Formazione del pianeta Terra

La formazione del nostro pianeta così come quella degli altri pianeti del sistema solare non può essere datata correttamente, gli scienziati pensano che la terra si sia formata circa 5 miliardi di anni fa.

Per la storia completa del nostro pianeta vi rimandiamo al link su wikipedia in lingua italiana al quale potete accedere cliccando sulla parola qui.

Ciò che ci interessa sapere per questo corso di Geologia Regionale è oltre alla formazione del pianeta, la sua struttura geologica.

Dalla nascita degli elementi alla formazione del Pianeta Terra

Per quanto riguarda la formazione del pianeta faremo un breve escursus sulla sua composizione chimica, composizione data dalle diverse combinazioni dei 92 elementi presenti in natura.

In ogni caso è necessario illustrare brevemente la formazione del pianeta a partire dagli albori e cioè dalla nascita dell'Universo.

formazione di una stella "gigante rossa"

Il nostro pianeta è formato da una superficie costituita da roccia e da elementi diversi formatisi nel corso del tempo successivo al Big Bang. L'Universo primordiale era costituito quasi esclusivamente da atomi di idrogeno, i quali condensandosi hanno formato le stelle. Queste stelle erano molto grosse, paragonabili alle giganti rosse e bruciavano l'idrogeno molto in fretta. In media vivevano qualche centinaio di milioni di anni. Queste dopo aver consumato l'idrogeno a disposizione e averlo trasformato in elio formavano al loro interno un nucleo nel quale a milioni di gradi e pressioni fortissime venivano creati in seguito alle reazioni nucleari atomi diversi più pesanti dell'elio e dell'idrogeno.

formazione della stella di neutroni

In seguito all'esplosione delle giganti rosse queste nuove particelle formatesi si espandevano nell'Universo, la loro dispersione formò processi di condensazione. La formazione degli elementi più pesanti come il ferro viene spiegata con l'esplosione del nucleo delle giganti rosse la massa di gas che gravita intorno alla stella esplosa collassa verso il nucleo, non essendovi più le reazioni chimiche che mantenevano la stella il collasso continuava fino a produrre un'enorme massa di materia. La pressione che ne deriva da questo collasso continuo faceva in modo che le particelle atomiche costituite dal nucleo e dagli elettroni che vi gravitano intorno, perdano la loro configurazione originale e si riuniscano ad altre formando nuovi elementi via via più pesanti. Questo tipo di formazioni da luogo alla nascita di stelle di neutroni, così chiamate a causa della perdita delle caratteristiche elettriche dei protoni e degli elettroni costretti a riunirsi per generare i singoli neutroni.

formazione dei buchi neri e della materia planetaria

La navigazione nello spazio faceva sì che queste stelle di enorme massa si incontrassero dando origine ad un fenomeno chiamato buco nero, queste stelle incontrandosi davano luogo ad una densità la cui forza di gravità è tale da impedire persino la fuoriuscita dei fotoni, particelle che producono la luce. L'interazione delle due stelle di neutroni che formano il buco nero provoca la formazione di temperature di miliardi di gradi e pressioni elevatissime che permettono la formazione di elementi anche più pesanti del ferro quali l'oroe l'uranio. Una parte di questi elementi riesce a fuggire alla forza di gravità e si propaga nello spazio. La condensazione di polveri di elementi pesanti e di gas, dà luogo alla formazione di pianeti, gassosi come Giove e rocciosi come la Terra.

struttura "a cipolla" del pianeta Terra

Dopo l'addensarsi di queste particelle e la formazione del pianeta la temperatura altissima si abbassa gradualmente, nel frattempo il materiale all'interno del pianeta aveva prodotto la sua struttura a cipolla, proprio come una cipolla tagliata radialmente, che presenta strati concentrici anche la terra partendo dalla sua superficie e andando verso il nucleo presenta vari strati concentrici. Il nucleo del nostro pianeta è costituita da materiale particolarmente pesante, molto probabilmente il ferro, ma anche altri elementi. La temperatura all'interno del pianeta cresce con un livello di 30 gradi per ogni chilometro alla profondità di 30 chilometri la temperatura raggiunge i 900 gradi che sono il punto di fusione della roccia. Quindi già a questa profondità la materia all'interno del pianeta sarà roccia fusa. Non ci è ancora chiaro il motivo per cui all'interno della terra esista una temperatura così alta una delle ipotesi è che all'interno del nucleo terrestre avvengano delle reazioni nucleari.

L'atmosfera terrestre

Il nostro pianeta è l'unico nel sistema solare a possedere un'atmosfera ricca di ossigeno ed azoto. Grazie alla presenza di questa atmosfera sul nostro pianeta è possibile la vita. L'atmosfera svolge un ruolo di protezione alla vita in quanto essa costituisce uno schermo per assorbire le radiazioni ultraviolette e contro le particelle provenienti dal Sole. L'atmosfera ci protegge anche dall'impatto delle meteore che, ad eccezione di alcune di grosse dimensioni, si disintegrano quando entrano a contatto con l'atmosfera terrestre. I moti, i fenomeni meteorologici, le reazioni chimiche e tutti gli altri fenomeni che avvengono nell'atmosfera contribuiscono a trasformare la superficie del nostro pianeta o litosfera (superficie rocciosa) e idrosfera superficie d'acqua. L'atmosfera è importante per l'erosione, la sedimentazione e per il ciclo dell'acqua.

composizione dell'atmosfera terrestre

Lo strato di bassa atmosfera che circonda il nostro pianeta è sottile, la parte più densa giunge fino a 60 km dalla superficie della terra, il suo spessore calcolato è di circa 6378 km pari ad un centesimo del raggio terrestre. Il limite superiore dell'atmosfera confina con lo spazio interplanetario. La composizione chimica della nostra atmosfera varia a seconda della quota. Tra il suolo e 12 km essa è formata da un miscuglio di gas tra i quali in percentuale maggiore vi si trova l'azoto e l'ossigeno. Vi sono a livello del suolo anche tracce di altri composti che però risultano di poche parti per miliardo ppb=parts per billion, esse sono: L'ossido di carbonio CO (190 ppb), l'Ozono O3 (40 ppb) l'ammoniaca NH3 (4ppb) il biossido d'azoto NO2 (0,5 ppb) il solfuro di idrogeno H2S (0,05 ppb) e lo Iodio I2 (0,01 ppb). A seconda del grado di inquinamento atmosferico le concentrazioni di questi elementi possono variare e da ciò si considera la qualità dell'aria.

la pressione atmosferica

A livello del mare la pressione normale ha il valore di 1.033 kg/cm2, considerando la pressione come il peso esercitato sulla superficie terrestre dalla colonna di aria in un punto. In genere la pressione atmosferica viene misurata in millimetri di mercurio o millibar, dove un millibar (mb) è uguale ad un millesimo di bar. Un bar è la pressione esercitata da 750,06 mm di mercurio HG (mmHg) alla temperatura di 0 gradi centigradi. La pressione atmosferica influenza l'andamento meteorologico.

Umidità, elettricità e temperatura atmosferica

L'acqua è un costituente dell'atmosfera, essa ne rappresenta lo 0,33% e determina l'umidità atmosferica che è determinante sui fenomeni meteorologici. Anche essa varia a seconda della quota. L'atmosfera è anche sede di un campo elettrico, zona di spazio dove si risente l'azione di forze elettriche prodotto dalle cariche elettriche negative accumulate sulla Terra e dalle cariche prodotte da ioni positivi presenti nell'aria. La temperatura dell'atmosfera è dovuta all'irraggiamento solare il 30% del quale viene riflesso e diffuso nello spazio, il restante viene assorbito. I raggi ultravioletti (lunghezza d'onda inferiore a quella dello spettro del visibile) vengono assorbiti dall'alta atmosfera e provocano un riscaldamento. Anche la radiazione infrarossa viene filtrata (lunghezza d'onda superiore a quella dello spettro del visibile). L'anidride carbonica ed il vapore acqueo fanno da tetto alla superficie terrestre e contribuiscono a mantenere il calore. Sono anche responsabili dell'effetto serra. La temperatura varia con l'altezza: dalla superficie fino a 12 km la temperatura diminuisce di 0,5° ogni 100 metri fino a raggiungere -55°. da 12 a 50 km aumenta fino a raggiungere 0°. Da qui diminuisce fino a raggiungere -100° a 90 km di quota. Il modo in cui varia la temperatura viene usato per definire gli strati amosferici che si suddividono in: troposfera, tropopausa, stratosfera, stratopausa, mesosfera, mesopausa, termosfera, termopausa ed esosfera. Le radiazioni dello spettro del visibile sono invece fatte passare. (da 400 a 700 nm)

Esercizi di comprensione: 100 domande sulla terra

Per chi volesse approfondire l'argomento o fosse interessato ad una maggiore documentazione sul nostro pianeta consiglio di cliccare qui: [1]

Associazioni ambientaliste in difesa del Pianeta

Per chi fosse interessato all'associazionismo in difesa dell'integrità del nostro pianeta e per salvaguardare lo spirito e la cultura universale qui di seguito vi diamo alcuni links utili:

Verdi e ambiente: [2]

WWF [3]

Legambiente [4]

Greenpeace [5]

U.N.E.P. (United Nation Environment Programme) [6]

CORDIS Europa [7]

Impresa e ambiente [8]

Amici della terra [9]

Federazione Italiana Pro Natura [10]

Fondo per l'ambiente [11]

Terranostra [12]

Bibliografia

Scienze della Terra - Autore Garzanti Eduardo - Editore Vallardi A.

Geologia Ambientale - Autori Pipkin B.W. - Trent D.D. - Hazlett R. - Editore Piccin Nuova Libraria

Immagini e itinerari delle scienze della natura. Volume A-B-C: La terra nello spazio­La terra come sistema­Il mondo dei viventi. Per le Scuole superiori Editore Zanichelli

Pianeta Terra - Autore Fothergill Alastair - Editore White Star

Il Grande Atlante della Terra - Autore Majrani Marco - Editore Fabbri