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Appunti di scienze della terra

La litosfera –minerali e rocce

APPUNTI DI: SCIENZE DELLA TERRA LA LITOSFERA – MINERALI E ROCCE

LA LITOSFERA E’ L’INVOLUCRO PIU’ ESTERNO DELLA TERRA, COSTITUITO DA ROCCE E MINERALI ALLO STATO SOLIDO. COMPRENDE LA CROSTA E LA PARTE SUPERIORE DEL MANTELLO. COSA SONO I MINERALI? I MINERALI SONO SOSTANZE NATURALI ALLO STATO SOLLIDO, HANNO UNA STRUTTURA CRISTALLINA E UNA COMPOSIZIONE CHIMICA DEFINITA E COSTANTE. ES: IL DIAMANTE E’ FORMATO DA UN SOLO TIPO DI ATOMI, OVVERO, ATOMI DI CARBONIO. QUESTO POSSIEDE UNA STRUTTURA CRISTALLINA E SI FORMA GRAZIE A TEMPERATURA E PRESSIONE MOLTO ELEVATE. ES: IL SALGEMMA E’ UN MINERALE FORMATO DA SODIO E CLORO. LA SUA STRUTTURA CRISTALLINA SI SVILUPPA DALLA RIPETIZIONE DI UN’UNITA’ DI BASE CHIAMATA CELLA ELEMENTARE. COME SI FORMANO LE STRUTTURE CRISTALLINE NEI MINERALI? STRUTTURE CRISTALLINE NEI MINERALI SI FORMANO TRAMITE ALCUNI PROCESSI:  PER RAFFREDDAMENTO= DA LIQUIDA O DA VAPORE VIENE RAFFREDDATA E PASSA ALLO STATO SOLIDO. SE IL PROCESSO AVVIENE LENTAMENTE LA STRUTTURA DEGLI ATOMI SI SISTEMA IN MANIERA ORDINATA. QUESTE CONDIZIONI SI HANNO NEL SOTTOSUOLO TERRESTRE DOVE CI SONO TEMPERATURE ELEVATE CHE FANNO FONDERE LE ROCCE E FANNO EVAPORARE ALCUNI ELEMENTI. ES: IL QUARZO 1

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 PER PRECIPITAZIONE= AVVIENE QUANDO LA SOSTANZA SI TROVA DISCIOLTA IN UNA SOLUZIONE ACQUOSA E PER L’EVAPORAZIONE DELL’ACQUA O PER LA SOLUZIONE CHE SI RAFFREDDA NELL’ACQUA, LA SOLUZIONE SI DEPOSITA LENTAMENTE. ES: LA CALCITE

QUALI SONO LE PROPRIETA’ DEI MINERALI? ESISTONO PiU’ DI 4MILA TIPI DI MINERALI. ESSI VENGONO IDENTIFICATI SIA DALLA FORMA GEOMETRICA, MA ANCHE DALLE VARIE PROPRIETA’ FISICHE, QUALI: COLORE DUREZZA DENSITA’ SFALDATURA LUCENTEZZA

QUALI SONO I PRINCIPALI GRUPPI DI MINERALI? I MINERALI PIU’ DIFFUSI SONO I COMPOSTI DEL SILICIO CHE COMPRENDONO IL QUARZO E I SILICATI. I SILICATI SONO MINERALI FORMATI DA SILICIO E OSSIGENO, SONO LEGATI TRA DI LORO E FORMANO UN’UNITA’ DI BASE CHIAMATA PIRAMIDALE. I SILICATI COSTITUISCONO IL 92% DEI MATERIALI ROCCIOSI DELLA CROSTA TERRESTRE. 2

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DI SILICATI NE ESISTONO DUE GRUPPI: 1. SILICATI RICCHI DI FERRO E MAGNESIO, CHIAMATI FEMICI. CARATTERISTICHE: DENSITA’ ELEVATA E DI COLORE SCURO. ES.: BIOTITE 2. SILICATI RICCHI DI ALLUMINIO, CHIAMATI SIALICI. CARATTERISTICHE: DENSITA’ MINORE E DI COLORE CHIARO. ES.: BERILLIO I MINERALI NON SILICATI COSTITUISCONO IL 10% DEI MATERIALI ROCCIOSI DELLA CROSTA TERRESTRE. TRA I PIU’ COMUNI TROVIAMO:      

ELEMENTI NATIVI CARBONATI SOLFATI ALOGENURI SOLFURI OSSIDI

ZOLFO NATIVO DOLOMITE GESSO FLUORITE PIRITE EMATITE

LE ROCCE COSA SONO? LE ROCCE SONO SEMPLICEMENTE L’AGGREGAZIONE NATURALE DI UNO O PIU’ MINERALI CHE SI FORMANO ATTRAVERSO TRE PROCESSI: 1. MAGMATICO 2. SEDIMENTARIO 3. METAMORFICO ESISTONO VARI TIPI DI ROCCIA CLASSIFICABILI PER ORIGINE E COMPOSIZIONE.

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COSA SI INTENDE PER CICLO DELLE ROCCE? PER CICLO DELLE ROCCE SI INTENDONO QUEI PROCESSI CHIMICO-FISICI CHE AVVENGONO IN TEMPI MOLTO LUNGHI (MILIONI DI ANNI), CHE PORTANO ALLA CONTINUA FORMAZIONE E TRASFORMAZIONE DA UN TIPO DI ROCCIA AD UN ALTRO.

COME SI FORMANO LE ROCCE IGNEE? LE ROCCE IGNEE SI FORMANO DALLA SOLIDIFICAZIONE DEL MAGMA, CIOE’UNA COMPLESSA MISCELA AD ALTISSIMA TEMPERATURA DI SOSTANZE MINERALI, VAPORE ACQUEO E GAS PROVENIENTI DALLE PROFONDITÀ DELLA TERRA. A SECONDA DELLA VELOCITÀ DI RAFFREDDAMENTO SI OTTENGONO STRUTTURE E ASPETTI DIFFERENTI CHE PERMETTONO LA CLASSIFICAZIONE E IL RICONOSCIMENTO DEI DIVERSI TIPI DI ROCCIA. IN PARTICOLARE SI DISTINGUONO:  ROCCE INTRUSIVE, CHE SI RAFFREDDANO E SI CRISTALLIZZANO MOLTO LENTAMENTE IN PROFONDITÀ E IN CONDIZIONI DI PRESSIONE ELEVATA ALL’INTERNO DI UNA CAMERA MAGMATICA.  ROCCE EFFUSIVE CHE SI FORMANO QUANDO IL MAGMA SALE IN SUPERFICIE SOTTO FORMA DI COLATA LAVICA E CRISTALLIZZA VELOCEMENTE. 4

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NELLE PRIME IL LENTO RAFFREDDAMENTO LASCIA IL TEMPO AI MINERALI DI ORGANIZZARSI IN STRUTTURE ORDINATE FORMANDO CRISTALLI BEN VISIBILI COME NEL GRANITO (NELLA FOTO IN ALTO). AL CONTRARIO LE ROCCE EFFUSIVE PRESENTANO UN ASPETTO PIÙ UNIFORME (COME IL BASALTO, IN BASSO A SINISTRA) E TALVOLTA VETROSO (COME L’OSSIDIANA, IN BASSO A DESTRA).

DIFFERENZA MAGMA E LAVA? MAGMA = MISCELA INCANDESCENTE DI ROCCE FUSE,GAS E VAPORI. LAVA = MISCELA INCANDESCENTE DI ROCCE FUSE.

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COME SI FORMANO LE ROCCE SEDIMENTARIE? LE ROCCE SEDIMENTARIE, DERIVANO DALLA DEPOSIZIONE DI SOSTANZE MINERALI PROVENIENTI DA ALTRE ROCCE CHE HANNO SUBITO UNA PRECEDENTE DEGRADAZIONE FISICA O MECCANICA. IL PROCESSO CHE COMPATTA, CEMENTA E RICRISTALLIZZA I SEDIMENTI È CHIAMATO DIAGENESI.

MALGRADO GENERALMENTE MOSTRINO UN ASPETTO STRATIFICATO, SONO CARATTERIZZATI DA UNA VARIABILITÀ DI STRUTTURA MOLTO PIÙ RICCA RISPETTO ALLE ROCCE IGNEE. LO STUDIO DI QUESTE ROCCE RISULTA INTERESSANTE ANCHE PER LA FREQUENTE PRESENZA DI FOSSILI CHE FORNISCONO INFORMAZIONI FONDAMENTALI SULLA STORIA DELLA VITA SULLA TERRA.

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COME SI FORMANO LE ROCCE METAMORFICHE? LE ROCCE GIA’ ESISTENTI POSSONO TRASFORMARSI IN ALTRE ROCCE, DETTE METAMORFICHE. UNA ROCCIA METAMORFICA È UNA ROCCIA CHE HA SUBITO UNA TRASFORMAZIONE RISPETTO ALLA SUA STRUTTURA ORIGINARIA. IL TERMINE METAMORFISMO INDICA DUNQUE L’ADEGUAMENTO DELLA STRUTTURA E DELLA COMPOSIZIONE DI UNA ROCCIA A CONDIZIONI DIVERSE DA QUELLE IN CUI SI ERA ORIGINARIAMENTE FORMATA. LE CAUSE PRINCIPALI DEL METAMORFISMO SONO LA VARIAZIONE DI TEMPERATURA E PRESSIONE. AD ESEMPIO TEMPERATURE ELEVATE RENDONO POSSIBILE LA RICOSTITUZIONE DELLA ROCCIA E I CAMBIAMENTI DI FORMA. TEMPERATURA E PRESSIONE POSSONO AGIRE INSIEME O SEPARATAMENTE. IN BASE A QUESTO SI POSSONO AVERE: 1) METAMORFISMO REGIONALE: NEL QUALE AGISCONO SIA TEMPERATURA CHE PRESSIONE; 2) METAMORFISMO DI CONTATTO: DOVUTO PRINCIPALMENTE A CAMBIAMENTI DI TEMPERATURA; 3) METAMORFISMO CATACLASTICO: DOVUTO PRINCIPALMENTE A CAMBIAMENTI DI PRESSIONE. QUESTI PROCESSI CONDUCONO ANCHE A UNA ORIENTAZIONE PREFERENZIALE DEI MINERALI PER EFFETTO DELLE PRESSIONI ORIENTATE, FENOMENI CHE FACILITANO LA FORMAZIONE DI MINERALI SOLO LUNGO ALCUNE DIREZIONI CARATTERISTICHE.

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SI POSSONO POI FORMARE DIFFERENTI TIPI DI ROCCIA IN BASE ALL’INTENSITÀ DELLE AZIONI A CUI È STATA SOTTOPOSTA LA ROCCIA). A GRADI BASSI DI METAMORFISMO SI HA QUASI UN PROCESSO SEDIMENTARIO, MENTRE A QUELLI ALTI SI ORIGINA LA FUSIONE (PROCESSO MAGMATICO). I DIVERSI GRADI DI METAMORFISMO:

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