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GEOLOGIA/ Una luce sulle profondità del mantello terrestre

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Gran parte delle nostre conoscenze sulla struttura interna del nostro Pianeta derivano dallo studio delle onde sismiche rilasciate dai terremoti, la cui propagazione è legata alla densità e alle proprietà elastiche dei materiali della Terra. In epoca recente, nuove idee stanno emergendo grazie alla petrologia sperimentale, che attraverso lo sviluppo tecnologico di presse ad alta pressione e alla disponibilità di sorgenti di luce di sincrotrone per innalzare la temperatura nella capsula centrale della pressa, sono in grado di riprodurre le condizioni di temperatura e pressione di qualunque punto interno alla Terra, e di fornire dunque, informazioni essenziali per la comprensione dei materiali e dei processi che dominano le regioni più profonde del Pianeta.

La Terra non ha una struttura omogenea, ma convenzionalmente è suddivisa in tre gusci concentrici: una crosta esterna solida, un mantello roccioso estremamente viscoso e un nucleo metallico, liquido quello esterno e solido quello interno. La densità della crosta è di ~2.7-2.8 gr/cm3, mentre quella media del pianeta è di 5.52; dunque l'interno della Terra deve avere una densità ben maggiore dell'involucro esterno. La crosta terrestre è separata dal mantello sottostante dalla discontinuità sismica di Mohorovich, caratterizzata da un aumento di velocità delle onde sismiche longitudinali, da valori inferiori a 7.6 km/s a valori vicini o superiori a 8 km/s. Lo spessore medio della crosta terrestre è di ~5 km al di sotto degli oceani con una composizione ricca di silicati di ferro e magnesio, mentre al di sotto dei continenti è di 30 km con dominanti silicati di calcio e alluminio. Il mantello terrestre, che si estende fino alle profondità di ~2900 km (discontinuità di Gutemberg), è costituito principalmente da peridotiti, rocce ricche in silicati di ferro e magnesio. Il mantello inferiore, compreso tra le profondità dei 670 e 2900 km, include la gran massa della porzione rocciosa della Terra. I processi di convezione in questa regione trasferiscono il calore dal nucleo esterno e trasportano il flusso di calore verso la superficie, contribuendo al motore che guida la tettonica delle placche. E’ evidente dunque, l’ importanza di sperimentare i processi e le caratteristiche chimico-fisiche dei materiali in condizioni di temperatura e pressione analoghe a quelle presenti in prossimità dell’ interfaccia nucleo-mantello.



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