1. L’interno della Terra (r = 6367,650Km) Informazioni dirette Informazioni indirette

3. Kimberliti ( 150 -300 Km) Kalahari

6. Rifrazione dipende dalla densità e dalla temperatura dei materiali attraversati Riflessione Dipende dall’angolo d’incidenza che la direzione dell’onda forma con la superficie di separazione di due mezzi con caratteristiche chimico-fisiche diverse Onde sismiche

9. Onde P

10. Onde S

13. Onde P Onde S

14. P = onde P S = onde S  = densità La dipendenza delle velocità dall’inverso della densità non è tale da bilanciare gli effetti della incomprimibilità e rigidità del mezzo , cosicché all’aumentare della profondità si ha un corrispondente aumento della velocità delle onde sismiche.

15. L’analisi dei cammini delle onde sismiche ha permesso la conoscenza dell’interno della terra. zona d’ombra

16. meno veloci di P ed S, si generano dalle interazioni tra le onde P ed S con la superficie terrestre, per la loro ampiezza sono anche dette onde lunghe o L Onde di Love , più veloci Onde di Rayleigh I nomi derivano dai due scienziati che ne postularono l’esistenza. Le onde superficiali

18. Onde di Love Onde di Rayleigh

20. SISMOGRAFI

21. SISMOGRAFI E SISMOGRAMMI Massa inerte Rullo solidale con il terreno

22. Un terremoto viene registrato attraverso un sismografo che consiste essenzialmente in un pendolo ed un apparato di registrazione . Il passaggio dell’onda sismica provoca il movimento del supporto del pendolo. Un pendolo con un corto periodo tende a muoversi insieme al supporto e quindi a non registrare alcun terremoto, un pendolo con un periodo maggiore tende a rimanere fermo mentre il supporto oscilla. Il limite fra i due comportamenti è chiamato periodo naturale del pendolo. Soltanto i movimenti più rapidi del periodo naturale vengono registrati dal sismografo.

23. E’ possibile ammortizzare efficacemente le sollecitazioni provenienti da una sola direzione  perciò in ogni stazione sismica devono essere presenti 3 sismografi , uno per ogni direzione W-E, N-S, verticale

25. sismogramma

26. Il sismografo la notte del 6 aprile 2009 La scossa, a quanto riferiscono i tecnici dell'Ingv, è pari a 5,9 gradi della Richter.

27. 15 giugno 1995 un sismografo a 2300 km di distanza dall’epicentro di un sisma registra il seguente tracciato

30. LOCALIZZAZIONE DEI TERREMOTI L’intersezione delle circonferenze di raggio ricavato dalla tabella Tempo-Distanza indica la posizione dell’epicentro

32. Distanza angolare dall’ipocentro = 103° Distanza angolare dall’ipocentro = 142° Fra i 103° e i 142 ° si ha una zona d’ombra in cui non si registrano né onde P né onde S Ciò è dovuto alla doppia rifrazione delle onde nel passaggio dal mantello al nucleo esterno e dal nucleo esterno al mantello

33. 1909 terremoto di Zagabria 1913 1936 Le scosse erano molto attenuate nei sismografi a 200Km di distanza Tra i 103° e i 143° c’è la zona d’ombra

40. Serie ofiolitica

41. La geosutura

44. Meteoriti Ogni anno entrano nell’atmosfera terrestre  200 tonnellate di meteoriti Di questa quantità cadono sullla superficie terrestre ogni anno per ogni milione di kilometri quadrati:  58 meteoriti > 100 grammi  9 meteoriti > 1 kg  1,3 meteoriti > 10 kg (L’Europa ha una superficie di  10 milioni di kilometri quadrati) (In Antartide ci sono  8 milioni di tonnellate di meteoriti con un peso > 100 grammi)

46. Ordinarie (81%) Classificazione delle Meteoriti Età 4500-4600 Ma; sono composte da silicati anidri (essenzialmente olivine, pirosseni) che si ritrovano riuniti in condruli = globuli subsferici (0,5-1 mm); tra i condurli compaiono minerali metallici (leghe di Fe e Ni o solfuri sempre di questi elementi). Condriti (86%) Carbonacee (5%) Fino al 20% di H 2 O. Sono caratterizzate dalla presenza di minerali silicatici tipo serpentino/clorite ). Con sostanze orga niche (idrocarburi, acidi grassi ed aromatici, etc. Sono considerate le più primitive e meno differenziate tra i prodotti di condensazione che hanno originato i pianeti. Silicatiche ( 95%) Acondriti (9%) Età e composizioni molto variabili; senza condruli. In genere hanno una grana più grossolana rispetto alle condriti. In genere senza Fe-Ni . iniziale. Alcuni tipi oltre che dalla fascia degli asteroidi, sembrano provenire dalla superficie di Marte o da quella Lunare - - Sideroliti (1%) (Silicatico-ferrose) Formate da s ilicati e minerali metallici (essenzialmente Fe + Ni) Da riferire alle porzioni interne dei corpi differenziati della cintura di asteroidi Essenzialmente composte da minerali metallici (Fe + Ni) Da riferire alle porzioni interne dei corpi differenziati della cintura di asteroidi Sideriti (4%) ( Ferrose )

49. - Le condriti sono la migliore stima della composizione totale della Terra - Le meteoriti ferrose forniscono la stima più vicina alla composizione del nucleo terrestre Cristalli di solfuri di Fe e Ni in una meteorite ferrosa Meteorite ferrosa (304 kg)

50. - prima della missione Pathfinder su Marte, le meteoriti ci avevano dato solo (e ancora la migliore) stima della composizione (ed età) del pianeta Marte - le meteoriti silicatiche-ferrose (sideroliti; foto sotto) possono rappresentare il materiale dell’interfaccia nucleo-mantello Metallo di Fe-Ni Silicato di Mg (olivina) sideroliti o mesosideriti

51. Ogni anno ~60 milioni di tonnellate di polvere spaziale e meteoriti raggiungono la superficie della Terra. Le meteoriti possono uccidere Una condrite di ~12 kg ha messo fine all’esistenza di questa Chevrolet Malibu a Peekskill, NY, nel 1992.

52. Velocità delle onde sismiche

57. Zona di transizione Litosfera astenosfera Zona di stabilità dell’olivina Zona di stabilità dello spinello Zona di stabilità della perovskite e di altri ossidi Intorno a 410 e a 660 km di profondità due significativi aumenti di velocità delle onde P ed S testimoniano l’esistenza di due discontinuità minori mesosfera

58. mesosfera Nuovo brusco aumento della velocità delle onde sismiche Si formano ossidi di Fe, Si e Mg organizzati in reticoli cristallini molto densi e compatti

59. Nel mantello la velocità delle onde P aumenta progressivamente Da 8Km/sec a 13Km/sec; la densità raggiunge valori di 5,6g/cm 3 La temperatura aumenta fino a 3000°C La pressione raggiunge valori di 1,3 -1,4 milioni di atm

60. Confine nucleo mantello

61. Discontinuità di Gutemberg a circa 2900 Km di profonità

62. Confine tra nucleo e mantello Lo strato D ha uno spessore variabile

64. Tra mantello e nucleo avvengono scambi Sedimenti arricchiti di ferro

68. Tomografia sismica Un aumento di Vp dipende da un aumento di rigidità che corrisponde ad un abbassamento della temperatura

71. le parti in blu mostrano le zone dove il materiale più freddo, più rigido (e più veloce sismicamente parlando) penetra nel mantello. Vicino alla superficie la maggior parte del materiale più freddo rappresenta le radici di antichi continenti, i cosiddetti cratoni.

72. In quest'immagine da sud-ovest le zone in rosso sono i "plumes" di materiale più caldo e meno rigido, che risalgono principalmente dai centri di apertura medio-oceanici .

75. Isostasia Equilibrio geostatico che regola il galleggiamento della litosfera sul sottostante mantello.

76. Superficie di compensazione isostatica p = in ogni punto

80. Il principio su cui si basa il funzionamento di un gravimetro è lo stesso di un dinamometro La forza peso misurata a parità di massa dipende da g I gravimetri più sofisticati misurano variazioni di g dell’ordine del centomillesimo di grammo per questo si usa come u.di m. il milligall = 10 μ /sec 2

81. Anomalie di Bouguer g > g 0 a nomalia positiva g < g 0 Anomalia negativa

82. 5.5 Calore interno e radioattività

83. La variazione di Temperatura che si registra scendendo all’interno della Terra viene definita GRADIENTE GEOTERMICO ( Δ °C/100m) Il gradiente geotermico medio della crosta terrestre vale circa 3,0°C/100m (ma varia da località a località da 0,6 a 14,0 °C/100m) Il gradiente geotermico per gli starti più interni della Terra è molto più basso ( ~ 0,7-0,8 °C/km)

87. Trasferimento di Calore 1. Conduzione (energia termica trasmessa dal moto vibratorio degli atomi da una zona calda a una fredda): Questa è funzione della conducibilità termica della sostanza (ossia dell’abilità a condurre calore) 2. Radiazione (energia termica trasmessa da una sostanza portata all’incandescenza) 3. Convezione (spostamento di materia; es. acqua che bolle in una pentola; fumo di una sigaretta o di un camino. Avviene perchè se riscaldiamo un fluido (liquido o gas) questo si espande divenendo meno denso, quindi più leggero, del materiale circostante. Tale fluido quindi tende a salire, mentre il materiale più freddo e più pesante scende aprenderne il posto. Si instaura così un ciclo convettivo, detto CELLA CONVETTIVA )

93. Le linee del campo sono, per convenzione, uscenti dal polo nord ed entranti al polo sud

96. Confronta queste due figure cosa deduci????

99. Inclinazione magnetica: l'angolo che un ago magnetico libero di ruotare nel piano verticale forma con la superficie terrestre. tan φ =1/2 tan i nota l’inclinazione è possibile calcolare la distanza angolare dal polo magnetico

105. Le fasce di Van Allen

106. Fasce di Van Allen Polo nord geografico Polo sud geografico Polo nord magnetico Polo sud magnetico

109. I poli magnetici posizione attuale dei poli geomagnetici: N: 78.5º N e 69º W (isola di Bathurst, Canada) S: 78.5º N e 111º E (in Antartide)

115. Agli inizi degli anni '60 è stata definitivamente provata l'esistenza delle inversioni del campo magnetico terrestre Epoche magnetiche durano 500 000 600 000 anni Comprendono più eventi magnetici L'ultima inversione di polarità è avvenuta 780 mila anni fa

116. Gauthier Hulot:il campo magnetico si sta indebolendo e il fenomeno si manifesta in particolari zone del nostro pianeta AFRICA POLO NORD La scoperta grazie al confronto dei satelliti Magsar e Oersted

120. DINAMO AD AUTOECCITAZIONE Una dinamo è una macchina elettrica rotante e serve per trasformare il lavoro meccanico in energia elettrica, sotto forma di corrente continua Secondo la legge di Faraday-Neumann la variazione del flusso del campo magnetico nel tempo ( Ф B = B x S ) genera una corrente elettrica indotta. S

121. Il disco di rame ruota attorno ad un asta verticale Tutti i materiali sono buoni conduttori L’asta e il bordo esterno del disco sono collegati attraverso delle spazzole in modo da costituire un circuito che comprende una bobina Se il sistema è immerso in un campo magnetico iniziale  si produce una d.d.p. tra l’asse e la periferia del disco che genera una corrente elettrica La corrente genera un campo magnetico …..che genera una corrente che genera un campo magnetico ecc……….

127. Esperimento di acquisizione di una magnetizzazione termorimanente (TRM). Un frammento di roccia con magnetizzazione M parallela al campo magnetico esterno F , viene scaldato a 700 C in assenza di campo esterno e quindi fatto raffreddare sotto l'azione di un nuovo campo F orientato diversamente dal primo. Alcuni anni dopo, a temperatura ambiente, la magnetizzazione acquisita dal campione permane anche sotto l'azione di un nuovo campo magnetico esterno.

128. Magnetizzazione detritica rimanente

131. Magnetizzazione detritica rimanente

132. Stratigrafia magnetica

133. Negli anni ‘60 Vine e Mattews proposero la teoria dell’espansione dei fondali oceanici

146. Crosta creata dove le placche divergono (Creste oceaniche) Tettonica delle Placche – Riciclaggio Globale ? ? ? 600 km 400 200 km Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter ?

147. Distruzione di Crosta, formazione di catene montuose, scontro di placche (es. Ande, Himalaya, Giappone) Tettonica delle Placche – Riciclaggio Globale ? ? ? 600 km 400 200 km Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter ?

148. Per accomodare gli sforzi su una superficie sferica, le zone trasformi sono regioni nelle quali le placche scivolano una rispetto all’altra (es. faglia di San Andrea, California) Tettonica delle Placche – Riciclaggio Globale

149. Tettonica delle Placche – Età degli Oceani Voi siete qui Milioni di anni dal presente 180 150 120 80 40 0