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INGE LEHMANN / La geofisica danese e i terremoti: come mai si verificano?

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Inge Lehmann e il suo sorriso  Inge Lehmann e il suo sorriso

INGE LEHMANN, LA GEOFISICA DANESE E I TERREMOTI: PERCHÉ SI VERIFICANO? - La geofisica danese Inge Lehmann scoprì nuovi aspetti sulla struttura e la composizione del nucleo della Terra anche attraverso lo studio dei terremoti. Ma come mai si verificano? La litosfera, cioè la parte rigida esterna del nostro pianeta, è frantumata in placche che galleggiando sopra l'astenosfera scorrono spostandosi anche di diversi cm all'anno. Le aree tettonicamente attive sono quelle dove le placche si incontrano, scorrendo le une sotto le altre o scontrandosi, ed è in queste zone che si verifica il maggior numero di terremoti. Quando le placche sono convergenti vengono definite fosse o trenches ( Giappone), quando sono divergenti sono chiamate dorsali o ridges (la Grande Dorsale medio-atlantica nell'oceano Atlantico), quando il loro movimento è orizzontale vengono definite trascorrenti o transforms (faglia di san Andreas, California). L'immensa tensione quando improvvisamente si libera genera le onde sisimiche che, propagandosi attraverso gli strati di roccia della litosfera, arrivano in superficie con gli effetti devastanti che purtroppo conosciamo, come recentemente è avvenuto in India e Nepal. Il movimento delle placche per noi è impercettibile e ogni giorno in tutto il mondo sono migliaia i sismi che avvengono sotto i nostri piedi. L'80% dei terremoti si verifica dove è maggiore l'attività tettonica, lungo il bordo della placca dell'Ocano Pacifico che si scontra con la placca asiatica e con le palcche del continente americano, in quella che è chiamata la cintura di fuoco del Pacifico. Anche i terremoti che colpiscono l'Italia sono originati dal movimento delle placche. Il nostro territorio si trova sul margine della placca africana e di quella euroasiatica: è il loro movimento costante che ha creato le catene montuose delle Alpi e degli Appennini, mentre l'accumulo di energia poi liberata ha provocato i violenti terremoti che hanno colpito il Friuli, l'Irpinia e recentemente l'Aquila e l'Emilia.

INGE LEHMANN, LA GEOFISICA DANESE E I TERREMOTI - E’ stato proprio analizzando i dati raccolti durante i terremoti che Inge Lehmann scoprì tanti e nuovi aspetti sulla struttura e la composizione del nucleo della Terra. Per capire in quale misura e come sia possibile prevenire e prevedere i terremoti è importante conoscere la loro origine. E' solo dagli inizi del '900 che la scienza si riferisce all'origine dei terremoti basandosi sulla teoria della tettonica a placche (o tettonica a zolle) e la deriva dei continenti, formulata dallo scienziato tedesco Alfred Wegner e osteggiata per lungo tempo prima di essere accettata e condivisa dal mondo scientifico. La struttura interna del nostro pianeta è formata da diversi strati: il nucleo interno solido, il nucleo esterno, il mantello e la crosta esterna. Con la teoria della tettonica a placche si spiega la struttura della parte più esterna della Terra, la crosta, composta a sua volta da uno strato sottostante, l'astenosfera, che raggiunge una profondità di circa 700 km, e la parte superiore esterna o litosfera, più rigido e spesso circa 100 km sotto le masse continentali e 50 km sotto gli oceani. La litosfera è frantumata in placche che galleggiando sopra l'astenosfera scorrono spostandosi anche di diversi cm all'anno: questi spostamenti tuttora in atto hanno creato i continenti e sono la causa principale dei terremoti.

INGE LEHMANN, CURIOSITA' SULLA GEOFISICA DANESE - Tutti gli studi condotti da Inge Lehmann sono stati effettuati senza l'ausilio di computer, ma solo interpretando i sismogrammi, ossia i fogli su cui venivano riportate le onde sismiche. Per questo motivo, i celebri sismologi degli anni successivi hanno sempre riconosciuto la genialità di questa scienziata. Dagli anni Sessanta agli anni Ottanta, la Lehmann è stata insignita di moltissime onorificenze sia scientifiche che rappresentative. Nel 1971 è stata la prima donna a ricevere la medaglia William Bowie, un premio che dal 1936 viene assegnato dalla American Geophysical Union per gli studi nel campo della geofisica. La stessa American Geophysical Union, nel 1997 realizza una nuova medaglia, la Inge Lehmann Medal, che viene assegnata annualmente a quanti contribuiscano con i propri studi a migliorare la comprensione della struttura e della composizione della Terra, in particolare dei settori del mantello e del nucleo. Nel 1993, anno della morte della scienziata, è stato scoperto un asteroide della fascia principale, l'asteroide 5632, che è stato battezzato con il nome della geofisica: asteroide 5632 Ingelehmann. In Florida, un ponte nella località Aventura è stato intitolato alla scienziata.

INGE LEHMANN E GLI STUDI SUL NUCLEO TERRESTRE: IL NUCLEO ESTERNO - E' stata la geofisica Inge Lehmann a intuire per prima la presenza di un nucleo esterno e di un nucleo centrale della Terra. La parte più esterna è allo stato liquido, la sua temperatura media è di circa 3000 gradi ed è formata principalmente da ferro fuso e nichel. Essendo compresso tra nucleo interno e mantello, è soggetto a pressioni molto elevate che si aggirano attorno a 1400 volte la pressione atmosferica e si comporta di fatto come un metallo liquido contenuto in un'enorme pentola a pressione, portata a temperatura di ebollizione. Proprio come in una pentola a pressione normale, piena d'acqua ad alta temperatura, si generano dei moti convettivi interni al liquido: di conseguenza il nucleo esterno non è mai fermo, ma è sempre pieno di correnti convettive che compiono moti ascendenti, dal nucleo interno verso la superficie, e discendenti. Secondo le teorie scientifiche oggi più accreditate, e con le maggiori verifiche indirette avvenute con successo, sarebbero queste correnti convettive, fatte di ferro liquido, quindi di un buon conduttore elettrico, a comportarsi come gigantesche spire elettriche, con enormi correnti elettriche interne assolutamente non costanti nel tempo, in grado quindi di generare un campo magnetico: il campo magnetico terrestre.

INGE LEHMANN E GLI STUDI SUL NUCLEO TERRESTRE: IL NUCLEO INTERNO - Il nucleo interno della terra è invece a temperature più elevate, calcolate attorno ai 5400 gradi. Nonostante la temperatura più elevata, l'altissima pressione che dall'alto agisce sul nucleo interno fa sì che si presenti a densità molto più elevate, e che sia quindi solido. Secondo la teoria elaborata dal professor Paul G. Richards, dell'Università della Columbia, per un motivo non ancora noto, il nucleo interno potrebbe ruotare su se stesso ad una velocità leggermente maggiore rispetto al nucleo esterno, e sarebbe questa differenza di velocità a generare il campo magnetico terrestre. Uno dei compiti fondamentali della geofisica moderna è proprio il dimostrare quale teoria sia quella giusta, e quindi spiegare quale sia la causa prima dell'esistenza del campo magnetico terrestre.

INGE LEHMANN, LA GEOFISICA DANESE E LE DISCONTINUITA' - Oltre alla divisione tra nucleo solido e nucleo fluido, il nome di Inge Lehmann è legato a quello di due discontinuità terrestri, entrambe note con il nome di "discontinuità di Lehmann". La prima in ordine di scoperta, e probabilmente anche di importanza, si ritrova a oltre 5000 chilometri di profondità all'interno della Terra ed è stata ipotizzata dalla scienziata grazie all'analisi della riflessione delle onde P. Tale discontinuità segna la separazione tra nucleo fluido e nucleo solido. Una seconda discontinuità, più superficiale, è stata dimostrata dalla scienziata danese, sempre tramite lo studio approfondito dei comportamenti delle onde sismiche. In particolare, intorno ai 220 chilometri di profondità, la Lehmann ha evidenziato l'improvvisa variazione della velocità delle onde sismiche, sia di tipo S che di tipo P, che si verifica quando queste attraversano la crosta continentale, ma non quella oceanica. Nonostante non sia ancora ben chiaro a cosa sia dovuto il cambio di velocità delle onde né sia chiaro perché tale discontinuità sia registrata solo in corrispondenza della crosta terrestre, essa rappresenta una scoperta fondamentale per una migliore comprensione della propagazione delle onde sismiche all'interno della Terra.

INGE LEHMANN, LE SCOPERTE DELLA GEOFISICA DANESE - Fino al 1936 si pensava che il nucleo terrestre fosse costituito da una miscela fusa di ferro e nichel. Tuttavia, a seguito dell'analisi delle onde sismiche di una serie di terremoti avvenuti in Nuova Zelanda, la geofisica danese Inge Lehmann si rese conto di un'importante possibilità: l'unico modo realistico per spiegare la diffusione di quelle onde attraverso il nucleo della Terra era pensare che esso fosse diviso in due parti, una esterna, fluida ed una interna, solida. Restava invece, nelle ipotesi della geofisica, inalterata la composizione, ossia una miscela ad alta densità di ferro e nichel. Il nucleo della Terra è la parte più interna del nostro pianeta, quella sottostante il mantello. Inizia ad una profondità di circa 2900 Km sotto la superficie, ha forma sferica ed ha un raggio di 3500 Km. E' la parte più nascosta del nostro pianeta, quella non raggiungibile dalla superficie in nessun modo, quella di cui per secoli abbiamo addirittura ignorato l'esistenza. Il nucleo del nostro pianeta ha una densità molto elevata, questo significa fisicamente che è molto alto il rapporto massa/volume, quindi in volumi relativamente piccoli è contenuta una massa molto elevata.

INGE LEHMANN, IL DOODLE PER LA GEOFISICA DANESE - Anche Google rende oggi omaggio con un nuovo doodle a Inge Lehmann, la celebre geofisica danese a cui il mondo della sismologia deve moltissimo. Il logo di Big G mostra una Terra divisa tra due semisfere, tra le quali brilla una sfera più piccola, ovvero proprio quel nucleo che fu per lunghi anni oggetto degli studi della ricercatrice danese. Nata nel 1888 in Danimarca, in un quartiere di Copenaghen, Inge Lehmann era figlia di uno psicologo sperimentale che le trasmise la passione per la ricerca. All'Università studiò matematica, ma successivamente si appassionò di geologia grazie al lavoro di assistente geodetico che iniziò nella metà degli anni Venti. Nel 1928 divenne geodeta di Stato e iniziò a studiare le onde sismiche e la loro diffusione e riflessione attraverso la Terra. I suoi studi iniziali sulla riflessione delle onde P furono fondamentali per sismologi del calibro di Gutenberg e Richter che, negli stessi anni, studiavano la diffusione e la classificazione dei terremoti. Durante la Seconda Guerra Mondiale, Inge Lehmann interruppe il suo lavoro a causa delle difficoltà dovute all'occupazione nazista in Danimarca e, successivamente, decise di partire per gli Stati Uniti, rifugio di molti illustri scienziati dell'epoca. La Lehmann è morta nel 1993, dopo aver ricevuto innumerevoli onorificenze in campo scientifico.

INGE LEHMANN: BUON (127mo) COMPLEANNO! - Inge Lehmann è nata 127 anni fa in Danimarca, e ci sarebbero stati molti modi per festeggiare la geofisica danese, eppure il più originale l’ha trovato ancora una volta Google. Lo ha trovato anche schivando un piccolo-grande inciampo, visto che a Inge Lehmann si riconosce un ruolo fondamentale nella conoscenza della dinamica dell’origine dei terremoti, ed è notizia di poche ore fa quella di una seconda scossa di terremoto in Nepal, paese già martoriato dal terremoto di qualche giorno fa che ha causato quasi 8mila vittime. E così per il 127mo anniversario della nascita di Inge Lehmann al logo personalizzato di Google si aggiunge una nota dell’editore che a proposito del lavoro di Inge Lehmann, fortemente legato ai terremoti e che - anzi - vede scoccare la scintilla dell’amore per la scienza di una Inge Lehmann ancora bambina proprio a causa di un sisma che la colpì moltissimo, scrive “in queste ore notizie di un secondo forte terremoto in un breve intervallo di tempo oggi in Nepal fornisce un contesto triste a questo post, e ci ricorda l’importanza della scienza per arrivare a prevedere i terremoti in modo che sempre più vite possano essere salvate”. Certo, un doodle è un bel modo per festeggiare un anniversario di nascita, ma Big G ci regala anche con qualcosa di più originale e sorprendente (e divertente). In fin dei conti - avranno pensato a Mountain View - è pur sempre una festa di compleanno, e anche se la festeggiata compie 127 anni, che festa sarebbe senza un bel dolce? E allora, fortunatamente per Inge Lehmann e per tutti i bambini che sono ancora in noi, ecco la ricetta di Google per festeggiare il compleanno di Inge Lehmann. Il nome è decisamente impegnativo, e avrebbe certamente cariato tutti i denti di Inge Lehmann, che poi - chissà - magari ha proprio subito questa sorte perchè nelle immagini che circolano in internet non sorride proprio mai. Chissà. Pariamo del “Globo terrestre di caramelle”, la dolcissima (e scientifica) ricetta per celebrare il compleanno di Inge Lehmann. Se avete circa un’oretta almeno la ricetta è facile - se reperite abbastanza ingredienti per fare una bella palla. Che vi serve? Un cucchiaio di burro; 8 grandi marshmallows; 3/4 di tazza di cereali riso soffiato; 1 goccia di gomma rossa o una ciliegia al maraschino; 1/2 tazza di gocciole di cioccolato; due piccole ciotole; due cucchiai per mescolare; coltello da burro; un piatto; una piccola pentola. E come potranno questi elementi formare il dolce di compleanno per Inge Lehmann? Molto semplice. 

1-Procurati tutto l’occorrente

2-Sul piano di cottura o nel forno a microonde fondi il burro e sette marshmallows (attenzione a lasciarne uno per dopo, non mangiatelo!) e mescolare fin che il tutto diventa un impasto colloso e omogeneo

3-Aggiungere il riso soffiato e togliere l’impasto dal fuoco, lasciandolo raffreddare per circa cinque minuti

4-A questo punto la presenza di Inge Lehmann si fa sentire. Mentre il composto si raffredda con le dita fate un buco per tutta la lunghezza del marshmallow che avete avanzato (senza mangiarlo) poi al suo interno infilate una ciliegina che rappresenta il nucleo interno, lo strato più piccolo, che si trova a 12mila chilometri sotto i nostri piedi, mentre il marshmallow sarà il nucleo esterno, ovvero il ricco strato di nichel e ferro che forma il campo magnetico della Terra.

5-Dopo aver bagnato le mani coprite il marshmallow con il composto di riso soffiato e createne una bella pallotta con le mani. Ecco il mantello terrestre, spesso poco meno di 3000 chilometri e che rappresenta quasi l’84% del volume della Terra. Poi fatela raffreddare in frigorifero.

6-A questo punto potete fondere le gocce di cioccolato e poi una volta formata una bella crema potete spargerla con il cucchiaio sopra la palla che rappresenta il mantello, creando cosi una bella crosta di cioccolato che sio solidificherà dopo una decina di minuti in frigorifero

7-Ora basta tagliare a metà la nostra sfera e… godersi la sezione della terra proprio come descritta dalla nostra Inge Lehmann. Tanti auguri!



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