Lo studio del pianeta Terra ed i cambiamenti che essa ha subito nel tempo, sono l’oggetto dello studio da parte di diverse disciplina, definite Scienze della Terra, le quali si differiscono anche all’interno del singolo settore di studio che può interessare la morfologia superficiale del pianeta, i singoli elementi, l’atmosfera, la struttura interna.

Quest’ultima, nello specifico, costituisce l’oggetto di studio della geologia la quale insieme ad altre scienze, quali la vulcanologia e la sismologia, ci consente oggi di sapere come è fatto il nostro pianeta al suo interno.

Proprio grazie all’esame dei materiali eruttatati dai vulcani, alle attività di trivellazione (scese a 10 km di profondità ma a fronte di una distanza, tra superficie terrestre ed il centro del globo di ben 6380 km), allo studio dei terremoti ma, soprattutto, all’esame delle onde sismiche che oggi abbiamo una visione interna del pianeta.

L’uso delle onde sismiche

Importanza principale per scoprire come è fatta internamente la Terra, ha avuto lo studio delle onde sismiche e cioè lo studio di quell’energia che viene liberata dalle rocce in occasione di terremoti; ciò perché l’esame del materiale eruttato consente uno studio limitato alle parti meno profonde del globo ed ancor meno le trivellazioni, scese a circa 10 km (il pozzo di petrolio più profondo al mondo scende a circa 12 km) a fronte di un raggio del globo di ben 6400 km circa.

I terremoti, in particolare, producono onde sismiche che, al pari delle onde sonore, si propagano in modo diverso a seconda di ciò che trovano sul proprio cammino.

Ci sono, poi, tipi di onde che si propagano sia nei liquidi che nei solidi che nei gas, mentre altri tipi di onde si propagano solo nei solidi.

Quando c'è un terremoto, dunque, sulla superficie della Terra si ha emissione di onde in tutte le direzioni e due sono i tipi più importanti: le onde di superficie, che si propagano nella superficie del globo, all'interno della crosta e che causano tutti i danni del terremoto; e le onde di profondità che si propagano verso l'interno della Terra e che possono essere registrate in più punti del globo.

E’ con questa tecnica, dunque, che si è potuta effettuare una specie di ecografia all’interno della Terra, così scoprendo che a certe profondità le onde sismiche cambiano direzione e velocità, con ciò dimostrando che ci sono delle discontinuità e cioè si passa da uno strato più denso a uno meno denso, o viceversa.

Le discontinuità

Grazie allo studio delle onde sismiche ed al loro cambio di direzione e velocità all’interno del globo, si è, quindi, scoperto che all’interno della Terra ci sono tre principali discontinuità.

· La prima si trova ad una profondità media di circa 30 km con valori compresi tra i 20 e 80 km sotto i continenti, e 4 - 10 km sotto i bacini oceanici. In alcune aree oceaniche è situata a 1 km di profondità, mentre sotto l'Himalaya è a circa 90 km. Questa superficie di discontinuità è chiamata discontinuità di Mohorovičić, o più semplicemente Moho e segna il confine tra la crosta superficiale (o terrestre) e il mantello. Prende il nome dal geofisico croato Andrija Mohorovičić (1857-1936), il quale nell’anno 1909, analizzando il terremoto che si verificò nell’allora Jugoslavia, individuò particolari arrivi di onde sismiche che potevano essere spiegati solo con un brusco aumento di densità a una profondità di una quarantina di chilometri.

· La seconda, la discontinuità di Gutenberg, che si trova a circa 2900 km di profondità, separa il mantello dal cosiddetto nucleo esterno della Terra e prende il nome dal geofisico tedesco Beno Gutenberg (1889-1960) che la determinò, per la prima volta, nel 1914.

· La terza, la discontinuità di Lehman, si trova a circa 5000 km di profondità, segna il confine tra il nucleo esterno e il nucleo interno, la sfera caldissima che si trova al centro del nostro pianeta.

Dallo spazio il nostro pianeta appare perfettamente sferico.

In realtà il globo terrestre, che ha un diametro di circa 12.800 km, è una sfera lievemente schiacciata ai poli.

Il colore predominante del pianeta è il blu.

Noi siamo abituati a chiamarlo Terra, ma un alieno lo battezzerebbe acqua perché la superficie è, infatti, occupata per due terzi dagli oceani.

Il resto è giallo-verde-marrone (il colore delle terre emerse) con due grandi macchie bianche (i ghiacci polari) e molte altre macchie bianche che cambiano continuamente forma e posizione (le nubi).

Gli astronauti, quando osservano il pianeta dall’orbita della stazione spaziale, vedono che il globo è circondato da un sottile strato gassoso: è l’atmosfera terrestre, che salendo in quota è sempre più rarefatta e diventa impercettibile a qualche centinaio di chilometri dalla superficie del pianeta.

Tutti i pianeti del sistema solare orbitano intorno al Sole con un moto rivoluzione che obbedisce alle tre leggi di Keplero, scoperte all’inizio del seicento dall’astronomo Johannes Kepler (1571-1630).

1. L’orbita di ogni pianeta ha la forma di un’ellisse, con il Sole in uno dei fuochi.

2. Ogni pianeta nel corso della sua orbita si muove più velocemente quando è vicino al Sole, più lentamente e quando ne è lontano.

3. I diversi pianeti percorrono la loro orbita con velocità medie diverse: il moto è più lento per quei pianeti che orbitano a distanza maggiore.