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MARINELLA TORRI

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RICERCA E DIDATTICADELLE SCIENZE PER LASCUOLA ITALIANA

Corso interattivo di SCIENZE DELLA TERRA

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Marinella Torri

01-03 Terra Occhiello 16/03/11 09:32 Pagina 1

Direzione editoriale: Franco MeninRedazione: Fabio BeninatiProgetto grafico: Giuseppina Vailati CantaCopertina: Giuseppina Vailati Canta, Daniele Attia, Roberto Ducci Impaginazione: www.giroidea.it, Enrica Bologni, Vincenzo PepeRicerca iconografica: Eleonora Calamita e Mariagrazia FerriConsulenza per la parte geografica: Fabio Rossi

Le rubriche English corner e Smart Items sono state curate per Europassda Alessandra Brunetti

La rubrica Geo Italia è stata realizzata da Giuseppe Santi,paleontologo presso il dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambientedell’Università di Pavia

Si ringrazia Pasquale Di Santo per il contributo nella realizzazionedi Geo Italia “Ciro, un dinosauro italiano”

ISBN 978-88-416-5831-4

Prima edizione: marzo 2011

Ristampe2016 2015 2014 2013 2012 2011

VI V IV III II I *

Printed in Italy

© 2011 - Proprietà letteraria riservata. È vietata la riproduzione, anche parziale, conqualsiasi mezzo effettuata, compresa la fotocopia, anche ad uso interno o didattico,non autorizzata. Le fotocopie per uso personale del lettore possono essere effettuate nei limiti del 15%di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art. 68,commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633.Le riproduzioni per finalità di carattere professionale, economico o commerciale, o co-munque per uso diverso da quello personale, possono essere effettuate a seguito dispecifica autorizzazione rilasciata da AIDRO, Corso di Porta Romana 108, 20122 Mila-no, e-mail [email protected] e sito web www.aidro.org.

Casa Editrice G. Principato S.p.A.http://www.principato.itVia G.B. Fauché 10 - 20154 Milanoe-mail: [email protected]

Stampa: STIAV srl – Calenzano (FI)

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Professori, come voiI nostri autori di testi scientifici sono insegnanti, ricerca-

tori, formatori, esperti di didattica; lavorano a contatto conla realtà della scuola e con le sue problematiche e cercanodi dare risposte alle esigenze dei colleghi alle prese con icontinui cambiamenti in atto nella scuola italiana.

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Indice

Lezione 1 10La Terra è un sistema

Lezione 2 18Energia e materia nel sistema Terra

Lezione 3 24Le scienze della Terra

Il dissesto idrogeologico in Italia e la sua prevenzione

Test 32Competenze in prova 34

Lezione 4 38L’immagine della Terra

Lezione 5 44La rappresentazione della Terra

GPS + GIS La cartografia diventa digitale 52

OBIETTIVOAMBIENTE

UNITÀ

UNITÀ

IL SISTEMA TERRA8

La Stazione

Spaziale

Internazionale

Il sistema TerraIl ciclo dell’acquaIl puzzle delle placche

Le onde elettromagneticheLa composizione della materiaIl ciclo dell’azoto e del carbonio

La storia delle scienze della TerraI servizi geologici in Italia

LA TERRA NELLO SPAZIO 36

Pianeta

Marte

Le proiezioni pure prospetticheDalla triangolazione al telerilevamento

Carte a tema

04-05 Terra Indice 15/03/11 17:49 Pagina 4

5

Lezione 6 54Lo spazio intorno a noiAlla scoperta dell’Universo e delle sue origini

Lezione 7 64I movimenti della TerraOsserva il cammino del Sole

Test 72

Competenze in prova 74

Lezione 8 78La composizione della litosfera

Una chiave per diventare collezionisti di minerali

Lezione 9 88Le trasformazioni delle rocce

Laghi del Permiano 98

Lezione 10 100Le risorse energetiche del pianetaTerra

L’automobile del futuro andrà a idrogeno?

Lezione 11 112Le risorse minerarie del pianeta Terra

Test 118

Competenze in prova 120

GEOItalia

Parco

Nazionale

dell’Arcipelago

di La Maddalena

Il SoleLa radiazione solareIn viaggio tra i pianetiLe cometeStorie di stelle

Il moto dei pianeti Dal sistema geocentrico al sistema eliocentricoLe conseguenze della rotazione terrestreLe stagioni della Terra

Minerali e rocce in vetrinaIl ciclo delle rocce

Polveri dal desertoViaggio nel deserto

L’azione del ghiaccio sulle rocceI tipi di dune

UNITÀLA LITOSFERA

76

Come si è formato il carboneAlla ricerca del petrolioEnergie del futuro

I tesori della crosta terrestreCamini idrotermali


6

Lezione 12 124I vulcani

Incontro con un vulcano:il Vesuvio 132

Lezione 13 134I terremoti

Lezione 14 142Continenti, oceani e interno dellaTerra

Lezione 15 150La tettonica delle placcheTest 158Competenze in prova 160

Lezione 16 164Il tempo geologico

Ciro, un dinosauro italiano 170

Lezione 17 172

L’evoluzione della Terra e dei viventiTest 180Competenze in prova 182

GEOItalia

GEOItalia

UNITÀUN PIANETA CHESI TRASFORMA 122

UNITÀLA STORIA DEL NOSTRO PIANETA 162

Riserva naturale

Isola di Stromboli

e Strombolicchio

Dentro il vulcanoLa carta dei vulcani

Come si forma un geyser

Come si origina un terremoto?

La Terra ai primi passiViaggio al centro della Terra

Oceani in espansioneIl puzzle delle placche

Quando un isotopo si trasforma in atomo stabileCome si formano i fossiliLa scala cronostratigrafica

I dominatori del MesozoicoOrigine ed evoluzione della specie umana

La carta delle isosisme

Geoparco di

Bletterbach,

patrimonio

dell’umanità

dell’UNESCO


7

Lezione 18 186La risorsa acquaAcque in pericolo

Lezione 19 194Oceani e mariSalinità, temperatura e densità dell’acqua

Lezione 20 202Il mare e le costeLezione 21 206Le acque continentaliLezione 22 216Le acque modellano la superficiedella litosfera

Quando il paesaggiocambia 222

Test 224Competenze in prova 226

Lezione 23 230Come è fatta l’atmosfera?L’effetto serra in scatola

Lezione 24 236Il tempo atmosfericoLezione 25 244Climi e biomi della Terra

Aria, una risorsa in pericolo248

Test 250 Competenze in prova 252Smart Items 254 Fonti iconografiche 256

GEOItalia

OBIETTIVOAMBIENTE

UNITÀL’IDROSFERA

184

UNITÀL’ATMOSFERA

228

Riserva naturale

Valle del Freddo

Parco fluviale

del Nera

L’origine delle acque terrestriIl ciclo dell’acqua

Gli abitanti del mareLa formazione delle maree

Scogliere e atolli corallini

Esploriamo il ghiacciaio Che cosa raccontano i ghiacciai antarticiIl controllo delle acque superficiali

Il paesaggio carsicoDentro le acque del fiume

Leggiamo la carta del tempoNella capannina meteorologica

Un’atmosfera a stratiL’origine dell’atmosfera

Energia elettrica dal mare

Il lago di GardaCome si forma una cascata

In viaggio tra i biomi

La carta delle isoterme

Brezze di mare e brezze di terra


UNITÀ

UN PIANETA CHE SI TRASFORMA

Di che natura possono essere

le eruzioni dello Stromboli?Come si è formato lo scoglio di

Strombolicchio? La sua origine

ha relazione con l’attività

vulcanica dell’arcipelago?

122-123 Terra Ape U4 15/03/11 16:04 Pagina 122

descrivere le caratteristiche delle lave

distinguere i diversi tipi di attività vulcanica e di edifici vulcanici

spiegare che cos’è un terremoto,come viene localizzato e come viene misurato

illustrare i più diffusi metodi di previsione e prevenzione dei fenomeni sismici

descrivere la struttura dei fondalioceanici e delle terre emerse

descrivere i metodi di indagine che hanno condotto alla costruzione dell’attuale modello interno della Terra

illustrare le tappe più significative della ricerca che ha condotto alla formulazione della teoria della tettonica delle placche

illustrare la teoria della tettonica delle placche

123

Lezione 12I vulcani

Lezione 13I terremoti

Lezione 14Continenti, oceani e interno della Terra

Lezione 15La tettonica delle placche

Dopo lo studio di questelezioni saprai

L’attività vulcanica dello Stromboli,

di Vulcano e degli altri vulcani

dell’arciplago delle Eolie può essere

collegata a movimenti delle placche

litosferiche?

Come può essere classificato

Stromboli sulla base della forma

dell’edificio vulcanico?

Riserva naturale

Isola di Stromboli

e Strombolicchio

122-123 Terra Ape U4 15/03/11 16:05 Pagina 123

124 Unità 4

de l’anidride carbonica, quando la bottiglia vie-ne stappata. ••Il magma che trabocca sulla superficie terre-

stre prende il nome di lava.

Lezione

I vulcani

12

condottovulcanico

cratere

focolaiomagmatico

Magmi, lave e vulcani

I magmi sono miscele di minerali fusi e gas,che si formano in profondità in punti diversidella crosta terrestre. Dalla composizione chimi-ca dei magmi dipendono due importanti caratte-ristiche fisiche, che sono la temperatura e il gra-do di fluidità. Si distinguono così due tipi dimagmi fondamentali: i magmi basici, cioè po-veri di silice, hanno temperature intorno a 1000-1200 °C e sono molto fluidi; i magmi acidi, ricchidi silice, hanno temperature intorno agli 800 °Ce sono molto più viscosi, cioè scorrono con diffi-coltà.

Se rimane intrappolato dentro la crosta, ilmagma si raffredda lentamente dando originead ammassi di rocce ignee intrusive. Se invece lamassa magmatica fusa risale verso la superficieattraverso le fratture della crosta, si trasformaprogressivamente in lava. A contatto con le roc-ce della crosta, il magma cambia la sua composi-zione, temperatura e pressione diminuiscono,mentre i gas e il vapor d’acqua che contienevengono liberati, proprio come lo spumante per-

Dentro il vulcano

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:14 Pagina 124

125

La lava fuoriesce dalle fratturedella crosta producendo una vio-lenta emissione di gas e frammentidi roccia: è nato un vulcano.••Un vulcano è una frattura della

crosta dalla quale fuoriesce la lava.Il vulcano è alimentato in profondità dal

focolaio magmatico, la cavità dalla qualeil magma risale verso la superficie at-traverso una o più vie, chiamatecondotti vulcanici.

La parte superficiale del vulcano,l’edificio vulcanico, viene costruito,eruzione dopo eruzione, dalla lavache risale lungo il condotto e fuoriescedalla bocca, o cratere, del vulcano.

Vulcani in attività

La vita di un vulcano puòessere caratterizzata da di-verse fasi: la fase esplosiva, lafase effusiva e la fase postvul-canica che accompagna la finedella sua attività.

Durante la fase esplosiva, l’at-tività del vulcano è caratterizzatadall’emissione di una grandequantità di gas. Nella composi-zione dei gas vulcanici trovia-

mo principalmente vapor d’ac-qua, insieme ad anidride carbonica,

anidride solforosa, ossido di car-bonio e composti dell’azoto, delcloro e del fluoro.

Le esplosioni sono accompa-gnate dall’emissione di lava ma

anche da una grande quantità diframmenti solidi di ogni forma e di-

mensione, i prodotti piroclastici.Questi materiali possono essere costituiti

da frammenti porosi e leggeri di lavaraffreddata, le pomici 1, oppure daporzioni di lava che diventano solidea contatto con l’atmosfera, le bombevulcaniche 2 che spesso raggiun-gono il diametro di 30 cm. Entrambe

sono accompagnate da frammentipiù piccoli, i lapilli 3, e da vera e pro-

pria lava polverizzata, la cenere.

1

2

3

Il più grande vulcano d’EuropaCon i suoi 3300 metri, l’Etna è il vulcano attivo più alto

d’Europa. Le sue eruzioni iniziarono 500 mila anni fa nelle

acque profonde di un vasto golfo, che fu progressivamente

colmato dalle colate laviche. Con il tempo l’edificio vulcanico è

emerso dalle acque e ha assunto la configurazione di un vulcano

dalle pendici ripide. La storia eruttiva dell’Etna è nota da oltre

duemila anni poiché, malgrado la pericolosità, le sue pendici

sono sempre state popolate. Le eruzioni più catastrofiche si

verificarono nel XVI e nel XVII secolo: gli annali storici

raccontano che nel 1669 una spaventosa eruzione distrusse

buona parte della città di Catania. Durante l’episodio eruttivo

dell’Etna iniziato nel 1991 e proseguito fino alla primavera del

1992, sono stati sperimentati con successo interventi per

deviare il flusso magmatico. Il bombardamento delle bocche

eruttive e la costruzione di terrapieni e canali artificiali per

deviare la lava hanno permesso di salvare da distruzione certa il

piccolo centro abitato di Zafferana Etnea, che altrimenti

sarebbe stato travolto dal flusso lavico.

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:15 Pagina 125

126 Unità 4 Lezione 12

I prodotti piroclastici che si depositano a stra-ti intorno al vulcano possono venire a contattocon le acque meteoriche o con le acque di scio-glimento dei ghiacciai e trasformarsi in vere eproprie colate di fango, chiamate lahar.

La fase effusiva di un vulcano è caratterizza-ta da eruzioni più o meno frequenti: è la compo-sizione della lava a determinare il tipo di eru-zione, il tipo di materiali vulcanici emessi e laforma dell’edificio vulcanico che viene costruitodalle colate di lava e dagli strati di materiali pi-roclastici.

Lave a composizione acida producono eru-zioni di tipo esplosivo, con emissioni di grandiquantità di ceneri, gas e brandelli di lava. Puòaccadere che lave molto acide e dense non rie-scano neppure a fuoriuscire dal cratere e si raf-freddino all’interno del camino vulcanico, doveformano dei rigonfiamenti di lava consolidata,chiamati cupole di ristagno.

Il Monte Saint Helens, negli Stati UnitiLa ripresa dell’attività del vulcano ha provocato la rapida fusione della neve e dei ghiacci chericoprivano la cima. L’acqua di fusione si èmescolata con le ceneri depositate sulle pendici del vulcano provocando la formazione di un lahar.

fotoQUIZ

Aerei minacciati dalla cenereNella primavera del 2010 l’eruzione del vulcanoislandese Eyjafjöll ha liberato nell’atmosfera

enormi quantità di fumi e ceneri ricche di silice.Perché le compagnieaeree hanno dovutosospendere i voli sul nord Europa a causa deigravi rischi che correvanogli apparecchi?

Il Puys de Dome, in Francia.

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:15 Pagina 126

127

Lave basiche e povere di silice sono invece al-l’origine di eruzioni di tipo effusivo, caratteriz-zate da emissioni relativamente tranquille di la-va.

I vulcani alimentati da lave a composizioneintermedia alternano fasi di eruzioni esplosivea fasi di eruzioni effusive.

In natura esistono molti altri tipi di eruzioni,che prendono il nome dei vulcani nei quali av-vengono con maggior frequenza: ad esempio leeruzioni di tipo stromboliano sono caratteristi-che dello Stromboli, il vulcano dell’arcipelagodelle Eolie, mentre le eruzioni di tipo vesuvianointeressano il vulcano omonimo.

Tanti vulcani, tante forme

Un edificio vulcanico può avere forme diver-se: può apparire come una collina, una monta-gna a forma di cono, oppure essere semplice-mente una fessura o una depressione. Le formedi un edificio vulcanico dipendono dal tipo dieruzione, dalla composizione della lava e dallasua quantità.

Vulcani compositiI vulcani alimentati da lave acide sono carat-terizzati da un’intensa fase esplosiva. Dal cra-tere del vulcano viene proiettata una grandequantità di prodotti piroclastici, che si deposi-ta a strati sul suolo. Gli edifici vulcanici for-mati dall’accumulo di frammenti di lava raf-freddata hanno pendii piuttosto scoscesi e so-no di modesta altezza, in genere inferiore ai300 m. Queste piccole strutture, chiamate co-ni di cenere, si possono formare intorno al

Cono di cenere presso Veyo, nello stato dello Utah, USA

cratere centrale e la loro attività è spesso unsegnale del risveglio del vulcano principale.Dopo l’iniziale emissione di ceneri e lapilli,

comincia la fuoriuscita della lava che si consoli-da sugli strati di materiale piroclastico. L’edificiovulcanico che si forma da questa alternanza di

tipo hawaiano tipo stromboliano tipo vulcanico

tipo vesuviano tipo peleano tipo pliniano

La carta dei vulcani

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:15 Pagina 127

Il Monte Fuji, in Giappone, un tipico strato-vulcano


strati e colate di lava assume la tipica forma acono o a tronco di cono e viene chiamato strato-vulcano.••Uno strato-vulcano è alimentato da lave acide

e il suo edificio è formato da alternanze di co-late laviche e strati di prodotti piroclastici.In alcuni tipi di eruzioni la lava acida può es-

sere così viscosa da non riuscire a spingersi fuo-ri dal vulcano: si raffredda dentro il cratere stes-so, formando vere e proprie colonne di rocciachiamate protrusioni solide. Con l’andare deltempo, tutti gli edifici vulcanici vengono sman-tellati dagli agenti atmosferici: le rocce che riem-

pono il camino vulcanico, più resistenti, possonorimanere in posto ed emergere dai terreni circo-stanti, dando origine a un neck vulcanico.

Spesso l’eruzione dei vulcani alimentati da la-ve acide è accompagnata dall’emissione di parti-colari tipi di nubi, chiamate nubi ardenti: sonoformate da prodotti piroclastici molto fini, comeceneri e polveri rese fluide dalla presenza di gasad altissima temperatura (tra 600 e 800 °C). Lenubi ardenti lambiscono il suolo e scorrono avalle con velocità che possono raggiungere an-che i 300-400 km/h.

I vulcani alimentati da magmi di composizio-ne intermedia, con un contenuto in silice com-preso tra 62 e 55%, alternano l’attività esplosivacon quella effusiva, durante la quale si haun’abbondante emissione di lava. Le successivedeposizioni di materiale piroclastico e di colatedi lava determinano la costruzione di edifici vul-canici di forma conica regolare.

Se le eruzioni prodotte da lave a composizioneintermedia sono particolarmente violente, la par-te sommitale del vulcano può essere distrutta esprofondare parzialmente: si creano così depres-sioni di forma circolare, chiamate caldere. Con ilpassare del tempo, il fondo delle caldere, divenu-to impermeabile all’acqua, può ospitare laghi: adesempio il Lago di Bolsena e quello di Bracciano,situati nei monti Volsini e Sabatini dell’Italiacentrale 4, o il Crater Lake, negli Stati Uniti, cheal suo interno ha una piccola isola.

La discesa della nube ardente dai fianchidel Monte Pinatubo, nelle Filippine,avvenuta nel 1991

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:16 Pagina 128

Il Mauna Loa, nelle Hawaii.

129

Vulcani a scudoLe lave basiche, molto calde efluide, una volta eruttate scorro-no per lunghi tratti lungo i pen-dii e, raffreddandosi, danno ori-gine a edifici vulcanici dalla for-ma larga e appiattita, chiamativulcani a scudo.

••Un vulcano a scudo è alimentatoda lave basiche e il suo edificiolargo e appiattito è formato da colatelaviche raffreddate.

I più famosi vulcani a scudo si trovano nelleisole Hawaii. Le loro lave sono così fluide chespesso ristagnano nei crateri, dove formano verie propri laghi dai quali scendono verso valle fiu-mi di lava incandescente. Vulcani lineari

I vulcani finora descritti sono caratterizzati daeffusioni centrali: questo significa che la lavarisale lungo il condotto magmatico ed esce daun unico cratere. Esistono però anche dei vul-cani lineari, caratterizzati da emissioni di lavalungo fessure allungate della crosta terrestre.

••Un vulcano lineare emette lava lungo unafrattura della crosta terrestre.Se la lava che fuoriesce è acida, può formare

allineamenti di piccoli coni lungo le spaccature

4

magma basico e molto fluidocondotto centrale

fotoQUIZ

Lave hawaiianeLe popolazioni hawaiianechiamano pahoehoe

(lave su cui si puòcamminare) le lave acorda e aa (lave su cuinon si puòcamminare) quellecoriacee e spigolose.Perché le due lavesono così diverse?

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:20 Pagina 129

La fessura di un vulcano lineare, in Islanda


della crosta; se invece è basica e fluida, puòespandersi lateralmente alle fessure. La succes-sione di colate laviche che si stratificano l’unasopra l’altra forma i plateaux basaltici, piattitavolati formati da colate di lava sovrapposte.

I più estesi plateaux basaltici si sono formatinel lontano passato della storia della Terra: sitratta del plateaux del Deccan, che forma buonaparte della penisola indiana, e di quello del-l’America Meridionale, esteso tra il Brasile e ilParaguay.

Le maggiori effusioni lineari si verificano, tut-tavia, non sulla superficie terrestre, ma sul fondodegli oceani, più precisamente lungo le catene divulcani che formano le dorsali oceaniche. I mag-mi che fuoriescono dalle dorsali arrivano diretta-mente dal mantello e solidificano immediata-mente, a contatto con le gelide acque dell’oceano.In questo modo si formano nuove porzioni di cro-sta oceanica, costituite da roccia basaltica. A voltei vulcani delle dorsali emergono dagli oceani, for-

mando isole vulcaniche: è il caso delle isole atlan-tiche delle Azzorre, di Sant’Elena e dell’Islanda,interamente costituita da lava basaltica consoli-data.

La fase postvulcanica:quando il vulcano si spegne

Un vulcano si definisce attivo se ha avuto at-tività eruttiva in tempi storici.

Un vulcano ha, in genere, una vita molto lun-ga durante la quale si alternano periodi di attivi-tà intensa e periodi di quiescenza, che possonodurare anche secoli. Alla fine, spesso dopo centi-naia di migliaia di anni, esso può estinguersi de-finitivamente. Tuttavia, sia nel periodo di quie-scenza sia nelle ultime fasi di vita, si possonoverificare fenomeni vulcanici di modesta entità,raggruppati sotto il nome di fenomeni vulcanicisecondari.

La più tipica manifestazione di vulcanismosecondario è quella delle fumarole, emissioni divapor d’acqua, spesso mescolato con anidridecarbonica e composti dello zolfo allo stato gasso-so, che raggiungono temperature comprese tra90 e 300 °C.

Quando i composti dello zolfo sono presentiin grandi quantità, lo zolfo può depositarsi in-torno alla bocca della fumarola, formando incro-stazioni costituite dai cristalli gialli del minerale.Questa particolare emissione gassosa è chiama-ta solfatara. Quando invece l’emissione di va-pore è formata prevalentemente da anidridecarbonica, si parla di mofeta. Solfatare e mofetesono presenti in molte zone dell’Italia, come in

fessure

magma in risalitalungo una fessura stratificazione

di colate di lava

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:23 Pagina 130

131

Campania, nei pressi di Pozzuoli, nel complessovulcanico dei Campi Flegrei, e nell’Isola di Vul-cano, nell’arcipelago delle Eolie.

Un interessante esempio di attività vulcanica

secondaria è quello dei gey-ser: si tratta di getti di acquabollente e di vapore surri-scaldato, che vengono emes-si a intermittenza, ma con grande regolarità, dal-le profondità della crosta. I più famosi geyser sitrovano negli Stati Uniti, nel Parco Nazionale diYellowstone, ma anche in Nuova Zelanda e inIslanda.

Quando invece l’emissione di vapore è conti-nua, si parla di soffioni. Le acque delle faldeche giungono nelle vicinanze del focolaio di unvulcano si mescolano con i vapori emessi dalmagma, risalendo in superficie sotto forma divapori surriscaldati, che possono essere usatiper la produzione di energia geotermica.

Nel 1902, dal cratere del vulcano La Pelèe, nell’Isola della Martinica, fuoriuscì una guglia di lava raffreddata alta più di 400 m, accompagnata dall’emissione di una gigantesca nube di gas e cenere. Scivolando lungo le pendici del vulcano, la nube ardente raggiunse la città di Saint Pierre, dove provocò la morte di circa 28000 persone.

1 Quale composizione aveva la lava del vulcano?a. Basica.b. Ultrabasica.c. Acida.d. Intermedia.

2 La guglia di lava che uscì dal cratere può essere definita:a. un neck vulcanico.b. una protrusione solida.c. un cono di cenere.d. una cupola di ristagno.

3 Rispondi Sì o No alle domande.a. Una nube ardente è composta solo da vapori molto caldi? b. I materiali piroclastici fanno parte di una nube ardente? c. La temperatura della nube ardente è simile a quella dei vapori di una

fumarola? d. Le lave acide contengono più gas di quelle basiche? nosì

nosì

nosì

nosì

iSe vuoi conoscere la storia e le caratteri-stiche di moltissimi vulcani nel mondo vi-sita il sito www.swisseduc.ch/stromboli.Ricerca in rete, oppure su testi e rivistescientifiche, notizie sull’eruzione del 79a.C che determinò la fine delle città diPompei e Ercolano: come mai le abitazionie persino le suppellettili si sono conserva-te in buono stato? Come morirono gli abi-tanti? Quale storico descrisse l’evento?

COMPETENZE IN COSTRUZIONEC CIN

La solfatara di Pozzuoli Il controllo costante delle variazioni della temperatura deigas emessi dalla solfatara, che si aggira intorno a 160 °C,permette di monitorare lo stato dei magmi che alimentanoil Vesuvio e di elaborare previsioni sull'eventuale ripresadell'attività vulcanica.

Come si forma un geyser

124-131-TERRA_L12 16/03/11 09:23 Pagina 131

INCONTRO CON UN VULCANO: IL VESUVIOLa geologia dell’Italia non può prescindere da un elemento molto suggestivo e nel contempo pericoloso: il vulcano. Che sia spento, attivo o semplicemente quiescente, il vulcano ha sempre esercitato un grande ed oscuro fascino. Vi proponiamo una suggestivaescursione fino alla bocca del cratere del Vesuvio seguendo un percorso di poche centinaiadi metri all’interno dell'omonimo Parco Nazionale.

ItaliaGEO Alla scoperta della geologia del nostro paese

132

La storia del Monte Somma-Vesuvio fu documentata da Plinioil Vecchio, testimone della fatidica eruzione del 79 d.C. L’esplo-sione del Somma mandò letteralmente in frantumi gran partedella montagna, generando una caldera, e i detriti, insieme aigas vulcanici, formarono una nube ardente che seppellì com-pletamente parte della piana napoletana. Da quell’evento al-l’interno della caldera del Somma nacque il Vesuvio.

1 La nascita del Vesuvio

Camminando su un sentiero sterrato di poche centinaiadi metri si percorre per buona parte il Vesuvio, all’internodella caldera del Monte Somma. Le rocce affioranti sonodi composizione differente da quelle che costituisconol’antico vulcano. Nel corso della sua storia, le lave chehanno alimentato l'attività eruttiva hanno modificato laloro composizione chimica.

2 Dal Monte Somma al Vesuvio

Il Monte Somma Il primo tratto del per-corso, immerso nellavegetazione mediter-ranea, risale il MonteSomma. Si comincianoa comprendere, dalleforme paesaggistiche edalla rocce che affiora-no, le varie fasi dell’at-tività del vulcano.

Per raffreddamento di lave diverse Le rocce del Monte Somma, più chiare, sonoa composizione prevalentemente acida ri-spetto a quelle del Vesuvio, di colore più scu-re, derivate dal raffeddamento di lave media-mente basiche.

Lava basica

Lava acida

132-133 GEO U4 11/03/11 17:00 Pagina 132

Unità 4 133

Numerose centraline di controllo per monitorarel’attività del Vesuvio sono collocate lungo il sentieroche sale al cratere. L’attività di controllo del vulcanoè svolta dai ricercatori dell'Osservatorio Vesuviano,che si trova sul fianco dalla montagna, a quota piùbassa.

3 Il vulcano sotto controllo

Per la previsione dell’atti-vità vulcanica. I movimenti sismici, le va-riazioni di temperatura,eventuali risalite anomale digas e le variazioni topografi-che della montagna sono re-gistrate da diversi tipi distrumentazioni.

Al termine dell’escursione siraggiunge la bocca del vulcano.Dal suo bordo è ben visibilel’interno del cratere. Le sue pa-reti sono assai ripide e scosce-se ed il fondo è parzialmentecoperto da detriti staccatisidalle pareti stesse per l’azionedegli agenti atmosferici.

4 Sul cratere

132-133 GEO U4 11/03/11 17:02 Pagina 133

52

Una rete di satellitiIl GPS, o GLOBAL POSITIONING SYSTEM, è unsistema di individuazione della posizione realizzatonegli Stati Uniti per motivi principalmente militari.Attivo dal 1993, permette agli addetti del Ministerodella Difesa degli Stati Uniti di seguire il percorsodi mezzi militari sulla terraferma e in mare, in mo-do da localizzarne la posizione in ogni momento econsentire eventuali operazioni di supporto e disalvataggio.Il sistema utilizza 24 satelliti artificiali, divisi ingruppi di quattro, che ruotano attorno alla Terra al-la quota di circa 20.200 km, in orbite distanti tra lo-ro di un angolo di 60°.Per captare i segnali ad alta frequenza generati daisatelliti, in media da 5 a 8, che si alternano in quotasopra di noi, occorre usare un rilevatore GPS. Que-sto strumento, grande quanto un comune cellulare,può essere usato solo all’aperto: dopo pochi minutiper la ricerca e l’elaborazione dei dati, il rilevatoreè in grado di individuare la distanza di almenoquattro satelliti, di determinare latitudine e longitu-dine della propria posizione ed eventualmente an-che la quota, se ci si trova in montagna oppure inaereo.

I satelliti GPS generano due diversi segnali, chia-mati L1 ed L2: il primo serve per la localizzazionedi tipo civile e ha una precisione di circa 300 metri,l’altro per la localizzazione di tipo militare e rag-giunge la precisione di 50 cm. Mentre il primo se-gnale è trasmesso in chiaro, il secondo è trasmessoin un codice segreto accessibile solo al Ministerodella Difesa degli Stati Uniti. Per ovviare a questo problema, l’Agenzia SpazialeEuropea ha sviluppato il sistema EGNOS, un ser-vizio diventato operativo dal 2002. Grazie a unospeciale software, EGNOS è in grado di modificareil segnale ricevuto dal GPS, ne migliora la precisio-ne fino a qualche metro, e poi lo rispedisce a tresatelliti per usi civili che funzionano da ripetitori elo diffondono agli utenti. I navigatori satellitari installati sugli aerei, sullenavi e anche sulle nostre automobili funzionano

grazie all’integrazione tra i sistemi GPS edEGNOS: sui loro schermi compare la carta geogra-fica completa di una singola nazione, ad esempiol’Italia, che può essere ingrandita fino a diventareuna vera e propria carta topografica in cui sonoevidenziate anche le strade di paesi e città.EGNOS migliora i dati del GPS e li diffonde, manon è in grado di rilevare misure in modo autono-mo: questo sarà possibile nel 2013, quando verràcompletata la realizzazione di Galileo, il progettoeuropeo per una navigazione globale. Questa retedi 30 satelliti, rafforzati da altri tre o quattro satel-liti geostazionari, osserverà la Terra 24 ore su 24 efornirà un sistema di navigazione guidata da satel-lite, offrendo agli utenti servizi di ogni tipo. ■

GPS+ GIS: LA CARTOGRAFIADIVENTA DIGITALELe nuove tecnologie stanno determinando sorprendentitrasformazioni in moltissimi settori, soprattutto in quel-lo della cartografia. Per orientarsi, determinare la posi-zione di un punto e costruire carte sempre più precise ericche di informazioni sono a nostra disposizione stru-menti e software per realizzare queste operazioni in ma-niera rapida e molto efficiente.

Unità 2 OBIETTIVO

Foto ESA

La rete di satelliti Galileo

52-53 OB amb U2 15/03/11 14:32 Pagina 52

53

Molto più di una carta geograficaGIS è la sigla di Geographic Information System,un sistema informativo computerizzato che per-mette l'acquisizione, la registrazione, l'analisi e lavisualizzazione delle informazioni derivate da datigeografici geo-referenziati, cioè con coordinate ri-levate con GPS. Il Geographic Information System consente elabo-razioni anche complesse di dati e informazioni, laloro integrazione ed interpretazione e la restitu-zione in forma grafica e simbolica su carte temati-che del territorio. L’analisi ambientale di un territorio, prevede laraccolta e l’elaborazione di dati molto differentitra loro, che riguardano ambiti di ricerca di diver-se discipline come la geologia, la botanica e lazoologia, l’economia e la sociologia e l’ingegneria. Sono questi i requisiti che rendono GIS un ottimo

strumento per lo studio dell’ambiente finalizzato aprogrammi di miglioramento del territorio. ■

La carta, realizzata nell’ambito del progetto “goccia agoccia” con GIS per conto del Consorzio Ticino EstVilloresi che gestisce la rete di canali e navigli dellaLombardia, consente di visualizzare le aree della re-gione in cui la minore disponibilità di acqua per usoagricolo potrebbe rendere vantaggioso l’utilizzo dimetodi di irrigazione “goccia a goccia”.

52-53 OB amb U2 15/03/11 14:33 Pagina 53

120

Cartoline dall’ItaliaIl territorio italiano offre una straordinaria varietà

di paesaggi, frutto di una storia geologica moltocomplessa e di una varia composizione delle rocce.

Le conoscenze e le competenze che hai finora raccol-to nello studio delle scienze della Terra ti possono es-sere utili per ricostruire la storia della formazione delterritorio attraverso l’interpretazione delle foto deipaesaggi che ti proponiamo.

Ricerca in quali regioni si trovano le località fo-tografate.

a. Cime di Lavaredo

b. Monte Bianco

c. Carso

d. Rocca di San Leo

Scrivi accanto a ciascuna delle caratteristicheelencate le lettere corrispondenti alle immagini.

1. I rilievi hanno cime appuntite e pendii scoscesi.

2. I rilievi hanno l’aspetto di blocchi squadrati dalle cime smussate.

3. Il rilievo emerge dal territorio circostante perchéformato da rocce molto resistenti all’erosione.

4. L’alterazione chimica delle rocce ha determinatola formazione di depressioni in superficie.

I boschi sono visibili solo nella fotografia dellaRocca di San Leo, mentre ai piedi delle Cime diLavaredo e nel territorio carsico cresce solo lacopertura erbosa: per quali ragioni?

a. L’alterazione delle rocce sottostanti ha determina-to la formazione di un notevole spessore di suolo.

b. È la latitudine della località che permette la cresci-ta di alberi ad alto fusto.

c. La modesta pendenza dei versanti ha permesso aisedimenti di depositarsi in strati.

d. La particolare composizione delle rocce favoriscela crescita di alberi ad alto fusto.

3

2

1 Quale caratteristica delle Cime di Lavaredo indi-ca che i rilievi delle Dolomiti sono costituiti darocce sedimentarie?

a. Colore delle rocce. b. Stratificazione.c. Presenza di abbondanti sedimenti ai piedi delle

pareti rocciose.d. Ripidità delle pareti rocciose.

I rilievi del Monte Bianco sono formati in preva-lenza da rocce ignee intrusive, mentre le Dolo-miti sono formate da dolomia, una roccia sedi-mentaria composta da dolomite, un carbonatodi calcio e magnesio: quale delle due rocce èpiù soggetta ai processi di alterazione chimica?

Quale delle due rocce resiste di più ai processi didisgregazione fisica?

Qual è la causa principale della formazione dellefalde di detrito che si formano ai piedi sia delle Ci-me di Lavaredo sia dei rilievi della catena del Mon-te Bianco?

Lo sperone roccioso della Rocca di San Leo el’altopiano del Carso:

a. sono entrambi formati da rocce sedimentarie car-bonatiche.

b. danno origine a suoli fertili di colore scuro.c. risentono particolarmente dell’acidità delle acque

piovane.

4

nosì

nosì

sì no

6

5

a. Cime di Lavaredo d. Rocca di San Leob. Monte Bianco c. Carso

Leggere, comprendere e interpretaretesti scritti di vario tipo, anche inuna delle lingue comunitarie.

COMPETENZEIN PROVA

IN

120-121 CinP U3 15/03/11 16:01 Pagina 120

Unità 3 121Saper osservare fotografie di ambienti naturali per riconosceregli elementi che forniscono informazioni riguardo alle compo-nenti naturali e antropiche del territorio e agli eventi del passa-to che ne hanno determinato l’aspetto attuale.

The Giant’s CausewayThe Giant's Causeway is an area of 40,000 basalt columns sticking out of the seaalong the coast in Antrim County in Northern Ireland.The polygonal columns of layered basalt are the result of a volcanic eruption morethan 60 million years ago. They are interlocking and mostly hexagonal, and differentin size: the largest columns are as high as 12 metres while others disappear off underthe sea.What caused the Giant’s Causeway? The Causeway was formed in the early Tertiary Period (some 62/65 million yearsago) during three long periods of volcanic activity, the Lower, Middle and UpperBasalts. In the Middle Basalts lava welling up through fissures in the chalk bed for-med a ‘lava plateau’ which gave rise to the columnar structure we see today.But is that really what happened? Irish folklore has a different tale to tell.It is said that the Causeway was built by a gentle giant, Finn McCool. Finn was inlove with a lady giant who lived on the Scottish island of Staffa, and he built theCauseway in order to safely bring his lover home to Ireland. In fact, there are similarthough smaller basalt columns on Staffa's coastline, and geographically, Ireland andScotland were once much closer than they are today.

ENGLISHCORNER

Analizzare dati, interpretarli,sviluppando deduzioni eragionamenti sugli stessi.

Leggi il testo e indica se le affermazioni sono vere (V) o false (F).

1. The Giant’s Causeway is formedby polygonal columns of layeredbasalt. V F

2. The columns resulted from a volcanic eruption about 6 million years ago. V F

3. There were three periods of volcanic activity: the Lower, Middle and Upper Basalts. V F

4. It is in the Upper Basalts that thecolumns of the Giant’s Causeway were formed. V F

5. A legend says that a giant built the causeway to bring his lover to Scotland. V F

1

sticking out: che emergelayered basalt: basalto stratificatointerlocking: incastrate l’una nell’altrawelling up through: che colava attraversothough: anche se

120-121 CinP U3 15/03/11 16:02 Pagina 121

72 Unità 2

6 Completa le seguenti frasi.a. La proiezione UTM è un esempio di proiezione .

b. La proiezione cilindrica di Mercatore è perché mantiene inalterato l’angolo tra duelinee della superficie terrestre.

c. Le carte sono realizzate con proiezioni che mantengono inalterato il rapporto trale distanze reali e quelle sulla carta.

Nella proiezione di Gauss la superficie terrestre risulta divisa in .Le carte mantengono inalterato il rapporto tra le superfici reali e quelle sulla carta.

Tutte le carte geografiche sono perché deformano sempre la realtà che rappresentano.

1 Individua le affermazioni vere e quelle false.a. La Terra ha la forma di una sfera perfetta.b. La forma che descrive meglio la Terra è il geoide.c. L’emisfero australe si trova a Nord dell’Equatore.d. Il raggio equatoriale è più lungo di quello polare.

FV

V F

V F

V F

Descrivere e usare il sistema di riferimento che permette di determinare le coordinate geografichedi un punto

Descrivere la forma della Terra

Individuare i punti cardinali per orientarsi sulla superficie terrestre

Definire che cosa sono le carte geografiche e descrivere le loro proprietà

Scegli la risposta o la definizione corretta.

2 Il reticolato geografico:a. consente di stabilire la rotta di marcia.b. permette di individuare l’esatta posi-

zione di un punto sulla superficie ter-restre.

c. consente di misurare la quota di un pun-to.

d. è utile per individuare i punti cardinali.

3 La latitudine di un punto:a. è misurata in gradi, primi e

secondi.b. è la distanza lineare del pun-

to dall’Equatore.c. può essere Sud o Nord.d. sia a che c.

4 Una località situata a 120° dilongitudine Ovest:

a. è sicuramente nell’emisfero austra-le.

b. è vicina al meridiano fondamentale.c. può essere nell’America settentrio-

nale.d. nessuna affermazione è corretta.

5 Individua le affermazioni vere e quelle false.a. A mezzogiorno il Sole culmina a Sud.b. La Stella Polare indica la direzione del Nord magnetico.c. Il Sole sorge esattamente a Est i giorni dei solstizi.

V F

V F

V F

7 Individua le affermazioni vere e quelle false.a. Il globo non contiene deformazioni della superficie terrestre.b. Le proiezioni di sviluppo coniche sono adatte a rappresentare le zone equatoriali.c. Le proiezioni isogone mantengono inalterate le distanze.

V F

V F

V F

Classificare le carte secondo diversi criteri

8 Collega ciascuna carta al tipo a cui appartengono.a. Carta stradale d’Italia 1 Tematicheb. Carta della distribuzione dei climi in Europac. Pianta della città di Mantova 2 Geografiched. Carta topograficae. Carta demograficaf. Carta nautica 3 Speciali

72-73 Test U2 15/03/11 15:05 Pagina 72

73

10 Individua le affermazioni vere e quelle false.a. Nella fase di plenilunio la Luna non è visibile.b. Il mese sinodico è più lungo di quello sidereo.c. I crateri presenti sulla superficie lunare sono per

la maggior parte il risultato dell’impatto dei meteoriti. d. Durante le eclissi di Sole, il cono d’ombra della Terra

copre parte della superficie solare.

V F

V F

V F

V F

15 Individua le affermazioni vere e quelle false.a. Il dì ha la stessa durata del giorno.b. Il giorno sidereo viene misurato rispetto al Sole.c. Il giorno solare ha la durata di 23h 56min 4s.d. Le località poste nello stesso fuso orario hanno la stessa ora ufficiale.e. La velocità angolare di un punto varia a seconda della sua latitudine. f. Nei giorni degli equinozi i raggi solari sono perpendicolari all’Equatore.

V F

V F

V F

V F

V F

V F

Descrivere la Luna e i suoi movimenti

Spiegare che cosa sono le stelle e come evolvono nel tempo

Descrivere i movimenti della Terra e spiegare quali sono le loro conseguenze

Illustrare le caratteristiche dei corpi celesti del Sistema Solare

Scegli la risposta o la definizione corretta.

9 Collega ciascuna definizione al relativo pianeta.a. È l’unico pianeta terrestre privo di atmosfera. 1 Venereb. È il pianeta esterno con il nucleo roccioso. 2 Saturnoc. Possiede calotte di acqua allo stato solido. 3 Plutone d. È il secondo dei pianeti partendo dal Sole. 4 Mercurioe. Possiede 23 satelliti. 5 Nettunof. È il pianeta esterno posto dopo Urano. 6 Gioveg. È un pianeta gelato. 7 Uranoh. Fino al 2006 era considerato un pianeta. 8 Marte

11 La Via Lattea è:a. una zona del Sistema Solare.b. una galassia.c. la fascia di frammenti rocciosi tra Marte e Giove.d. la fascia periferica del Sistema Solare.

12 Un stella con magnitudine assoluta 1:a. è poco luminosa.b. è come apparirebbe se fosse portata alla distanza di

32,6 anni luce.c. è molto luminosa. d. è fatta di carbonio.

13 Il Sole è destinato a diventare:a. una supernova.b. una stella di neutroni.c. un buco nero.d. una nana bianca.

14 Quali informazioni fornisce l’analisi dello spettro della luce stellare?a. Valori della temperatura interna della stella.b. Valori della temperatura superficiale.c. Composizione chimica della stella.d. Sia b che c.

16 Un corpo alla deriva nell’Atlantico settentrionale:a. segue una traiettoria rettilinea da Sud verso Nord.b. viene deviato verso destra seguendo una traiettoria curvilinea. c. viene deviato verso sinistra seguendo una traiettoria curvilinea.d. segue una traiettoria parallela all’Equatore.

17 Nel periodo di tempo di un’ora:a. passano davanti al Sole 15 meridiani.b. la Terra compie la rotazione di 1°.c. passa davanti al Sole un intero fuso orario.d. tutte le affermazioni sono vere.

TEST

72-73 Test U2 15/03/11 15:06 Pagina 73

MARINELLA TORRI

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Questo volume sprovvisto del talloncino a fronte (o altrimenti contrassegnato) è daconsiderarsi copia SAGGIO – CAMPIONE GRATUITO fuori commercio (venditaed altri atti di disposizione vietati: art. 17 c. 2 L. 633/1941). Esente da I.V.A. (D.P.R.26-10-1972 n. 633, art. 2 c. 3 lett. D). Esente da bolla di accompagnamento (D.P.R.6-10-1978 n. 627, art. 4 n. 6)

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