Benvenuto
La terra sotto i tuoi piedi sembra solida. Permanente. Immutabile.
Niente di tutto ciò.
In questo momento, mentre leggi questo, la terra su cui stai seduto si sta muovendo: lentamente, inesorabilmente, a una velocità di circa lo stesso ritmo del tuo crescite unghie.
Nel corso di milioni di anni, quel lento strisciare ha diviso i continenti, costruito le montagne più alte della Terra e scatenato terremoti che hanno raso al suolo le città.
Oggi capiremo l'engine che spinge tutto ciò.
Osservazione Strana
L'uomo Nessuno Credeva
Nel 1912, un meteorologo tedesco di nome Alfred Wegener notò qualcosa di strano: la costa orientale del Sud America e la costa occidentale dell'Africa si adattavano come pezzi di un puzzle.
Propose che tutti i continenti erano stati un tempo uniti in un unico supercontinente che chiamò Pangaea (greco per 'tutti i paesi'), e che erano lentamente divisi.
Gli scienziati lo deridevano. Non potevano immaginare una forza abbastanza potente da muovere interi continenti. Wegener è morto nel 1930 in un'esplorazione in Groenlandia, senza mai vedere la sua idea accettata.
È stato necessario un altro 30 anni e nuove tecnologie per mappare il fondale oceanico prima che il mondo si rendesse conto che Wegener aveva ragione.
Cosa c'è dentro la Terra?
Strati della Terra
Se potessi tagliare la Terra a metà, vedresti quattro strati principali:
Crosta: il strato più esterno. È sottile: proporzionalmente più sottile della buccia di una mela. La crosta oceanica è solo di 7 km. La crosta continentale media 35 km. Questo sembra molto, ma la Terra è di 12,742 km.
Mantello: sotto la crosta, circa 2.900 km di spessore. È composto da roccia calda e densa. L'alto mantello è parzialmente fuso e fluisce molto lentamente: come miele denso riscaldato sulla cucina. Questa strato in corso fluisce è chiamato astenosfera.
Corteccia esterna: uno strato di rame fuso e nichel, circa 2.200 km di spessore. È così caldo (4.500-5.500°C) che il metallo è fuso. Questo metallo in corso genera il campo magnetico della Terra.
Corteccia interna: una sfera solida di rame e nichel al centro più profondo, circa 1.220 km di raggio. È la parte più calda della Terra: oltre i 5.400°C, più caldo della superficie del Sole.
Scocca Rotta
Una Scocca d'Ovo Rotta
La crosta terrestre non è una scocca continua. È rotta in circa 15 grandi piastre tettoniche (e molte più piccole) che si inseriscono l'una nell'altra come una scocca d'uovo rotta.
Queste piastre non sono sottili: includono la crosta e la parte superiore del mantello, insieme chiamato la litosfera. La litosfera è rigida, 70-150 km di spessore, e galleggia sulla più morbida, parzialmente fusa astenosfera sotto di essa.
Alcune piastre portano continenti (piastre continentali). Altre portano fondo oceanico (piastre oceaniche). Molti portano entrambi.
La piattaforma più grande è la Piattaforma del Pacifico, che è quasi interamente oceanica. Potresti stare seduto sulla Piattaforma del Nord America, che si estende dalla Dorsale Atlantica Medio fino alla costa occidentale degli Stati Uniti.
Cosa li fa Muovere?
Convezione: L'Ingegno
In profondità del mantello, il rocchio vicino al nucleo è estremamente caldo. Il rocchio caldo è meno denso, quindi sale. Quando si avvicina alla superficie, si raffredda, diventa più denso e si affonda nuovamente. Questo crea un flusso circolare lento chiamato corrente di convezione.
Immagina una pentola d'acqua che si riscalda sul fornello: l'acqua in basso si riscalda, sale, si raffredda sulla superficie e si affonda di nuovo. Il mantello fa la stessa cosa: tranne che con la roccia e incredibilmente lentamente.
Queste correnti di convezione fanno scorrere le placche tettoniche come oggetti su un carrello trasportatore che si muove lentamente.
Il processo è lento: le placche si muovono tra i 2 e i 15 centimetri all'anno: ma in milioni di anni, ridefinisce l'intera superficie del pianeta.
Tre Tipi di Limi
Dove Si Incontrano le Placche
La geologia più drammatica della Terra avviene dove le placche si incontrano: ai loro limi. Ce ne sono tre tipi:
Limi divergenti: le placche si muovono lontano l'una dall'altra. La magma sale dal mantello per riempire l'intervallo, creando nuova crosta. La Catena del Mid-Atlantic Ridge è un limite divergente che corre giù per il mezzo dell'Oceano Atlantico. L'Iceland si trova proprio sopra di esso: puoi letteralmente stare in cima al limite tra la Placca del Nord America e la Placca dell'Europa.
Limi convergenti: le placche si muovono una verso l'altra. Quando una placca oceana si incontra con una placca continentale, la placca oceana più densa si infila sotto in un processo chiamato sottomissione. Quando due placche continentali si scontrano, nessuna si sottomette: si piegano verso l'alto in catene montuose. Le Himalaya sono state formate in questo modo, dove la Placca dell'India è andata a sbattere contro la Placca dell'Europa.
Limi trasformi: le placche si spostano l'una accanto all'altra orizzontalmente. Il San Andreas Fault in California è un limite trasformi dove la Placca del Pacifico e la Placca del Nord America si sfregano l'una accanto all'altra. Questo produce frequenti terremoti.
Creazione di Montagne
Le Himalaya: Una Collusione a Passo di Tartaruga
Circa 50 milioni di anni fa, la Piattaforma Indiana: che si era spostata a nord a una velocità geologica abbastanza veloce: è entrata in collisione con la Piattaforma Eurasiatica.
Nessuna delle placche poteva subdurre sottoterra l'altra perché entrambe erano costituite da crosta continentale: spessa, galleggiante e troppo leggera per affondare.
Quindi la crosta si è piegata, si è incurvata e è stata spinta verso l'alto. La collisione ha creato le Himalaya, inclusa la Montagna Everest: il punto più alto della Terra con 8.849 metri.
E la collisione non è ancora finita. La Piattaforma Indiana sta ancora spingendo in Asia a circa 1 centimetro all'anno e le Himalaya stanno ancora crescendo.
Anello di Fuoco
Dove colpiscono i disastri
Se tracciassi ogni terremoto importante e eruzione vulcanica su una mappa, un pattern balzerebbe immediatamente: si concentrano lungo i confini delle placche.
L'esempio più drammatico è l'Anello di Fuoco: un anello a ferro di cavallo intorno all'Oceano Pacifico dove la Piattaforma Pacifica incontra diverse altre piattaforme. Circa il 75% dei vulcani attivi del mondo e il 90% dei terremoti del mondo avvengono lungo l'Anello di Fuoco.
Non è una coincidenza. I terremoti avvengono quando le placche si scontrano bruscamente l'una con l'altra, rilasciando tensione accumulata. I vulcani si formano dove la magma trova un varco verso la superficie: spesso nelle zone di subduzione, dove una piattaforma sprofonda, si fonde e la roccia fusa sale.
La scala di Richter misura la magnitudo di un terremoto: l'energia rilasciata. Ogni aumento intero rappresenta circa 32 volte più energia. Un terremoto di magnitudo 7 rilascia circa 1.000 volte più energia di un terremoto di magnitudo 5.
Perché i Confini?
Collegando i Punti
L'interno di una placca tettonica è relativamente stabile. La roccia è solida, la placca si muove come un unico elemento e non c'è motivo per cui la crosta possa crepare o fondersi.
Ma ai confini, le placche si sfregano, si separano o si scontrano. È lì che si accumula lo stress, la crosta si frattura e la magma trova delle vie di fuga.
Pensa a una lastra di vetro: il centro è resistente, ma gli orli e gli angoli sono dove si formano le crepe.
How Do We Know?
La prova è ovunque
Wegener ha proposto il drifter continentale nel 1912, ma non poteva spiegare il meccanismo. Le prove moderne l'hanno dimostrato giusto molte volte:
Distribuzione dei fossili: identici fossili di Mesosaurus (un rettile d'acqua dolce) sono trovati sia in Brasile che in Africa occidentale, ma da nessun'altra parte. Non poteva nuotare attraverso l'Atlantico. Le terre devono essere state unite.
Roccia corrispondente: catene montuose in Scozia si allineano perfettamente con le Montagne Rocciose negli Stati Uniti orientali quando si spingono le terre insieme. Stesse rocce, stessa età, stessa formazione: separate da un oceano.
Segni glaciali: segni glaciali antichi trovati in Africa, India, Sud America e Australia puntano verso un unico calotta glaciale centrata sull'Antartide: esattamente dove quelle terre sarebbero state in Pangaea.
Misurazioni GPS: oggi possiamo misurare il movimento delle placche direttamente utilizzando i satelliti GPS. L'America del Nord si allontana dall'Europa di circa 2,5 cm all'anno. Possiamo vederlo accadere in tempo reale.
Future Earth
Dove stiamo andando?
Se le placche continuano a muoversi a loro velocità corrente, i geologi possono proiettare dove i continenti saranno nel futuro.
In circa 250 milioni di anni, i continenti sono previsti per collidere di nuovo in un nuovo supercontinente. Gli scienziati gli hanno dato vari nomi: Pangaea Ultima, Amasia, o Novopangaea: a seconda del modello che utilizzano.
L'Oceano Atlantico si chiuderà. L'Africa si fonderà con l'Europa. L'Australia si sposterà a nord nell'Estremo Oriente asiatico.
Questo è già successo. La Pangaea non era il primo supercontinente: ne sono esistiti diversi, risalenti a miliardi di anni fa. Il ciclo di frammentazione e ricomposizione richiede circa 400-500 milioni di anni. I geologi lo chiamano ciclo del supercontinente.
Cosa Ricorderai?
La Grande Immagine
La Terra non è statica. È un pianeta dinamico, in continuo movimento: una crosta sottile che galleggia sulla superficie di un mare di roccia che si muove lentamente.
Tutto è connesso: i flussi convettivi spingono il movimento delle placche; i confini delle placche producono terremoti, vulcani e montagne; le prove sono scritte nelle tracce fossili, nelle rocce e nei dati GPS.
Alfred Wegener ha visto i pezzi del puzzle un secolo fa. È stato necessario che il mondo ci mettesse decenni per seguirlo. Oggi, la tettonica a zolle è uno dei framework più potenti in tutta la scienza: spiega tutto, dai terremoti in Giappone al fatto che puoi trovare conchiglie di mare sulle cime delle montagne.