L'interno del nostro pianeta viene studiato mediante metodi diretti o indiretti: questo tipo di indagine viene detta geognostica. L'indagine geognostica diretta si effettua tramite scavi e prospezioni geologiche. Queste ultime vengono effettuate mediante perforazioni: con particolari sonde vengono prelevati dei campioni che, per la loro forma e origine vengono detti in gergo carote. Mediante questo tipo di indagine non si riesce però a superare, per il momento, la profondità di 12-15 chilometri.
L'indagine geognostica indiretta permette di aggirare questo limite: ad esempio utilizzando metodi geofisici, come lo studio delle onde sismiche. Mediante l'analisi delle riflessioni e delle rifrazioni (variazione del cammino dell'onda) delle onde P ed S si sono potute fare delle congetture sulla struttura interna della Terra. Infatti la modalità di propagazione di queste onde sismiche dipende dal materiale attraversato e dal suo stato di aggregazione: in genere la velocità aumenta quando viene incontrato uno strato di materiale compatto e ad alta densità, ma diminuisce quando diminuisce la densità. Bisogna inoltre ricordare che le onde S, a differenza di quelle P, sono incapaci di attraversare materiali allo stato fluido (come ad esempio roccia allo stato fuso).
In seguito a questi studi, sono stati essenzialmente elaborati due modelli:
- modello chimico-mineralogico
- modello reologico (la reologia studia la deformazione delle rocce per effetto di forze applicate; in questo modello viene preso in considerazione lo stato fisico)
Modello chimico-mineralogico
L'interno della Terra viene suddiviso in crosta, mantello e nucleo.
La crosta terrestre
La crosta è caratterizzata da una bassa velocità di propagazione delle onde P (compresa tra i 2000 e i 7000 m/s), mentre nel mantello le onde P viaggiano a velocità superiori agli 8000 m/s. Tra crosta e mantello è presente una superficie di discontinuità, detta discontinuità di Mohorovicic (Moho). Le superfici di discontinuità vengono chiamate così perchè la composizione chimica (discontinuità di tipo litologico) e lo stato fisico (discontinuità di tipo fisico) dei materiali attraversati dalle onde sismiche subisce dei repentini cambiamenti.
La crosta continentale è spessa circa 40 chilometri ed è composta da rocce granitiche a bassa densità. La crosta oceanica è più densa (composta principalmente da basalti e gabbri) ed è spessa in media 8-10 chilometri.
Il mantello terrestre
Il mantello è costituito da peridotiti (rocce ultramafiche) ed è spesso 2900 Km. Sotto il mantello è presente una seconda superficie di discontinuità, detta di Gutemberg; essa divide il mantello dal nucleo, formato da ferro e nichel. L'analisi delle onde sismiche ci dice che il nucleo è diviso in due parti da una terza superficie di discontinuità, detta di Lehmann (ad una profondità di 5170 Km).
Modello reologico
L'interno della Terra viene suddiviso in litosfera, astenosfera, mesosfera e nucleo.
La litosfera è lo strato superficiale, solido ed elastico, spesso 75 Km circa nei bacini oceanici e 110-130 Km sotto i continenti. La litosfera è caratterizzata dall'alta velocità delle onde sismiche.
L'astenosfera è uno strato molle, a comportamento plastico, dovuto alle alte pressioni e alla presenza di una percentuale di roccia allo stato fuso. Le onde sismiche vengono rallentate (canale a bassa velocità). L'astenosfera è spessa circa 150 Km.
La mesosfera è uno strato allo stato solido, dal comportamento elastico e rigido. La densità delle rocce e la velocità di propagazione delle onde sismiche aumentano gradualmente con la profondità.
Il nucleo terrestre
Il nucleo esterno è costituito da una lega di ferro e nichel allo stato fuso mentre quello interno ha la medesima composizione, ma è allo stato solido.
Molto comoda per ripassare!!! :-)
