UNITÀ 6 - L’attività interna della Terra

Da dove provengono i dati che permettono di studiare l’interno della Terra?

Uno dei metodi d’indagine sono le onde sismiche : esse si propagano attraverso tutta la Terra a diverse velocità e in diverse direzioni a seconda della densità dei materiali che attraversano; in particolare, le onde S non si propagano nei liquidi. Ecco che cosa si è scoperto. Le onde sismiche di un terremoto superficiale vengono deviate a circa 60 km di profondità. Sotto i continenti deve esserci quindi un cambiamento nel materiale presente in queste zone. Oggi si sa che sotto gli oceani la variazione di materiale è a 5-15 km di profondità. I geologi chiamano la superficie che separa due strati di materiali diversi superficie di discontinuità: la superficie che si trova a una profondità variabile tra i 5 e i 60 km si chiama discontinuità di Mohorovicˇic´, dal nome del sismologo che la scoprì ( 1 ). In alcune zone della Terra durante un terremoto violento i sismografi non registrano né le onde P, né le onde S. Ciò si spiega con un altro cambiamento di materiale: a circa 2900 km le onde P vengono deviate e le onde S non si propagano più. A questa profondità deve esserci sicuramente materiale liquido. La superficie che si trova a circa 2900 km di profondità si chiama discontinuità di Gutemberg, dal nome dello scienziato che la individuò ( 2 ). Un’altra deviazione delle onde P è stata individuata a 5150 km e chiamata discontinuità di Lehmann, anch’essa dal nome dello scienziato a cui si deve la scoperta.

Naturalmente non si hanno conoscenze dirette dei materiali del nucleo e gli scienziati basano le loro ipotesi sulle analisi di diversi meteoriti, corpi rocciosi provenienti dallo spazio originati dall’esplosione di pianeti simili alla Terra in composizione. Si sono ritrovati meteoriti con composizione chimica analoga a quella delle rocce terrestri e altri costituiti da ferro e nichel: gli scienziati pensano che questi ultimi derivino dal nucleo di antichi pianeti.

La lava incandescente che fuoriesce dai vulcani, le sorgenti di acqua calda e i vapori bollenti tipici di alcune zone terrestri indicano che gli strati profondi del pianeta sono molto caldi. Immagina di essere un geologo in esplorazione in una miniera per misurare la temperatura della Terra nei primi 1000 metri di profondità; otterresti un grafico come questo ( 3 ). Scendendo in profondità, ogni 100 metri, la temperatura aumenta in media di 3 °C. A 1000 metri raggiunge già 50 °C. Tale aumento della temperatura non è uguale ovunque e soprattutto non è costante sino al centro della Terra dove altrimenti dovrebbe raggiungere 200 000 °C! La temperatura della Terra aumenta in modo costante sino a circa 40 km di profondità, poi in modo non regolare, sino a raggiungere nel nucleo circa 5000 °C. Per ciò che riguarda l’origine del calore interno terrestre esistono alcune ipotesi ma la più accreditata è individuata nelle reazioni nucleari che interessano in modo naturale molti minerali presenti nelle rocce.