg-perovskite (2 zona) Zona di transizione Mantello inferiore Silicio, magnesio (Fe-Calcio-Al) : struttura cubica x sostenere pressione; non transizione di fase mineralogica; temperatura & sistema adiabatico; (= preservazione del calore nel volume roccia => espansione = + freddo / compressione = + caldo)  minor complessità dal punto di vista sismico Strato D Forti anomalie sismiche; parte basale moto convettivo mantello; temp. non & sistema adiabatico  nuove fasi transizione da Mg perovskite a post perovskite; placche litosf. fredde subduzione in esso; sbuffi laterali fino a superificie (Reunion, Haway); strato eterogeneo x dimensioni ed elasticità e instabile; velocità onde sismiche variazioni enormi Discontinuità di Gutenberg Discontinuità compositiva; sbalzo di temperatura (centinaia di gradi) Nucleo esterno Liquido; composto da Ferro + nichel; tem. 3700°C pressione 140 GPs, densità 9,3 g/cm3; origine del campo magnetico terrestre Discontinuità di Lehman Nucleo interno Solido; composto da Ferro ; tem. Maggiore di 4700°C pressione 360 GPs )  solido), densità 13,3 g/cm3 => innalzamento punto di fusione ferro :ferro cristallino; ruota + in fretta del resto del pianeta (2 gradi); raggio 1250 km

4. CAMPO GEOMAGNETICO LARMOR: dinamo ad autoeccitazione  campo magnetico solare e sue derivazioni Conseguenza dello stato liquido del nucleo esterno Unità di misura Tesla nanotesla o gauss Sua scoperta 1269 de Maricourt BULLARD: dinamo= nucleo esterno (nucleo di ferro fluido e forza di Coriolis) tappe Variazioni temperatura al confine mantello-nucleo a causa contatto silicati-e materiali nucleari Spiegazione x variazione intensità campo. Ma non inversioni polarità Ma cosa innesca processo? Origine solare RIKITAKE: 2dinamo accoppiate  produzione di campi di segno opposto  alternanze OESTERD : teoria elettrica che si lega a moti convettivi lega ferro-nichel fusa allo stato ionizzato => sotto forma di cariche elettriche: corrente elettrica quando soglia ioni è critica  quantità critica ioni decade regolarmente  inversioni di polarità. Campo geomagnetico = fenomeno naturale x molti corpi celesti Dipolo magnetico non coincidente con poli geografici  asse inclinato di 11,3° rispetto a asse rotazione Non costante nel tempo  notevoli variazioni x direzione e intensità  deriva poli magnetici e fenomeni inversione del campo (con scambio nord-sud) MAGNETOSFERA=estensione campo magnetico nello spazio  scudo elettromagnetico che riduce e devia raggi cosmici o vento solare (da loro interazione aurora polare)

6. diamagnetiche

8. asse geografico e magnetico non coincidono (retta congiungente non passa x centro terra perché asse magnetico si sposta, mentre poli geografici sono fissi (differenza quasi 3000 km)

10. Variazioni temporali x tutte le componenti, sia x direzione che x intensità

11. Ricorrenza causali e interressano tutte le regioni  Scala delle polarità geomagentiche GPTS

12. Epoche magnetiche  eventi geomagnetici

13. Epoca odierna = polarità normale (Brunhes) dura da 780.000 anni (prima c’era Matuyama)ma Limite nucleo-mantello temperatura notevole  forse legata a leghe che contengono elementi radioattivi come uranio e torio  decadimento radioattivo o fissione  calore (elemento di confronto le condriti ad enstatite delle meteoriti e condrule contenute al loro interno)