Naturale Docente di scuola secondaria di I grado - How I met Science
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Naturale
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Civico
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Storia
Docente
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I
gr
ado
A chi ci rivolgiamo?
Come comunicare? 0 Se il messaggio è troppo facile da recepire il recettore si distrae, se è troppo tecnico il recettore alla Eine rinuncia 0 Se il registro linguistico è troppo terra-‐terra l’ascoltatore ritiene di essere valutato come poco istruito e poco intelligente, se il registro è sostenuto si sente invece lusingato
Tullio
De
Mauro
a
proposito
della
divulgazione:
0 Ciò
che
fa
difEicoltà
nella
comunicazione
sono
le
parole
difEicili
inutili,
poi
le
parole
difEicili
utili
ma
non
spiegate.
Il
problema
è
superato
con
parole
difEicili
utili
spiegate
Cosa comunicare? 0 Una premessa necessaria: la tettonica delle placche 0 I vulcani: belli ma malsani? 0 I terremoti: movimenti non tanto remoti
La tettonica delle placche 0 Il concetto di tempo profondo: si può giocare con il tempo?
La
tettonica
delle
placche
0 Tutto
si
muove:
giochiamo
a
ritagliare!
!
L’interno della Terra
Il motore della tettonica
Sperimentare
le
correnti
convettive
La gravità come motore dei movimenti
La gravità come motore dei movimenti http://www.gmpe.it/content/il-motore-delle-
placche
La fredda litosfera oceanica ha una densità maggiore della sottostante astenosfera: quando
la placca comincia a scendere in corrispondenza di una fossa, la porzione pesante che
ti affonda trascina con sé il resto della litosfera, ed è quindi la causa del suo movimento.
http://www.gmpe.it/content/il-motore-delle-
placche Questa ipotesi è simile a quella di un altro modello, secondo il quale sarebbe invece la
posizione rilevata della dorsale oceanica a far scivolare lungo i suoi fianchi inclinati la
ella sottostante astenosfera:
litosfera, a causa della quando
forza di gravità «spingendo» così da dietro l'intera placca.
fossa, la porzione pesante che
di la causa delDato
suo però che alcuni oceani, come l'Atlantico, non hanno zone
movimento.
di subduzione, il meccanismo di trazione non può essere
ondo il quale chiamato
sarebbeininvece
causa perlaspiegare l'espansione che si verifica in
lungo i suoi fianchi inclinati
corrispondenza laloro dorsali.
delle
ì da dietro l'intera placca.
Spinta - Dorsale
no zone
re
ica in
Elementi di Geologia - Scienze e tecnologie Trascinamento - Fossa
http://www.columbia.edu/~vjd1/driving_fo
Spinta-dorsale
Spinta - Dorsale
rces_basic.htm per i Beni Culturali - Maria Chiara Turrini -
Università degli Studi di Ferrara
Trascinamento-fossageneo perché la crosta ha spessore e densità diverse negli oceani e nei
La rotazione come motore dei movimenti
ed è questa differenza a causare la convergenza o la divergenza delle placche:
olle che migrano verso ovest, quella occidentale è più veloce si ha una
mentre se è più lenta si ha una convergenza.
e viene fornita è
inclinazioni diverse
Benioff: quelli che
verso ovest sono
inclinati (40° - 90°)
uelli che piegano
5° - 40°). I primi,
osi sotto la litosfera,
raddrizzati" dallo
• La Terra sta progressivamente subendo un fenomeno di decelerazione (maree
o verso est del
e oscillazione dell’asse).
http://www.gmpe.it/content/il-motore-delle-
entre i secondi placche
• Poiché la crosta è più leggera del mantello, rallenta più in fretta producendo un
appiattiti" dal relativo verso ovest.
moto
lusso.
• Il movimento non è omogeneo perché la crosta ha spessore diverso: se tra
Elementi di Geologia - Scienze e tecnologie
due placche perche
i Beni migrano a Chiara
Culturali - Maria W, quella
Turrini - occidentale è più veloce, si ha una
divergenza, mentre se è più lenta una convergenza.
Università degli Studi di Ferrara
• Prova data dai piani di Benioff: quelli che immergono verso W sono più inclinati
(40-90°) rispetto a quelli che immergono verso E (15-40°) perché “vanno
controcorrente”I moti convettivi del mantello come motore dei movimenti
I Mantle Plumes (Pennacchi)
Hot spots / Mantle plumes I Mantle plumes sono un fenomeno geologico proposto originariamente da W.Jason Morgan nel 1971. Vengono descritti come zampilli o pennacchi caldi, di materia relativamente promordiale, che risalgono dal profondo del mantello e che alimentano degli hotspot (bolle di magma), posti vicino alla superficie
Hot spots / Mantle plumes Secondo queste teorie i punti caldi sarebbero localizzati nella verticale di regioni al confine del nucleo e “pomperebbero” calore direttamente dal nucleo alla superficie, attraverso l’intero mantello. In tale prospettiva i movimenti delle placche sarebbero legati ai moti convettivi dell’intero mantello, ma con interferenze dovute alla risalita dei pennacchi. La loro azione continua sembra in grado di interrompere la continuità della litosfera (es. Islanda)
I punti caldi ed il modello convettivo
Il doppio modello di circolazione
del mantello:
convezione
Mantle plumes
18Motore profondo Le terorie sui moti convettivi propongono due modelli: Zona convettiva unica Zona convettiva su due livelli Mantello superiore e mantello inferiore con dei collegamenti dovuti alla risalita di materiali tramite i “Pennacchi”
Giocare
con
i
margini
delle
placche
E a questo punto iniziamo con i vulcani…
I
vulcani
Belli
ma
ma
lsani
Che cos’è un vulcano 0 Un vulcano è qualsiasi spaccatura della crosta terrestre attraverso la quale il materiale fuso (magma) presente all’interno della Terra esce in superEicie
Terminologia 0 La zona lungo cui il materiale risale è detta condotto 0 L’intersezione del condotto con la superEicie terrestre è il cratere 0 I condotti mettono in collegamento la superEicie terrestre con una zona di alimentazione profonda detta camera magmatica
Il magma 0 La sua temperatura è di circa 600° se di origine crostale o 1200-‐1600° se proveniente dal mantello 0 È il materiale della camera magmatica ed è costituito da Ørocce fuse Øsostanze gassose (vapore, anidride solforosa, ossido di carbonio, ecc) Øpochi minerali cristallizzati
Prodotti vulcanici 0 Lava 0 Gas 0 Prodotti solidi
La lava 0 Quando il magma esce in superEicie, ormai privato della gran parte dei gas, prende il nome di lava 0 Può essere più o meno Eluida secondo la composizione chimica e la ricchezza di gas disciolti
Esperimenti sulla lava? 0 Fluidi non newtoniani 0 Viscosità della lava
Gas 0 Le fumarole sono fori attraverso cui i gas vulcanici fuggono nell’atmosfera 0 Attorno ad esse possono cristallizzarsi numerosi minerali
Prodotti solidi 0 Ceneri: ø < 2 mm 0 Lapilli: 2 mm< ø < 64 mm 0 Bombe: ø>
La vita di un vulcano 0 Un serbatoio magmatico si esaurisce in milioni di anni durante i quali possono alternarsi più fasi di attività vulcanica: esplosiva, effusiva, di emanazione gassosa, ecc 0 Nella vita di un vulcano possono alternarsi periodi di attività e periodi di riposo 0 Se il periodo di quiescenza è di decine di migliaia di anni, il vulcano può essere deEinito con una certa sicurezza spento
Lava song 0 https://youtu.be/uh4dTLJ9q9o
Eruzioni effusive 0 Si veriEicano in presenza di lava Eluida con scarsa presenza di gas 0 Questa condizione è assicurata da magmi basici poveri di silice 0 Può scorrere Eluidamente Eino a 50-‐60 km di distanza dal cratere Etna 1999
Eruzioni
esplosive
0 Si
veriEicano
in
presenza
di
lava
viscosa
con
alta
percentuale
di
gas
0 Questa
condizione
è
assicurata
da
magmi
acidi
molto
ricchi
in
silice
0 In
prossimità
della
superEicie
la
pressione
diminuisce
e
i
gas
disciolti
si
possono
liberare
con
violenza
Stromboli
1997
Sperimentare un’eruzione
Nube ardente 0 Colate di materiale piroclastico incandescente 0 Può raggiungere la velocità di 100 km/h 0 La temperatura interna può raggiungere i 500°C 0 PorEidi del Trentino Alto Adige (250-‐270 Ma) 0 La Peleè 0 Vesuvio
Strato-‐vulcani 0 Sono formati da lave piuttosto acide 0 Si alternano fasi effusive (colate di lava) e fasi esplosive (caduta di prodotti piroclastici) 0 L’ediEicio è un cono dai Eianchi ripidi formato da strati di lava e di ceneri sovrapposte 0 In Italia: Stromboli, Etna, Vesuvio
Vesuvio-‐Somma
Gas soffocanti 0 Materiale: vaschetta, due candele, bottiglietta con aceto, imbuto, bicarbonato di sodio, pasta da modellare, matita, cannuccia Eiammiferi 0 Procedimento: mettere il bicarbonato nella bottiglietta e chiudere con l’imboccatura con la pasta da modellare. Mettere le candele accese in una vaschetta. Forare con la matita, inserire la cannuccia e dirigere l’estremità libera verso il fondo della vaschetta
E Einiamo con i terremoti
I terremot
Movimenti
i
non tanto remo
tiTerremoto o sisma 0 Oggi deEiniamo terremoto, o sisma, qualunque rapida vibrazione della crosta terrestre indipendentemente dagli effetti che provoca
Cause dei terremoti 0 I terremoti possono avere ØOrigine tettonica (movimento di masse lungo una faglia) ØOrigine vulcanica (risalita del magma)
Ipocentro 0 Il punto nel sottosuolo da cui si originano le onde sismiche viene chiamato ipocentro
Epicentro 0 Il punto della superEicie terrestre posto verticalmente sopra l’ipocentro è detto epicentro
Sperimentare
la
teoria
elastica
Se
afferriamo
le
due
estremità
di
un
bastone
e
proviamo
a
piegarlo,
esso
si
deforma
e
accumula
una
certa
quantità
di
energia
(energia
elastica).
Che succede se lasciamo una delle due estremità? Si libera l’energia precedentemente accumulata e il bastone si mette a oscillare rapidamente. Che succede se, invece di lasciare una delle estremità, aumentiamo la forza applicata? A un certo punto il bastone si spezza e i due tronconi rimasti liberano l’energia elastica vibrando per un po’ di tempo.
Sperimentare
il
meccanismo
del
terremoto
0 Con
le
mani
0 Con
una
riga
0 Con
un
elastico
Quindi in un terremoto… 0 Le rocce sottoposte a continua pressione si deformano Eino al limite di rottura. 0 Se lo superano, si spezzano, liberando di colpo l’energia elastica immagazzinata al loro interno
Come
si
misura
un
terremoto
0 Sismometro
inventato
da
Chang
Heng
nel
132
dC
0 Sismografo
attuale
capace
di
registrare
l’ampiezza
delle
oscillazioni
Sismografo fai da te 0 Il sismografo è una massa pesante collegata mediante un Eilo a un basamento saldamente Eissato al suolo. 0 Se avviene un movimento, il basamento vibra ma non riesce a trasmetterlo alla massa pesante
Propagazione dei terremoti 0 Onde longitudinali (o prime P) 0 Onde trasversali (o seconde S) 0 Onde di Rayleigh 0 Onde di Love
Onde P 0 Sono le più veloci (7Km/s) 0 Si propagano per compressioni e dilatazioni successive
Onde S 0 Sono dette onde seconde e viaggiano a 4 Km al secondo 0 Le particelle vibrano trasversalmente rispetto alla loro direzione di propagazione 0 Non viaggiano nei liquidi
Onde di Rayleigh 0 È un’onda di tipo superEiciale 0 Il moto delle particelle è di tipo ellittico
Onde di Love 0 Sono onde superEiciali 0 Il moto delle particelle è a zig-‐zag
Ed ora… MIMI
Come
si
misura
un
sisma?
Le
scosse
sismiche
0 L’intensità
riguarda
gli
vengono
calcolate
in
base
effetti
del
sisma
ed
è
all'intensità
ed
alla
soggettiva
magnitudo.
0 La
magnitudo
riguarda
l’energia
sviluppata
dal
sisma
La scala Mercalli 0 La scala Mercalli, è basata solo sull'entità e sulla quantità dei danni. 0 Si assegna al terremoto un determinato valore che va da 1 (nessun danno, solo gli strumenti lo avvertono) a 12 (distruzione totale). 0 Oggi si usa la scala Mercalli-‐ c a n c a n i -‐ S i e b e r g , q u e l l a originale è stata introdotta nel 1902
La
scala
Richter
0 Esprime
la
magnitudo,
grandezza
riferita
alle
massime
oscillazioni
registrate
dagli
strumenti
sismici
e
dà
una
misura
oggettiva
dell'energia
rilasciata.
0 E’
logaritmica
per
cui
un
terremoto
di
magnitudo
4
è
10
volte
più
grande
di
uno
con
M=3
0 Il
livello
0
è
quello
di
vibrazioni
che
producono
su
un
sismografo
standard
a
100
km
dall’epicentro
oscillazioni
di
0,001
mm
0 È
una
scala
aperta
0 Il
terremoto
del
1980
in
Irpinia,
ha
sprigionato
energia
pari
a
6.8
Richter,
equivalente
all'esplosione
di
10-‐15
bombe
atomiche
come
quella
di
Hiroshima.
Confronto
fra
le
due
scale
Scala MCS effetti Scala
Richter
I Non percepito
II 2
III Percezione crescente
IV 3
V
Reazioni di paura
VI 4
VII
Caduta di oggetti senza
danni 5
VIII Danni lievi
IX
6
Crolli e distruzione di
X
XI
una percentuale 7
crescente di edifici
XII Storicamente mai
raggiunto 8La liquefazione
Terremoti nel mondo
La cintura di fuoco
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