Aspetti didattici 1.
Scoprire quello che non si vede
OK, nei modelli che abbiamo discusso finora (qui e qui) abbiamo fatto riferimento più volte alla crosta terrestre, ed anche al mantello, principale sorgente dei magmi. Abbiamo anche detto che il processo che ha differenziato la crosta dal mantello continua ancora oggi, tramite processi di fusione parziale, e risalita di magmi differenziati e più ricchi di silicio e ossigeno.
Ma i ragazzi che idee hanno su come è fatta la Terra al suo interno?
La crosta terrestre è l'unica parte del nostro pianeta che possiamo osservare direttamente: ma quanto è spessa la crosta, rispetto al raggio terrestre? Quanto possiamo sperare di esplorare, "in basso"? Quasi tutti hanno visto il film "The core", e magari possono aver pensato, in qualche punto: vabbé, è un film... però forse si può fare! In realtà: NO, non si può fare (e giù NON ci sono enormi cristalli di ametista).
La stanza in cui ci troviamo (aula in cui si svolge il laboratorio) è lunga circa 5 metri. Se potessimo rimpicciolire la Terra fino a che il suo diametro fosse lungo esattamente come questa stanza, lo spessore della crosta terrestre sarebbe praticamente come quello della lavagna appesa al muro: un paio di centimetri.
L'esempio è grossolano, va bene, ma serve a dare la proporzione, l'ordine di grandezza.
Se consideriamo che la perforazione più profonda che gli uomini hanno fatto nella crosta è di poco più di 12 km (mezzo centimetro nel nostro esempio "casereccio"), capiamo che le informazioni che si ottengono dall'osservazione diretta dell'interno della Terra sono necessariamente poche.
E allora? Crosta, mantello, nucleo esterno, nucleo interno: sono solo ipotesi? Come si è arrivati a distinguere questi strati, e su quali basi?
La storia di queste scoperte sarà oggetto di una prossima lezione. Questa invece è una proposta didattica per ragionare sul "metodo" con cui certe scoperte vengono fatte.
Anche stavolta possiamo seguire un suggerimento di Earth Learning Idea che potete scaricare qui in formato pdf e, con l'aiuto di mezzi poverissimi, cerchiamo di ragionarci su.
Si lavora in gruppo, a ciascun gruppo vengono fornite due palline di plastilina, stesso colore e stesse dimensioni.
Viene chiesto di trovare eventuali differenze tra le due palline. Poiché all'interno di una delle due abbiamo inserito una sferetta di piombo, è abbastanza facile accorgersi che il peso è diverso.
A questo punto si chiede di formulare ipotesi su questa differenza di peso SENZA DISTRUGGERE le due palline.
Dopo alcuni minuti di discussione nei gruppi, si riportano sulla lavagna le ipotesi formulate:
qualcuno potrebbe ipotizzare che una delle due contiene qualcosa di più pesante;
oppure che l'altra contiene qualcosa di più leggero, oppure una cavità al suo interno;
oppure che siano fatte di materiale solo apparentemente uguale, e che in realtà una delle due plastiline abbia una maggiore densità;
oppure ancora che una delle due diventi progressivamente più leggera (o più pesante) avvicinandosi al centro
A questo punto si torna nei gruppi con l'obiettivo di trovare uno o più esperimenti per verificare le ipotesi riportate sulla lavagna, sempre senza distruggere le palline. Sono leciti tutti gli esperimenti immaginabili, con strumentazione semplice o complicata, purché fattibili da qualcuno adeguatamente attrezzato (cioè: non si può utilizzare la super-vista di Superman, ma se qualcuno propone una radiografia, va bene anche se non si può fare nel laboratorio di scienze)
Idee che possono venir fuori dalla discussione:
• infilare uno stecchino nella plastilina;
• prelevare una piccola quantità di plastilina da ciascuna sfera per misurarne la densità;
• usare una calamita (od un sensore magnetico);
• ultrasuoni (come nelle ecografie);
• risonanza elettromagnetica (molti ospedali utilizzano macchine EMR, ad anche i metal detector) ;
• raggi X;
• raggi alfa, beta e gamma (da decadimento radioattivo).
Qualcuno può suggerire di far rotolare le palline su un piano inclinato e vedere come si comportano.
A questo punto passiamo dal modello-pallina-di-plastilina al problema vero: come facciamo a sapere che la Terra ha un nucleo? Vediamo come possiamo utilizzare le idee proposte nella discussione precedente.
Riassumendo: La migliore prova dell'esistenza e della posizione del nucleo proviene dai dati sismici (ma conferme giungono anche da misure di densità, inerzia e magnetismo)
