Geologia

La geologia è la scienza che studia la Terra, la sua struttura e la sua composizione, l’evoluzione che l’ha condotta allo stato attuale e i processi di cambiamento che si sono succeduti e che si verificano ancora oggi. Questa disciplina comprende al suo interno numerose branche specializzate come la geofisica, la vulcanologia, la mineralogia ecc. Fondamentale per una corretta comprensione dei concetti espressi dalla geologia sono materie come la chimica e la fisica che completano le conoscenze sui principali attori geologici.

• Il pianeta Terra
• Le rocce
• La tettonica
• La datazione della Terra
• La scala dei tempi geologici
• I terremoti
  • I bradisismi

I vulcani

I vulcani sono spaccature della crosta terrestre da cui fuoriescono materiali allo stato liquido, solido e gassoso. Quando una porzione di crosta terrestre (una placca) si scontra con un’altra, crea del magma che verrà spinto in alto.Il magma è quindi la roccia fusa, per la maggior parte allo stato liquido, chimicamente costituito prevalentemente da ossidi (silicio, allumino, ferro ecc.) e da gas disciolti nella fase liquida, principalmente acqua, anidride carbonica, acidi come quello cloridrico. La temperatura del magma è attorno agli 800 °C. La lava è il magma che ha perso la maggior parte dei gas; il termine viene usato comunemente anche per indicare il magma che esce e la roccia che si è formata dopo il raffreddamento della lava fuoriuscita.

La struttura di un vulcano terrestre

L’edificio del vulcano è composto dal bacino magmatico (focolare), dal camino (condotto vulcanico; possono essere presenti anche condotti secondari, fessure più piccole, spesso sulle pareti laterali del vulcano, dalle quali fuoriesce il magma), dal quale sale il materiale magmatico, dal cono, prodotto dall’accumulo dei materiali eruttati e dal cratere (le aperture dei condotti laterali vengono dette crateri avventizi) che è lo sbocco esterno del camino.L’alimentazione del vulcano è assicurata dal serbatoio magmatico.

• La classificazione dei vulcani
• I geyser
• I soffioni boraciferi

Mineralogia

La mineralogia è la scienza che studia i minerali, in particolare la loro struttura cristallina, le loro proprietà chimiche e fisiche, la loro origine e la loro distribuzione e infine l’impiego che l’uomo può fare di essi. La mineralogia generale si suddivide in diverse discipline specifiche: la mineralogia sistematica, che si occupa della misurazione delle proprietà fisiche dei minerali finalizzata alla loro identificazione e classificazione, la cristallografia, che si occupa della forma e della composizione dei cristalli, la cristallochimica, che studia il rapporto tra la composizione chimica e la struttura di un cristallo, la classificazione mineralogica, che suddivide tutti i minerali in gruppi e sottogruppi, la distribuzione geologica, che studia il luogo di origine di ciascun minerale.

• Sistematica dei minerali
• Bauxite
• Berillo
• Calcite
• Corindone
• Diamante
• Dolomite
• Feldspato
• Fluorite
• Galena
• Grafite
• Ematite
• Limonite
• Magnesite
• Magnetite
• Malachite
• Olivina
• Ortoclasio
• Pirite
• Quarzo
• Rodonite
• Talco
• Topazio
• Tormalina
• Turchese
• Zircone

Cristallografia

• Cristallografia
  • Difetti dei cristalli

La superficie terrestre

L’aspetto della superficie terrestre cambia continuamente nel tempo per l’azione degli agenti geomorfologici, che possono essere endogeni, quando si originano all’interno della Terra e sono discontinui, come i terremoti e i fenomeni vulcanici, oppure esogeni, quando si originano nell’atmosfera o nelle acque all’esterno della Terra e sono continui.

Il risultato dell’azione di tutti questi agenti sulle rocce affioranti dalla crosta terrestre è la formazione del suolo, lo strato più superficiale. Il suolo è composto principalmente dai detriti di varie dimensioni prodotti dall’azione erosiva (mantello detritico), e dai resti degli organismi animali e vegetali che vi si insediano, che una volta decomposti formano l’humus, trasformato poi in sostanza inorganica dall’azione di funghi e batteri. Nel suolo ci sono però anche una componente liquida, una soluzione diluita di sali minerali che costituisce la riserva idrica delle piante, e una componente gassosa, costituita dagli stessi gas presenti nell’atmosfera, indispensabili per i processi biologici del suolo e delle piante.

Il suolo è costituito da diversi strati sovrapposti, detti orizzonti, che insieme ne costituiscono il profilo:

• orizzonte O o lettiera (strato superficiale non molto spesso, composto da sostanze organiche indecomposte o parzialmente decomposte);
• orizzonte A (strato ricco di sostanza organica decomposta e caratterizzato dall’azione dell’acqua che ne trasporta i materiali verso lo strato sottostante);
• orizzonte B (strato con scarsa presenza di humus e accumulo dei materiali dello stato sovrastante);
• orizzonte C (strato più profondo composto da rocce ancora in via di degradazione);
• orizzonte R (roccia inalterata).

• Degradazione delle rocce

Il vento

L’azione geomorfologica del vento, invece, agisce soprattutto sulle zone della superficie terrestre scarsamente ricoperte di vegetazione e consiste in due tipi di erosione: la deflazione, cioè il sollevamento e lo spostamento di frammenti di materiale prodotto dalla disgregazione fisica delle rocce, che con il tempo dà origine alle zone desertiche, e la corrasione, cioè l’azione erosiva esercitata dai materiali trasportati dal vento quando colpiscono le rocce. Quando il materiale trasportato si ferma, dà origine ai depositi eolici, di cui i più tipici sono le dune sabbiose.

I fiumi

Anche i fiumi esercitano un’azione di erosione, trasporto e deposito attraverso lo scavo del proprio letto, o alveo, la cui tipologia e il cui percorso dipendono dal tipo di roccia su cui il fiume scorre, dalla pendenza e dalla velocità del fiume. L’azione di erosione di un fiume può dare origine alle valli fluviali, dalla caratteristica forma a V per il fondo stretto e i fianchi sovrastanti, o alle cascate, salti del letto fluviale dovuti alla forma delle rocce sottostanti, destinate a essere ulteriormente modificate dalla forte corrente generata dalla cascata stessa. Tale azione è più intensa all’inizio del ciclo di vita di un fiume, quando esso ha una forte pendenza, mentre successivamente, proprio per l’erosione, il dislivello dell’alveo diminuisce e prevale l’azione di trasporto di materiali. Quando un fiume esce da una valle in una pianura, la sua velocità diminuisce e i materiali trasportati si fermano creando un deposito conico detto conoide di deiezione. Quando invece i materiali trasportati si depositano progressivamente nel tempo in una zona depressa e la riempiono fino a tracimare dagli argini si crea una pianura alluvionale.

I ghiacciai

Più limitata è l’azione erosiva dei ghiacciai, che si manifesta solo al di sopra del limite delle nevi perenni e avviene con un movimento molto lento. Tale azione viene definita in particolare esarazione, e si manifesta come abrasione, cioè azione dei frammenti di roccia incastonati nel ghiaccio sul suolo su cui il ghiacciaio si muove, oppure come sradicamento, cioè rimozione di blocchi di suolo. Queste azioni erosive possono dare origine alle valli glaciali, che diversamente da quelle fluviali hanno una forma a U con fondo largo e fianchi ripidi, al circo glaciale, una conca semicircolare con una soglia rialzata che la separa dalla valle, o alle rocce montonate, formazioni rocciose emerse dopo l’erosione e modellate dall’azione del ghiacciaio che le rende allungate nella sua direzione di scorrimento. Le forme di deposito del materiale trasportato dai ghiacciai possono essere due: le morene, accumuli disordinati di sedimenti di dimensioni diverse, e i massi erratici, blocchi di roccia trasportati interi a valle dal ghiacciaio.

I mari

Anche l’azione geomorfologica dei mari si esercita su un’area limitata, la linea di costa che separa la terraferma dalle acque. L’abrasione marina è dovuta all’azione delle onde sulle coste e ai materiali da esse trasportati e scagliati sulle rocce o sulle distese sabbiose, e determina un continuo avanzamento o arretramento della linea di costa. L’azione è particolarmente evidente sulle coste alte e rocciose (falesie), dove l’erosione crea un solco alla base delle pareti rocciose, che con il tempo perdono sostegno e crollano. I materiali trasportati dal mare sono di piccole dimensioni, ciottoli, ghiaia o sabbia, e le loro forme di deposito dipendono dalla forma e dall’ampiezza della costa, oltre che dalle caratteristiche del moto ondoso. Può accadere che la risacca blocchi al largo alcuni sedimenti, formando un cordone litoraneo sottomarino che con il tempo emerge e si collega alla terraferma dando origine a un tratto di mare parzialmente isolato, una laguna.

Il clima

Le caratteristiche specifiche di ciascun suolo sono poi determinate dal clima, poiché temperatura, umidità e precipitazioni influenzano le modalità di degradazione e alterazione delle rocce, dalle caratteristiche fisiche e chimiche di queste ultime, e dalla giacitura del suolo, cioè dalla pendenza, che influenza le modalità di accumulo dei materiali. Gli aspetti più importanti di un suolo per i processi che vi avvengono e per gli organismi che vi si sviluppano sono la tessitura o grana, cioè la quantità relativa di materiali delle diverse dimensioni presenti, la porosità, cioè la presenza o no di pori e interstizi per la circolazione di acqua e aria, la struttura, cioè la disposizione indipendente o aggregata dei granuli, il colore, che indica la presenza di certi materiali o lo svolgimento di certi processi (il rosso segnala il ferro, il marrone scuro la sostanza organica, il grigio-azzurro la scarsità di ossigeno).

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