Terra solida: strati e placche
La Terra ha degli strati, che si scoprono da come le onde dei terremoti la attraversano. La crosta è sottile, circa da 5 a 70 km. Il mantello è spesso, circa 2.900 km, fatto di roccia calda e solida che scorre lentamente. Il nucleo esterno è ferro e nichel liquidi. Il nucleo interno è solido, perché la pressione è enorme.
Tettonica a placche
La crosta e la parte alta del mantello formano la litosfera, spezzata in placche. Le placche si muovono di pochi centimetri all'anno, spinte dal flusso di calore nel mantello. Ai margini convergenti le placche si scontrano (montagne, vulcani, fosse profonde). Ai margini divergenti si allontanano (si forma nuova crosta, come nelle dorsali oceaniche). Ai margini trasformi scorrono una accanto all'altra (terremoti).
Rocce
Le rocce ignee nascono dal magma raffreddato, le rocce sedimentarie da strati di sedimenti compressi, le rocce metamorfiche quando calore e pressione trasformano una roccia già esistente.
Atmosfera: quattro strati
L'atmosfera è trattenuta dalla gravità. Dal suolo verso l'alto:
- Troposfera (da 0 a circa 12 km): qui avviene il tempo atmosferico; la temperatura scende con l'altezza.
- Stratosfera (fino a circa 50 km): contiene lo strato di ozono, che assorbe i raggi ultravioletti dannosi, quindi la temperatura sale.
- Mesosfera (fino a circa 85 km): la temperatura scende di nuovo; qui si disintegrano i meteoriti.
- Termosfera (sopra): molto rarefatta, quindi poche particelle possono essere molto calde; qui ci sono le aurore e i satelliti.
Effetto serra
Gas come l'anidride carbonica e il vapore acqueo trattengono il calore. Questo mantiene la Terra abbastanza calda per la vita; più gas in eccesso la scaldano di più.
Oceano e aria: il calore in movimento
Il Sole scalda l'equatore più dei poli. L'aria calda sale e l'aria più fredda scende, così l'aria si muove in cicli di convezione. Poiché la Terra ruota, l'aria e l'acqua in movimento si curvano (effetto Coriolis), e questo crea lo schema dei venti e delle correnti oceaniche di superficie.
Perché l'oceano conta
L'acqua trattiene molto calore e lo rilascia lentamente, quindi gli oceani rendono il clima più mite. Le correnti portano acqua calda verso luoghi più freddi. Negli anni di El Nino i venti si indeboliscono sul Pacifico e l'acqua calda si sposta verso est, cambiando le piogge in molti paesi.
Spazio: orbita, inclinazione e stagioni
La Terra gira attorno al Sole in circa 365 giorni e ruota su se stessa in circa 24 ore. L'asse terrestre è inclinato di circa 23,5 gradi e punta sempre nella stessa direzione nello spazio.
Perché ci sono le stagioni
Quando l'estremità nord è inclinata verso il Sole, la luce arriva al nord più diretta e i giorni sono più lunghi: estate. Sei mesi dopo il nord è inclinato in senso opposto: inverno. Al sud le stagioni sono invertite. Non dipende dalla distanza.
Il quadro più grande
Il Sole è una stella. È una delle centinaia di miliardi della Via Lattea. Le stelle brillano trasformando l'idrogeno in elio per fusione.
Prova tu: le stagioni con una torcia
In una stanza buia, tieni una torcia e illumina un mappamondo o una palla. Inclina un poco la palla e cammina attorno alla torcia, mantenendo l'inclinazione sempre nella stessa direzione. Vedi come la luce cade più diretta sulla metà superiore in un punto e sulla metà inferiore dalla parte opposta. Nel 3D, muovi il cursore lungo i mesi.
Formule e definizioni chiave
- Inclinazione dell'asse terrestre: circa 23.5 gradi
- Tempo di orbita: circa 365.25 giorni; tempo di rotazione: circa 24 ore
- Troposfera: circa 0-12 km; stratosfera: fino a circa 50 km; mesosfera: fino a circa 85 km
- Velocità delle placche: pochi cm all'anno
Esempi svolti
1. Una placca si muove di 4 cm all'anno. Quanta strada fa in 25 milioni di anni?
4 cm x 25,000,000 = 100,000,000 cm = 1,000 km.
2. Perché la stratosfera è più calda in alto che in basso?
Lo strato di ozono nella stratosfera assorbe la luce ultravioletta e la trasforma in calore, soprattutto nella parte alta.
3. Perché nell'emisfero sud è estate quando al nord è inverno?
L'asse della Terra è inclinato. Quando il nord è inclinato in senso opposto al Sole, il sud è inclinato verso il Sole, quindi il sud riceve una luce più diretta.
Errori comuni
- Pensare che le stagioni dipendano dalla Terra più vicina o più lontana dal Sole. Dipendono dall'inclinazione.
- Pensare che il mantello sia liquido. È roccia solida che scorre molto lentamente; solo il nucleo esterno è liquido.
- Dire che le placche sono solo la crosta. Le placche comprendono la crosta e la parte alta del mantello (litosfera).
- Pensare che il tempo atmosferico avvenga in tutti gli strati. Avviene nella troposfera.