Terra

4.1

Idrosfera

Con il termine idrosfera si intende l’insieme delle acque che, raccolte per la massima parte negli oceani, coprono approssimativamente il 70,8% della superficie del globo. L’idrosfera comprende, oltre agli oceani, anche i mari interni, i laghi, i fiumi e le acque sotterranee. Gli oceani hanno una profondità media pari a 3794 m, circa cinque volte l’altezza media dei continenti, e una massa complessiva uguale a circa 1.350.000.000.000.000.000 (1,35 × 10¹⁸) tonnellate, cioè circa 1/4400 della massa totale della Terra.

4.2

Litosfera

La litosfera è lo strato del pianeta profondo fino a 100 km, che comprende la crosta – rocciosa – e la parte del mantello caratterizzata da un comportamento rigido. Il mantello a comportamento plastico e il nucleo costituiscono invece la parte interna del pianeta e rappresentano la maggior parte della sua massa. Le rocce della crosta terrestre hanno una densità media di 2,7 g/cm³ e sono perlopiù costituite da undici elementi, che complessivamente rappresentano circa il 99,5% della massa crostale. Il più abbondante di essi è l’ossigeno (circa il 46,60% della massa totale), seguito da silicio (circa il 27,72%), alluminio (8,13%), ferro (5,0%), calcio (3,63%), sodio (2,83%), potassio (2,59%), magnesio (2,09%), titanio, idrogeno e fosforo (complessivamente in quantità minori dell’1%). Inoltre sono presenti tracce di altri elementi quali carbonio, manganese, zolfo, bario, cloro, cromo, fluoro, zirconio, nichel, stronzio e vanadio. Questi elementi si trovano nella litosfera generalmente in forma di composti e solo raramente allo stato puro.

La litosfera non ricopre uniformemente il globo, ma è frammentata in una molteplicità di placche rigide in movimento relativo convergente o divergente le une rispetto alle altre. Le interazioni tra le zolle litosferiche sono all’origine di tutta la dinamica della crosta terrestre, vale a dire del sollevamento delle catene montuose, dell’espansione dei fondi oceanici, dei fenomeni sismici e vulcanici. Il complesso di questi fenomeni è spiegato da una teoria sviluppata nel corso del XX secolo e nota come tettonica a zolle.

4.3

Crosta

Esistono due tipi di crosta, che differiscono sia per la natura e la struttura delle rocce costituenti, sia per l’età, sia per il livello medio della superficie. La crosta di tipo continentale costituisce i continenti, la piattaforma continentale e parte dell’adiacente scarpata continentale. È costituita da rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie, che hanno una composizione chimica media prossima a quella del granito e un’età estremamente variabile: le più antiche possono risalire addirittura a 4 miliardi di anni fa. La crosta di tipo oceanico costituisce invece il pavimento dei bacini oceanici ed è costituita prevalentemente da rocce di composizione basaltica. L’età di queste rocce non è maggiore di 190 milioni di anni.

Il livello medio della superficie della crosta continentale supera di oltre 4000 metri quello della crosta oceanica, benché i rilievi e le depressioni oceaniche costituiscano solo una piccola percentuale delle terre emerse e dei fondi oceanici.

4.4

Mantello

Il mantello superiore, rigido, è separato dalla crosta da una discontinuità sismica, detta Moho, e dal mantello inferiore da uno strato a comportamento più plastico, l’astenosfera. Il mantello superiore, scorrendo lateralmente sulle rocce parzialmente fuse che costituiscono l’astenosfera, spessa un centinaio di chilometri, permette la deriva dei continenti e l’espansione dei fondi oceanici.

Il mantello si estende dalla base della crosta fino a una profondità di circa 2900 km. Il suo strato più esterno – l’astenosfera – si trova allo stato fluido, mentre la parte rimanente è solida, con una densità che cresce all’aumentare della profondità, variando fra 3,3 e 6. Il mantello superiore è composto da silicati di ferro e magnesio e in percentuale significativa dal minerale olivina; la parte inferiore consiste probabilmente di una miscela di ossidi di magnesio, silicio e ferro organizzati in strutture cristalline tipiche di condizioni di temperatura e pressione elevate.

4.5

Nucleo

La transizione tra il mantello e il nucleo è rivelata da una superficie di discontinuità sismica detta discontinuità di Gutenberg. Gli studi sismologici mostrano che il nucleo ha un guscio esterno costituito da materiale fluido, spesso circa 2225 km, con densità media pari a 10. La sua superficie esterna presenta depressioni e picchi; questi ultimi si formano probabilmente dove il materiale caldo sale verso l’alto. Al contrario, il nucleo interno, che ha un raggio di circa 1275 km, è solido. Si pensa che entrambi gli strati del nucleo siano composti di ferro, con una piccola percentuale di nichel e di altri elementi. La temperatura nel nucleo interno è valutata in circa 6650 °C e la densità media è stimata intorno a 13.