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La crosta terrestre è un involucro solido di modesto spessore e costituisce la parte più esterna del nostro pianeta. Questa è composta da una grande varietà di materiali diversi non solo da zona a zona, ma anche con la profondità.
INSIEME DI ATOMI: ELEMENTI, COMPOSTI E MISCELE
SOSTANZE
Si
dividono in:
ELEMENTI COMPOSTI
sono delle sostanze formate da si formano quando due o più
atomi tutti uguali, cioè tutti con atomi diversi "reagiscono", cioè
lo stesso numero
atomico. si legano
insieme.
La più piccola particella ci una sostanza che
ne conserva tutte le caratteristiche è la molecola,
questa può essere formata da un solo atomo o da più atomi, fino a parecchie
centinaia (macromolecole).
In natura non si trovano sostanze pure, cioè con una composizione definita in ogni loro parte; più spesso si trovano miscele, cioè materia di composizione variabile, formata da due o più sostanze.
Queste
si dividono in:
MISCUGLI SOLUZIONI
sono delle miscele omogenee, in sono miscele omogenee, in cui le
cui le singole sostanze componenti singole sostanze componenti non
rimangono separate. si distinguono più e che presentano
le stesse caratteristiche in ogni loro parte.
STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
La
materia che ci circonda si presenta secondo tre diversi stati di aggregazione:
I materiali allo stato solido hanno I materiali allo stato liquido hanno I materiali allo stato
forma e volume proprio; si può anch'essi volume proprio, ma gassoso non hanno
pensare che, al loro interno, le assumono la forma del recipiente volume proprio e, liberi
molecole sono legate da forze che li contiene; le molecole di cui da ostacoli, tendono ad
molto intense. sono costituiti sono legate da forze espandersi occupando
meno intense, perciò sono libere tutto lo spazio
di scorrere.
Ogni sostanza può cambiare di stato assorbendo o liberando energia sotto forma di calore.
NOME |
PASSAGGIO |
LIBERA/ASSORBE ENERGIA |
Fusione |
da solido a liquido |
assorbe energia |
Solidificazione |
da liquido a solido |
libera energia |
Sublimazione |
da solido a gassoso |
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Evaporazione |
da liquido a gas |
assorbe energia |
Condensazione |
da gas a liquido |
libera energia |
Brinamento |
da gas a solido |
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I MINERALI
Un minerale è una sostanza naturale solida, con due caratteristiche fondamentali:
una composizione chimica ben definita.
una disposizione ordinata e regolare degli atomi.
ELEMENTI CHIMICI E MINERALI
I minerali sono in genere di origine inorganica, ma vengono compresi tra essi anche sostanze la cui formazione passa attraverso processi biologici. Gli elementi che costituiscono la nostra crosta terrestre, dalle terre emerse fino alla scarpata continentale, sono principalmente 8, però i più importanti sono l'ossigeno e il silicio che costituiscono il 75%.
Quasi tutti i minerali hanno una struttura cristallina, in pratica un'impalcatura interna, molto regolare e ordinata dalla quale prende origine la forma esterna ben visibile e altrettanto regolare, il cosiddetto abito cristallino o cristallo. Quest'ultimo è una forma poliedrica, cioè un solido geometrico con facce, spigoli e vertici che si originano per un regolare accrescimento. La struttura interna di un cristallo di un qualunque minerale è caratterizzata da una disposizione degli atomi nello spazio tale che una stessa configurazione di atomi si ripete a intervalli regolari lungo più direzioni; la struttura tridimensionale che così si realizza viene chiamata reticolo e si presenta come allineamenti regolari di atomi. L'esistenza di atomi diversi per dimensione e struttura elettronica dà origine a reticoli cristallini diversi; anche le forme degli abiti cristallini, di conseguenza, sono molteplici e spesso complesse, ma tutte rispondono a precise leggi di simmetria, che governano l'organizzazione reticolare. Essendoci queste leggi, le distribuzioni possibili di atomi nello spazio non sono infinite, ma vi sono 32 classi differenti, ognuna delle quali è caratterizzata da una o più forme cristalline semplici.
LE PROPRIETA' FISICHE DEI MINERALI
Bisogna ricordare però che i minerali presentano numerose proprietà e sono:
I MINERALI DELLE ROCCE
I due elementi chimici di gran lunga più abbondanti sulla crosta terrestre, ossi l'ossigeno e il silicio si combinano tra loro per formare le basi dei silicati, il gruppo più diffuso e numeroso dei minerali. I minerali non silicati sono invece molto meno abbondanti. I minerali del silicio si possono riassumere con questo schema:
LE ROCCE
Le rocce sono degli aggregati naturali composti da diversi minerali. Esse si dividono in:
Per la definizione precisa di una roccia è necessario identificare il tipo e il numero di minerali presenti, i rapporti quantitativi esistenti tra i vari minerali e i loro rapporti geometrici, ossia la forma, la dimensione e la disposizione dei granuli minerali che può essere causale o avere un ordine ben preciso).
LE FUCINE DELLE ROCCE: I PROCESSI LITOGENETICI
Le masse rocciose di cui è costituita la crosta terrestre si originano e si evolvono in condizioni molto varie, che si possono sintetizzare in tre grandi processi litogenetici:
LE ROCCE MAGMATICHE O IGNEE
Le rocce magmatiche, come si può intuire dallo stesso nome, derivano dal magma. Quest'ultimo è una massa fusa che si forma dentro la crosta terrestre o nella parte alta del sottostante mantello a profondità variabili. Tale massa fusa è una miscela complessa, ad alta temperatura, di silicati e ricca di gas in essa sciolti. Le rocce magmatiche si dividono in due gruppi:
Rocce intrusive (o plutoniche Rocce effusive:
sono delle rocce che divengono solide sono delle rocce che si formano quando la
e cristalline in profondità circondate da altre rocce; massa magmatica, spinta dalla pressione
si formano quando vi è l'impossibilità per la massa dei gas in essa disciolti, trova una via di
fusa di giungere in superficie. Il raffreddamento risalita sfruttando fratture nella crosta e
avviene in tempi molto lunghi; in tali condizioni, giunge così a traboccare in superficie,
tutto il magma arriva a cristallizzare e la roccia dove solidifica all'aria libera. In queste
magmatica intrusiva che ne deriva è tutta formata condizioni solo una piccola parte della
da cristalli di dimensioni già visibili ad occhio nudo, massa magmatica, finché è ancora in
presenta cioè una struttura granulare olocristalli. Profondità o mentre sta risalendo, si K trasforma in cristalli di dimensioni h apprezzabili (almeno qualche mm) detti O fenocristalli. Quasi tutta la massa consolida S invece in superficie e lo fa così rapidamente U che i cristalli non hanno tempo di accrescersi. P Si realizza così la struttura porfirica e si L formano cristalli minuscoli visibili bene solo P al microscopio.
CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE MAGMATICHE
I magmi possono avere composizioni diverse, per cui la cristallizzazione può portare nei vari casi a rocce che differiscono tra loro per i tipi di minerali in esse aggregati. La distinzione tra i vari tipi di magmi si basa sul loro contenuto in silice. Questo definisce il grado di acidità (abbondanza di silice) o basicità (scarsezza di silice). I magmi si dividono in:
LE "FAMIGLIE" DI ROCCE MAGMATICHE
Le rocce magmatiche si dividono in numerose famiglie:
Tipo di roccia magmatica |
Rocce intrusive |
Rocce effusive |
Rocce
sialiche o acide |
Graniti |
Lipariti
o Rioliti |
Rocce
femiche o basiche |
Gabbri |
Basalti |
Rocce
neutre |
Dioriti |
Andesiti |
Rocce
ultrabasiche |
Peridotiti |
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LE ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sedimentarie sono la traccia delle continue trasformazioni in atto da tempi lunghissimi sulla superficie della terra. Il termine sedimentarie deriva da sedimentazione che sta ad indicare la deposizione e l'accumulo su terre emerse o sul fondo di bacini acquei di materiali di varia origine, inorganica o organica. Il lento passaggio da sedimenti "freschi" (cioè appena accumulatisi e, in genere, formati da frammenti distinti) a rocce sedimentarie vere e proprie avviene per un insieme di fenomeni che globalmente prendono il nome di diagenesi. Tra questi il più comune è la litificazione che avviene essenzialmente per: compattazione, che è dovuta al peso dei materiali che via via si sovrappongono e che, comprimendo i sedimenti sottostanti, riducono gli spazi vuoti tra i singoli frammenti, o per cementazione, che è prodotta da acque che scorrono nei sedimenti sfruttando la presenza dei pori, cementando tra loro i granuli. Le rocce sedimentarie si dividono in: rocce clastiche (o detritiche), rocce organogene (o biogene) e rocce chimiche.
GRANULO SU GRANULO: LE ROCCE CLASTICHE O DETRITICHE
Le rocce clastiche sono formate da frammenti , chiamati clasti, di altre rocce di ogni tipo, che si accumulano in genere in zone ribassate quando il mezzo che li trasporta (acqua, vento, etc.) perde la sua energia. Esse si distinguono in:
Conglomerati: che derivano dalla lenta cementazione delle ghiaie e si dividono in brecce, con ciottoli spigolosi, e puddinghe, con ciottoli arrotondati segno che sono state sottoposte ad un lungo trasporto.
Le arenarie: sono caratterizzate da piccoli clasti e sono ricche di granuli di quarzo e di detriti di calcare.
Le argille: sono caratterizzate da clasti finissimi che si depositano generalmente sul fondo dei grandi laghi o un pieno oceano. Quando tali sedimenti a causa della diagenesi, perdono la loro tipica elasticità e diventano più compatti, vengono distinti con il nome di argilliti.
Le marne: sono ritenute anch'esse rocce clastiche e derivano da una mescolanza di calcare di origine detritica o chimica e di argilla.
Le piroclastiti: sono ritenute rocce clastiche e derivano dai materiali emessi durane le esplosioni vulcaniche. Esse anche se dovrebbero appartenere alle rocce eruttive, vengono raggruppate in questa suddivisione perché svolgono il loro tragitto lungo i vulcani e sedimentano nel mare.
DALL'ATTIVITA'DI ORGANISMI VIVENTI: LE ROCCE ORGANOGENE
Esiste un vasto gruppo di rocce formate quasi solamente dall'accumulo di sostanze legate a un'attività biologica e chiamate, per questo, organogene (o biogene). In base alla loro natura queste rocce si distinguono in:
PRECIPITAZIONE E DISSOLUZIONE: LE ROCCE DI ORIGINE CHIMICA
Questo gruppo comprende tutte le rocce che si sono deposte, e si depongono tuttora, essenzialmente per fenomeni chimici. Il più evidente tra questi è la precipitazione, sul fondo di bacini acquei, di composti chimici che si trovano sciolti nell'acqua del mare o dei laghi (rocce evaporitiche o evaporati). Altri sedimenti derivano invece da alterazioni per dissoluzione, all'aria aperta, di rocce preesistenti e danno origine alle rocce residuali.
ROCCE METAMORFICHE
Le rocce metamorfiche si sono formate inseguito alle trasformazioni, provocate da aumenti di pressione e di temperatura, di altre rocce. Abbiamo due tipi di trasformazione molto importanti:
Il metamorfismo di contatto. Quando un magma risale attraverso la crosta, o si ferma all'interno di questa, provoca un forte aumento di temperatura nelle rocce con cui viene a contatto. Intorno alla massa di magma incandescente le rocce subiscono modificazioni nella composizione dei minerali. Ad esempio i calcari formati di minuscoli frammenti di CaCo3, vengono trasformati in marmi, costituiti da un mosaico di grossi cristalli di CaCo3 ( delle dimensioni dei granuli dello zucchero, da cui il nome di "marmi saccaroidi").
Il metamorfismo regionale. Il processo metamorfico più importante è il metamorfismo regionale. Esso avviene ogni volta che movimenti della crosta terrestre fanno sprofondare nel suo interno masse di rocce sedimentarie o magmatiche, che vengono sottoposte così a temperature crescenti e a forti pressioni ( sia per il peso delle rocce sovrastanti - pressione di carico-, sia a causa di spinte tra masse rocciose contigue -pressione orientata). Le rocce che ne derivano presentano una tipica scistosità, la proprietà di suddividersi facilmente in lastre secondo piani paralleli, chiamati appunto piani di scistosità (un esempio è l'ardesia). Il metamorfismo a seconda della pressione e della temperatura può essere di grado basso, medio e alto.
LE "FAMIGLIE" DI ROCCE METAMORFICHE
Le rocce metamorfiche si distinguono in:
IL CICLO LITOGENETICO
I processi di formazione delle rocce indicano che i diversi gruppi di rocce possono trasformarsi gli uni negli altri. Le rocce magmatiche e quelle metamorfiche sono trasformate in rocce sedimentarie.
Le rocce magmatiche e quelle sedimentarie possono subire metamorfosi. Le rocce di tutti e tre i tipi possono andare incontro a un processo di rifusione ed essere di nuovo trasformate in magma. L'insieme di tutte queste relazioni prende il nome di ciclo litogenico o ciclo delle rocce. Il ciclo litogenico è un processo che ha avuto inizio con la formazione della terra solida ed è destinato a continuare finché il pianeta manterrà la propria struttura. Gli incessanti processi di trasformazione delle rocce indicano che la crosta terrestre è in continua evoluzione. I materiali che si formano sono prima o poi ricondotti a condizioni nelle quali non si trovano più in equilibrio e sono trasformati in rocce diverse. Il termine ciclo, usato per indicare l'insieme di queste trasformazioni, mette in evidenza che il processo passa ripetutamente per le medesime tappe. Il ciclo litogenico mostra come le rocce superficiali possono venire sepolte in profondità e trasformarsi in rocce metamorfiche. Se subiscono forti aumenti di temperatura, queste rocce giungono al punto di fusione e si trasformano in magma. Dal magma possono riformarsi rocce magmatiche. Le rocce profonde possono poi essere portate in superficie dai movimenti che deformano in continuazione la parte più superficiale della terra. Continua così l'incessante ciclo evolutivo delle rocce.
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