Appunti di geologia

Le meteoriti

Il materiale presentato in questo capitolo è tratto da www.minerali.it

Introduzione

Dall'inizio della sua storia la terra è bombardata quotidianamente da 100-1000 tonnellate di materiale extraterrestre di cui l'1% in frammenti abbastanza grandi da poter essere studiati; queste rocce sono state chiamate meteoriti.

Un lettore distaccato potrebbe chiedersi :"Ma è davvero importante studiare le meteoriti?".

Noi crediamo che il caro lettore debba sapere che lo studio delle meteoriti ha permesso di migliorare enormemente la conoscenza dell'origine e dell'evoluzione del sistema solare e di conseguenza anche del pianeta in cui viviamo.

Le meteoriti hanno infatti l'esclusiva di essere gli unici frammenti di corpi celesti del sistema solare che possiamo ottenere gratis; inoltre molte di esse rimangono pressoché inalterate a partire dalla loro formazione e possono quindi offrirci informazioni utili circa il materiale ai primordi del sistema solare (non esistono infatti rocce terrestri che raggiungono l'età delle meteoriti più antiche).

È per questo che noi comprendiamo tutti coloro che passano la vita a collezionare e studiare con passione le meteoriti.

Storia delle meteoriti

Al giorno d'oggi molte cose si riescono a dire su questi "sassi scuri e bruniti", eppure solo nel 1803, con la caduta della pioggia meteoritica dell'Aigle (Francia), la comunità scientifica confermò l'ipotesi di una provenienza extraterrestre per le meteoriti.

Sin dall'antichità infatti le popolazioni avevano assistito a spettacolari piogge di pietre cadute dal cielo, narrate da scrittori di ogni epoca come Tito Livio, Avicenna, Plinio il Vecchio e Gregorio di Tours, ma le ipotesi sulla loro provenienza erano varie e confuse.

Purtroppo molteplici cause frenarono lo studio delle meteoriti; dapprima il fatto che molte di queste rocce scure, con piccole impronte dovute alla fusione, furono considerate opera del diavolo e quindi distrutte e sottratte agli studiosi; a seguire, il fatto che molte di esse, essendo metalliche, furono fuse e lavorate a forma di lance o coltelli dalle popolazioni più primitive e ciò indusse a far credere a le persone che le ritrovarono, che queste pietre si formassero durante i temporali (erano chiamate "ceraunie", ossia pietre del fulmine, in quanto si credeva che la loro genesi era durante i temporali con tuoni e fulmini).

Un evento importante per i futuri "meteoritologi" fu la caduta di una massa rocciosa ad Ensisheim in Alsazia nel 1492, la quale fu considerata da un monaco del luogo un'opera divina di buon auspicio e ritenuta di fondamentale importanza per la vittoria in guerra dell'imperatore Massimiliano II; questo meteorite fu quindi conservato e dal quel giorno in poi le meteoriti iniziarono ad essere raccolte e catalogate.

Vi era però ancora il problema della provenienza e molti furono gli studiosi che si cimentarono in quest'affascinante enigma.

Bernard d Jussieu nel 1723 riconobbe che le ceraunie erano pietre lavorate dall'uomo; Lavoisier nel XVIII secolo credeva che queste rocce non provenissero dal cielo, Lazzaro Spallanzani nel 1794, in un dibattito sulla provenienza di una pioggetta di sassi caduta a Siena, credeva che le meteoriti si originassero per l'azione "di un violentissimo turbine locale, che abbattutosi su queste pietre le abbia seco rapite fino all'alta regione dell'atmosfera, del fuoco elettrico sino poi state superficialmente alterate, prendendo quella scottatura nericcia"; sempre nel 1794 finalmente Ernst F.F. Chladni per primo emise l'ipotesi che questo tipo di rocce, profondamente diverse da quelle terrestri, provenissero dagli spazi interplanetari (anche se Laplace ne indicava l'origine nei vulcani lunari creduti attivi).

L'ipotesi di Chladni fu però accettata ufficialmente solo dopo la caduta dell'Aigle quando ormai le analogie fra campioni provenienti da posti tanto diversi confermarono un'uniformità tra questi materiali.

Una volta riconosciute come extraterrestri, ebbe inizio uno studio sistematico delle meteoriti per cercare di risolvere l'infinità di dubbi che le accompagnavano e per ottenere le migliaia d'informazioni che solo questi oggetti potevano fornire, nacque così la "Meteoritica" (termine preso dal russo, "Meteoritics" è il corrispondente anglosassone), ossia la scienza che si occupa dello studio delle meteoriti.

Origine e provenienza

Ma perché le meteoriti possono essere così differenti?

La risposta è nella loro origine, infatti nel nostro sistema solare esistono i pianeti ed i loro satelliti, le comete e gli asteroidi, che in condizioni particolarmente fortunate possono "donarci" alcuni loro pezzetti che saranno diversi a seconda della loro provenienza.

Le sideriti, per la loro composizione, si pensa debbano essersi formate nel nucleo di asteroidi di 70-200 Km di diametro; le condriti carboniose che sono le meteoriti ritenute più primitive, ossia quelle che hanno subìto poche o nulle trasformazioni, si sono probabilmente formate durante i processi di condensazione avvenuti nella nebulosa primitiva che diede origine ai pianeti; le condriti ordinarie, grazie ai differenti gradi di metamorfismo termico che le interessano, ci danno indicazioni sull'evoluzione delle rocce all'interno degli asteroidi; le acondriti hanno svariate origini, provenendo anche da corpi come Marte e la Luna oltre che dagli asteroidi e, nel caso delle brecce, da collisioni avvenute nello spazio.

Età delle meteoriti

Rimane ancora un dubbio circa questi preziosi beni che lo spazio ci offre, infatti, benché non rientri nel galateo chiedere l'età ad una signora, facciamo un'eccezione e ci domandiamo quanti anni abbia una meteorite.

La risposta è nel principio del decadimento di alcuni isotopi radioattivi.

Sfruttando gli isotopi dell'uranio e del torio si è visto che l'età assoluta delle meteoriti, ossia il tempo trascorso dal momento della formazione della roccia fino ad oggi, è di 4.4-4.5 miliardi di anni.

Per calcolare quanto tempo un meteorite gira in piccole dimensioni nello spazio prima di cadere sulla terra ci avvaliamo degl'isotopi di elementi come cloro, berillio, argo, carbonio, i quali ci forniscono appunto l'età di esposizione ai raggi cosmici che variano dai 5 milioni di anni per alcune condriti ordinarie fino ai 700 milioni di anni per alcune sideriti.

Infine l'età terrestre delle meteoriti, ossia il tempo trascorso dal momento della caduta di un meteorite, si misura considerando il fatto che da quel momento in poi nel meteorite non si generano più isotopi radioattivi cosmogonici a causa dell'atmosfera terrestre.

Le Rocce

Il materiale presentato in questo capitolo è tratto da www.geologia.com

Le rocce si dividono in:

Rocce primarie

Rocce Sedimentarie

Rocce secondarie

Rocce ignee

Rocce metamorfiche

Rocce Ignee

Questo tipo di rocce si forma per il raffreddamento e la cristallizzazione di un magma fuso. Tale magma, che può avere origine anche a 200 Km di profondità, è composto prevalentemente dagli elementi che si ritrovano nei minerali silicatici (vedi le serie magmatiche), insieme a vapore acqueo e ad altri composti volatili.

Il flusso magmatico grazie alla minor densità rispetto alle rocce in cui è inglobato tende a risalire verso la superficie (Principio di Archimede) ove talvolta fuoriesce e, causa il brusco raffreddamento che subisce, si solidifica velocemente dando luogo alle rocce effusive. Non sempre il magma arriva in superficie e allora si solidifica lentamente al di sotto di questa diventando roccia intrusiva. Questo tipo di roccia non verrebbe mai alla luce se gli agenti atmosferici non ne erodessero la copertura.

La velocità con cui il magma si raffredda influisce in maniera determinante sul tipo di roccia che ne deriva.

Infatti se si raffredda lentamente la roccia avrà una struttura più ordinata e compatta e sarà più ricca di cristalli in quanto gli elementi costituenti avranno avuto molto tempo per ordinarsi mineralogicamente. Al contrario se questo raffreddamento è rapido si può arrivare fino ad avere una struttura completamente vetrosa (che non possiede una struttura mineralogica ordinata). L'esempio più calzante per una roccia di questo tipo resta sempre l'ossidiana.

Le rocce ignee, cosi come anche tutte le altre rocce, vengono distinte in base alla loro composizione mineralogica e alla loro struttura. Si intende per struttura l'insieme delle caratteristiche, in genere rilevate al microscopio, della forma e dimensioni dei cristalli, della loro disposizione e dimensione (vedi i minerali). Le rocce che si sono formate in superficie (quelle effusive) in genere presentano una struttura granulare molto fine in cui i singoli cristalli non si distinguono ad occhio nudo, mentre per quelle intrusive si parla di rocce granitoidi per la presenza di cristalli facilmente visibili. A volte può capitare che un magma, che ha iniziato a cristallizzare in profondità, venga poi portato in superficie dove termina la sua cristallizzazione. Risulterà quindi una roccia dalle caratteristiche intermedie e sarà definita come filoniana.

Nelle tre foto sotto vediamo un granito (roccia intrusiva), una riolite (roccia effusiva)ed una ossidiana.

Queste due rocce sono costituite dagli stessi identici minerali e la loro unica differenza sta nel tempo di raffreddamento.

Poichè esiste una notevole varietà di rocce ignee sembrerebbe logico pensare anche ad un egual numero di varietà di magmi. In realtà non è così: le prime ricerche sulla cristallizzazione dei magmi furono condotte da N.L. Bowen nei primi anni del 1900 e mostrarono che certi minerali cristallizzano per primi e che, a temperature via via inferiori, iniziano a cristallizzare anche gli altri, secondo ben precise sequenze. Bowen dimostrò anche che se, dopo essersi cristallizzati, certi minerali rimangono nel fuso (parte di magma ancora liquida), quei minerali reagiranno con il fuso stesso per produrne di altri. Va da sè quindi che la grande varietà delle rocce ignee dipende di fatto dalle infinite possibilità che si possono verificare in un processo caotico come il raffreddamento di un magma.

Rocce sedimentarie

Le rocce sedimentarie sono il risultato finale di un processo che inizia con l'alterazione e la disgregazione di rocce preesistenti (sia magmatiche, sia metamorfiche, sia sedimentarie già formatesi), prosegue con il trasporto dei materiali così prodotti e termina con la loro deposizione e compattazione, in genere sui fondali marini o nel profondo dei grandi laghi, dove resterà pressochè immobile per molti molti anni.

Il termine sedimentarie dà già qualche indicazione, poichè deriva dal latino "sedimentum" che significa deposto, e si riferisce alla decantazione (o precipitazione) di materiale solido all'interno fluido. Poichè l'alterazione delle rocce che affiorano e il trasporto e deposito dei prodotti alterati sono fenomeni sempre in atto, si trovano sedimenti quasi ovunque. Non appena il loro accumolo raggiunge un certo spessore, il materiale che si trova nella parte inferiore viene compattato dal peso dei sedimenti "fratelli" sovrastanti (questo processo prende il nome di costipazione). Questi sedimenti possono anche venire cementati da sostanze minerali che precipitano chimicamente dalle acque che filtrano attraverso i minuscoli spazi (detti pori) esistenti tra i singoli granuli (chiamati clasti). Il processo finale che dà luogo alla roccia sedimentaria è chiamato DIAGENESI.

Le rocce sedimentarie rappresentano meno del 10% in volume dei primi 16 Km di crosta, tuttavia l'importanza di questo gruppo di rocce è notevole visto che costituiscono il 75% delle rocce che affiorano in superficie. Quindi si possono immaginare queste rocce come un sottile strato, a volte discontinuo, della porzione più esterna della crosta, cosa facilmente intuibile visto che i sedimenti si accumulano proprio sulla superficie della Terra (vedi l'interno della Terra). In figura sopra uno schema dei possibili ambienti di deposizione (Scienze della Terra, Casati, Ed.clup).

Rocce magmatiche

Il processo metamorfico, detto appunto metamorfismo comporta la trasformazione mineralogica di rocce preesistenti. Una roccia metamorfica si può infatti formare da una roccia ignea, sedimentaria, o da una stessa roccia metamorfica.

Il nome di questo genere di rocce risulta molto appropriato in quanto significa "cambiamento di forma" e questi cambiamenti sono innescati da alcuni fattori tra cui i più importanti sono la temperatura e la pressione (assume una importanza rilevante anche la presenza di fluidi poichè questa facilita la migrazione degli ioni nelle strutture mineralogiche, vedi i minerali).

E' noto infatti che, fino ad una certa profondità , vi è un aumento di temperatura variabile tra i 10°C e i 30°C per ogni chilometro a seconda delle diverse regioni e questo prende il nome di gradiente geotermico (vedi il flusso di calore). In pratica più si scende in profondità e più aumenta la temperatura, infatti in alcune miniere d'oro del Sud Africa, che possono arrivare anche a 2 Km di profondità si possono raggiungere temperature di 40°C-50°C all'interno dei cunicoli.

Similmente alla temperatura cresce anche il valore della pressione detta "di confinamento". Questa è di tipo idrostatico, in quanto come quella presente sott'acqua agisce con uguale intensità in tutte le direzioni. Il gradiente di pressione in genere si valuta intorno ai 250-300 bar ogni Km di profondità (1 bar = 1 atmosfera che è circa equivalente a 1 Kg/cmq). Nell'interno della Terra possono anche agire, in alcuni casi delle pressioni orientate secondo particolari direzioni chiamate stress o pressioni orientate che danno vita a varie strutture visibili sulla roccia come le foliazioni, lineazioni e scistosità.

In figura accanto l'andamento della temperatura con la profondità

Questi cambiamenti ambientali coinvolgono sia la struttura mineralogica che la composizione chimica della roccia. In alcuni casi la roccia subisce solo dei modesti cambiamenti in altri si può arrivare ad un cambiamento radicale, e al limite, una sua nuova fusione (quindi geneticamente tornerebbe ad essere una roccia ignea); ma perchè si possa parlare di metamorfismo la roccia deve rimanere pressochè allo stato solido. Le rocce che si trovano in queste condizioni sono quindi piuttosto calde e si comportano in modo plastico durante la deformazione e ciò spiega la loro capacità di muoversi quasi come un fluido, e di formare pieghe , anche molto complesse, senza per questo rompersi.

Il processo metamorfico ha luogo quando una roccia viene sottoposta a condizioni (in genere si parla di temperature e pressioni) diverse da quelle in cui essa si è formata. Infatti quando sprofondano (per meccanismi che vedremo in seguito) certi minerali ,ad esempio come quelli argillosi, diventano instabili e gli atomi dei loro reticoli cristallini cambiano disposizione e si formano dei minerali nuovi che sono stabili in quelle nuove condizioni.

Ere Geologiche

Il materiale presentato in questo capitolo è tratto da www.paleofox.com

Elenco

Le ere geologiche si dividono in:

Era neozoica

Olocene

Pleistocene

Era Cenozoica

Pliocene

Miocene

Oligocene

Eocene

Paleocene

Era Mesozoica

Cretacico

Giurassico

Triassico

Era Paleozoica

Permiano

Carbonifero

Devoniano

Siluriano

Ordoviano

Cambriano

Precambriano

Tabulazione

ERA	PERIODO	Milioni di anni fà

Era Neozòica	Olocène	0.01

Pleistocène	1.8

Era Cenozòica	Pliocène	7

Miocène	23

Oligocène	34

Eocène	53

Paleocène	65

Era Mesozòica	Cretàcico	130

Giuràssico	204

Triàssico	245

Era Paleozòica	Permiàno	290

Carbonifero	360

Devoniàno	400

Siluriàno	418

Ordoviciàno	495

Cambriàno	570

Precambriàno	4'600

Tabella

ERA	PERIODO	Milioni di anni fà
Era Neozòica	Olocène	0,01
	Pleistocène	1,8
Era Cenozòica	Pliocène	7
	Miocène	23
	Oligocène	34
	Eocène	53
	Paleocène	65
Era Mesozòica	Cretàcico	130
	Giuràssico	204
	Triàssico	245
Era Paleozòica	Permiàno	290
	Carbonifero	360
	Devoniàno	400
	Siluriàno	418
	Ordoviciàno	495
	Cambriàno	570
	Precambriàno	4600

Indice generale

1 Le meteoriti	1

1.1 Introduzione	1

1.2 Storia delle meteoriti	1

1.3 Origine e provenienza	3

1.4 Età delle meteoriti	3

2 Le Rocce	4

2.1 Rocce Ignee	4

2.2 Rocce sedimentarie	5

2.3 Rocce magmatiche	6

3 Ere Geologiche	8

3.1 Elenco	8

3.2 Tabulazione	9

3.3 Tabella	9

Nome Cognome

10

2005-04-08T16:04:36