L'analisi dell'interno della Terra

Tecniche di indagine per l'esplorazione dell'interno terrestre

L'analisi dell'interno della Terra è un compito complesso a causa dell'inaccessibilità diretta alle sue profondità. La distanza dal centro della Terra alla superficie è di circa 6370 km, ben oltre la portata delle perforazioni umane, che si fermano a circa 6-7 km. Le informazioni sull'interno terrestre provengono principalmente da rocce affioranti in catene montuose, materiali vulcanici e kimberliti. La comprensione della struttura interna si basa su metodi indiretti come la sismologia, la geochimica e la petrologia. Studi sul campo gravitazionale e l'analisi delle onde sismiche, generate da terremoti, hanno rivelato una struttura interna stratificata in diversi strati concentrici.

Il modello stratificato della Terra: analisi geofisica e sismica

Il campo gravitazionale terrestre, che misura l'attrazione esercitata dalla Terra sugli oggetti, insieme all'analisi delle meteoriti e alla distribuzione degli elementi chimici nel sistema solare, indica che la Terra è composta da materiali più densi internamente rispetto alla superficie. Le onde sismiche, che si propagano attraverso la Terra e subiscono rifrazione e riflessione al contatto con superfici di discontinuità, forniscono dati cruciali sulla sua struttura interna. Le onde P (primarie) e S (secondarie) viaggiano a velocità differenti in funzione di pressione, temperatura, composizione e stato di fusione parziale dei materiali, rivelando la presenza di strati concentrici che agiscono come lenti, deviando le onde e consentendo di ottenere una sorta di tomografia dell'interno terrestre.

Composizione interna della Terra: crosta, mantello e nucleo

La struttura interna della Terra è classificata in crosta, mantello e nucleo, basandosi su dati geofisici e sismologici. La crosta terrestre, lo strato più esterno, ha uno spessore variabile da 3 a oltre 80 km e termina alla discontinuità di Mohorovičić. Il mantello superiore si estende fino a circa 400 km di profondità, con una zona a bassa velocità sismica tra 100 e 300 km. La zona di transizione, che separa il mantello superiore da quello inferiore, si trova tra 400 e 670 km di profondità e si caratterizza per un incremento della velocità delle onde sismiche. Il mantello inferiore rappresenta la maggior parte della massa terrestre e arriva fino alla discontinuità di Gutenberg a 2900 km di profondità. Il nucleo esterno, liquido, si estende fino alla discontinuità di Lehmann a circa 5200 km, mentre il nucleo interno, solido ma prossimo al punto di fusione, raggiunge il centro della Terra.

Litosfera, astenosfera e mesosfera: classificazione basata sul comportamento meccanico

Oltre alla suddivisione basata sulla composizione chimico-mineralogica, gli strati interni della Terra sono classificati secondo le loro proprietà reologiche, ovvero il loro comportamento sotto sollecitazioni meccaniche. La litosfera, il guscio esterno rigido, include la crosta e la parte superiore del mantello e si estende fino alla zona a bassa velocità sismica. È suddivisa in placche tettoniche che si muovono sulla più morbida astenosfera, caratterizzata da un comportamento plastico e da materiali parzialmente fusi. La mesosfera, rigida e resistente alla deformazione, si trova tra l'astenosfera e il nucleo. La temperatura e la pressione all'interno della Terra influenzano il punto di fusione delle rocce, determinando la profondità dell'astenosfera e lo spessore della litosfera, che è generalmente più spessa sotto i continenti rispetto ai fondali oceanici.