Universit à degli Studi di Roma La Sapienza Laurea in ... · Interno della Terra Mantello Nucleo esterno Nucleo interno Crosta Quattro strati principali : Crosta Mantello Nucleo

Corso di Petrografia con elementi di Mineralogia (M. Lustrino) A.A. 2004/2005PACEPACE

UniversitUniversitàà degli Studi di Roma La Sapienzadegli Studi di Roma La Sapienza

Laurea in Scienze AmbientaliLaurea in Scienze Ambientali

Corso di Petrografia con elementi di Corso di Petrografia con elementi di MineralogiaMineralogia

Docente : Prof. Lucio Morbidelli (dott. Michele Lustrino)

tel.: 06tel.: 06--4991415849914158ee--mail: [email protected]: [email protected]

Collaboreranno al corso:dott. Giovanni B. Giovanni B. AndreozziAndreozzi (per la parte di mineralogia)

Lezioni on-line al sito:http://tetide.geo.uniroma1.it/sciterra/wed/corsoterra.html


SCOPI e METODI della PETROGRAFIASCOPI e METODI della PETROGRAFIA

Se si conoscono i caratteri essenziali delle rocce si può iniziare lo studio della loro genesi ed evoluzione che rappresentano gli argomenti fondamentali di un’altra disciplina affine denominata PETROLOGIA.

Non conoscere la PETROGRAFIA per un Geologo equivale a non conoscere l’anatomia per un medico.

La conoscenza della petrografia rappresenta il primo passo per capire la complessità della dinamica terrestre che in definitiva interessa corpi rocciosi siano essi profondi o superficiali.


I metodi di studio della PETROGRAFIA sono: MICROSCOPIO OTTICO; APPARECCHIATURE di FLUORESCENZA X; MICROSCOPIO ELETTRONICO; MICROSONDA ELETTRONICA, ecc.

PRIMA di utilizzare le strumentazioni che spaziano dal martello ad attrezzature molto sofisticate e di alta tecnologia è necessario conoscere in modo adeguato il mondo delle ROCCE ed in particolare il divenire o, meglio, il succedersi degli eventi che possono trasformare rocce di un certo tipo in altre totalmente differenti.

SCOPI e METODI della PETROGRAFIASCOPI e METODI della PETROGRAFIA


Struttura e dinamica della TerraStruttura e dinamica della TerraIpotesi sulla sua origineIpotesi sulla sua origine

INTRODUZIONEINTRODUZIONE


DistanzaDistanza daldal Sole Sole 149,6 x 10149,6 x 1066 kmkm

PeriodoPeriodo didi rivoluzionerivoluzione ∼∼∼∼∼∼∼∼ 365 365 giornigiorni

PeriodoPeriodo didi rotazrotaz. . assialeassiale 23 23 hh 56 56 mm

InclinazioneInclinazione delldell’’asseasse 2323ºº 2727’’

DiametroDiametro equatorialeequatoriale 12.756 km12.756 km

EccentricitEccentricitàà orbitaleorbitale 0,0170,017

MassaMassa 6x106x102424 kgkg

DensitDensitàà mediamedia 5,5 g/cm5,5 g/cm33

Comp. Comp. delldell’’atmosferaatmosfera ~ ~ AzotoAzoto + + OssigenoOssigeno

EtEtàà ~ ~ 4,6 4,6 miliardimiliardi didi annianni

CaratteriCaratteri generaligenerali delladella TerraTerra


InternoInterno delladella TerraTerra

Mantello

Nucleoesterno

Nucleo

interno

Crosta Quattro Quattro stratistrati principaliprincipali::

CrostaCrosta

MantelloMantello

NucleoNucleo esternoesterno

NucleoNucleo internointerno


InternoInterno delladella TerraTerraCrostaCrosta::CrostaCrosta OceanicaOceanica

SottileSottile: 2: 2--10 km (in media 7 10 km (in media 7 km)km)

StratigrafiaStratigrafia relativamenterelativamenteuniformeuniforme �� serieserie ofioliticaofiolitica

SedimentiSedimenti

lave a lave a cuscinocuscino ((pillow basaltspillow basalts))

dicchidicchi basalticibasaltici

gabbrigabbri massivimassivi

roccerocce ultrafemicheultrafemiche ((mantellomantello))

Crosta Continentale

Crosta Oceanica

Rift centrale

Lave a cuscino

Dicchi basaltici

Peridotite(Mantello)

Camera magmatica

Sedimenti

Gabbrimassivi


CrostaCrosta::CrostaCrosta ContinentaleContinentale

PiPiùù spessaspessa: 20: 20--70 km; in 70 km; in media ~ 35 kmmedia ~ 35 km

ComposizioneComposizione moltomoltovariabilevariabile (~ (~ granodioritegranodiorite))

InternoInterno delladella TerraTerraCrosta Continentale

Crosta Oceanica

DivisaDivisa in: in:

-- CrostaCrosta SuperioreSuperiore ((pipiùù leggeraleggera, , pipiùù riccaricca in SiOin SiO22 e e relativamenterelativamente poverapovera in in MgOMgO) e) e

-- CrostaCrosta InferioreInferiore pipiùù pesantepesante ((menomeno riccaricca in SiOin SiO22 e e pipiùùriccaricca in in MgOMgO))


InternoInterno delladella TerraTerraMantelloMantello: : ComposizioneComposizione stratificatastratificata siasia in termini in termini didicomposizionecomposizione chimicachimica cheche mineralogicamineralogica. .

MantelloMantello SuperioreSuperiore finofino a 410 km a 410 km

ZonaZona didi TransizioneTransizione (410(410--660 km)660 km)

MantelloMantello InferioreInferiore ((MesosferaMesosfera) ) finofino a 2900 kma 2900 km

Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter 6370

5145

2900

660

410

80220

Crosta

MantelloMantello

NucleoNucleo

Mantello Superiore

Zona di transizione

Nucleo

Interno(solido)

Profondità (km)

Mantello

Inferiore

Nucleo

Esterno(liquido)

Discontinuità di

Mohorovicic

Discontinuità di Gutenberg



6370

5145

2900

660

410

80220

Crosta

MantelloMantello

NucleoNucleo

Mantello Superiore

Zona di transizione

Nucleo

Interno(solido)

Profondità (km)

Mantello

Inferiore

Nucleo

Esterno(liquido)




Discontinuità di

Mohorovicic


Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter

MantelloMantello SuperioreSuperiore ((daldal contattocontatto con la con la crostacrosta finofino a a 410 km). Il 410 km). Il contattocontatto con la con la crostacrosta èè dettodetto

DiscontinuitDiscontinuitàà didi MohorovicicMohorovicic ((MohoMoho))MantelloMantello litosfericolitosferico ((solidosolido) ) spessorespessore variabilevariabile(in (in generegenere finofino a a ~~80 km)80 km)

MantelloMantello AstenosfericoAstenosferico ((parzialmenteparzialmente fusofuso)) ~~ 8080--220 km220 kmMesosferaMesosfera didi nuovonuovo solidasolida ((peridotiteperidotite a a granatogranato))



6370

5145

2900

660

410

80220

Crosta

MantelloMantello

NucleoNucleo

Mantello Superiore

Zona di transizione

Nucleo

Interno(solido)

Profondità (km)

Mantello

Inferiore

Nucleo

Esterno(liquido)




Discontinuità di

Mohorovicic


ZonaZona didi TransizioneTransizione.. A A partirepartire dada 410 km la 410 km la velocitvelocitààdelledelle ondeonde sismichesismiche aumentaaumenta rapidamenterapidamente..

Questa Questa variazionevariazione èè dovutadovuta al al cambiocambio strutturalestrutturaledelldell’’olivinaolivina (Mg(Mg22SiOSiO44) in ) in wadsleyitewadsleyite (Mg(Mg22SiOSiO44). ). Cambia SOLO la Cambia SOLO la strutturastruttura ((dada rombicarombica a a monoclinamonoclina).).

A 500 km A 500 km ll’’olivinaolivina ((oraora wadsleyitewadsleyite) cambia ) cambia didi nuovonuovostrutturastruttura e e diventadiventa cubicacubica ((ringwooditeringwoodite))

A 660 km la A 660 km la ringwooditeringwoodite sisi trasformatrasforma in in perovskiteperovskite e e magnesiowustitemagnesiowustite ((fasifasi ancoraancora pipiùù dense)dense)




6370

5145

2900

660

410

80220

Crosta

MantelloMantello

NucleoNucleo

Mantello Superiore

Zona di transizione

Nucleo

Interno(solido)

Profondità (km)

Mantello

Inferiore

Nucleo

Esterno(liquido)




Discontinuità di

Mohorovicic


MantelloMantello InferioreInferiore.. ConosciamoConosciamo moltomolto pocopoco didi questoquestovolume volume delladella Terra.Terra.

PerovskitePerovskite (MgSiO(MgSiO33) e ) e magnesiowustitemagnesiowustite ((MgOMgO) ) sonosonoprobabilmenteprobabilmente le le fasifasi pipiùù abbondantiabbondanti..

La La perovskiteperovskite probabilmenteprobabilmente costituiscecostituisce pipiùù delldell’’80% 80% del del mantellomantello inferioreinferiore ((quindiquindi èè ilil mineraleminerale pipiùùabbondanteabbondante delladella Terra).Terra).



NucleoNucleo: : LegaLega metallicametallica didi FeFe--Ni. (non Ni. (non cici sonosono silicatisilicati))

NucleoNucleo EsternoEsterno èè liquidoliquidosenzasenza ondeonde didi tipotipo SS

NucleoNucleo InternoInterno èè solidosolido (a (a causacausadelledelle fortissimefortissime pressionipressioni))

6370

5145

2898

660

410

60220

Crosta

Mantello Superiore

Zona di transizione

Nucleo

Interno(solido)

Profondità (km)

Mantello

Inferiore

Nucleo

Esterno(liquido)

MantelloMantello

NucleoNucleo

InternoInterno delladella TerraTerra



Velocità delle onde P (Primarie) ed S (Secondarie) in funzionedei moduli k e µ

kk == modulo di compressibilitmodulo di compressibilitàà;;µµ == modulo di rigiditmodulo di rigiditàà;;ρρ == densitdensitàà (g/cm(g/cm33))

OndeOnde P e P e OndeOnde S?S?

µµ nei liquidi nei liquidi = 0= 0

ρ

µ3/4−=k

Vpρ

µ=Vs

OndeOnde SS

OndeOnde PP(onde di compressione)(onde di compressione)

(onde di taglio)(onde di taglio)



OndeOnde PP



OndeOnde SS


PP == onde Ponde PSS == onde Sonde Sρρ == densitdensitàà

Da: Le rocce ed I loro costituenti

Lucio Morbidelli


VariazioneVariazione delledelle velocitvelocitàà delledelle ondeonde P ed S con la P ed S con la profonditprofonditàà. . SuddivisioniSuddivisioni composizionalicomposizionali delladella Terra Terra

sullasulla sinistrasinistra; ; suddivisionisuddivisioni reologichereologiche sullasulla destradestra. . DaDa KeareyKearey and Vine (1990), and Vine (1990), Global TectonicsGlobal Tectonics. . ©© Blackwell Scientific. Oxford.Blackwell Scientific. Oxford.

Crosta

Mantello

Nucleo

Esterno

Velocità (km/sec)

0 5 10

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Profondità (km)

Onde S

Onde P

Nucleo

Interno

Asteno-

Solido

Liquido

Meso-

sfera

Onde S

LL’’AstenosferaAstenosfera èè la la zonazona didimantellomantello superioresuperiore chechepermettepermette allaalla sovrastantesovrastantelitosferalitosfera didi muoversimuoversiparzialmenteparzialmente scollatascollata dalledallerestantirestanti porzioniporzioni pipiààprofondeprofonde..

La La LitosferaLitosfera comprendecomprende la la CrostaCrosta e la e la porzioneporzione didimantellomantello pipiùù superficialesuperficiale..

Al Al contattocontatto CrostaCrosta--MantelloMantellolitosfericolitosferico sisi verificaverifica un un aumendoaumendo didi velocitvelocitàà delledelleondeonde sismichesismiche ((aumentaaumenta la la densitdensitàà).).Al Al contattocontatto LitosferaLitosfera--AstenosferaAstenosfera sisi verificaverifica unaunadiminuzionediminuzione didi velocitvelocitàà delledelleondeonde sismichesismiche ((astenosferaastenosferaparzialmenteparzialmente fusafusa))

Litosfera

sfera


La La variazionevariazione didi TemperaturaTemperatura dalledalle regioniregioni pipiùùinterne interne delladella Terra (Terra (pipiùù caldecalde) a ) a quellequelle pipiùù esterneesterne((pipiùù freddefredde) ) vieneviene definitadefinita

GRADIENTE GEOTERMICOGRADIENTE GEOTERMICO ((°°C/m)C/m)

Il Il gradientegradiente geotermicogeotermico mediomedio delladella crostacrostaterrestreterrestre vale circa 25vale circa 25°°C/km (ma C/km (ma variavaria dada localitlocalitàà a a localitlocalitàà dada 6 a 140 6 a 140 °°C/km)C/km)

Il Il gradientegradiente geotermicogeotermico per le per le altrealtre regioniregioni pipiùùinterne interne delladella terra terra èè moltomolto pipiùù basso (basso (~0,70,7--0,8 0,8 °°C/km)C/km)


La La quantitquantitàà didi energiaenergia termicatermica chechesfuggesfugge dalladalla Terra Terra espressaespressa per per unitunitààdidi area e area e didi tempo tempo vieneviene definitadefinita

FLUSSO DI CALOREFLUSSO DI CALORE

Questa Questa vieneviene espressaespressa in HFU (in HFU (Heat Heat Flow UnitFlow Unit) ) equivalenteequivalente ad ad 1 microcaloria/cm1 microcaloria/cm22/sec/secLa media del La media del flussoflusso didi calorecalore suisuicontinenticontinenti èè 1,5 HFU1,5 HFU

In In alcunealcune regioniregioni ((eses. Italia) . Italia) ilil flussoflusso didicalorecalore èè superioresuperiore allaalla media. media. PerchPerchèè??


Abbondanze relative atomiche dei sette elementi più comuni che costituiscono il97% della massa della Terra.Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter, Prentice Hall.

O50.7%

Mg15.3%

Fe15.2%

Si14.4%

S3.0%

Al1.4%

Ca1.0%


SorgentiSorgenti didi calorecalorenellanella TerraTerra

1.1. CaloreCalore dalldall’’accrezioneaccrezione primordialeprimordiale e e dalladalla differenziazionedifferenziazione delladella TerraTerra

raggiungeraggiunge ancoraancora lentamente la lentamente la superficiesuperficie


1.1. Calore dall’accrezione primordiale e dalla differenziazione della Terra

raggiungeraggiunge ancoraancora lentamente la lentamente la superficiesuperficie

2.2. CaloreCalore rilasciatorilasciato daldal decadimentodecadimentoradioattivoradioattivo deidei nuclidinuclidi instabiliinstabili

SorgentiSorgenti didi calorecalorenellanella TerraTerra


TrasferimentoTrasferimento didi CaloreCalore1.1. ConduzioneConduzione ((energiaenergia termicatermica trasmessatrasmessa daldal motomoto

vibratoriovibratorio deglidegli atomiatomi dada unauna zonazona caldacalda a a unauna freddafredda): ): Questa Questa èè funzionefunzione delladella conducibilitconducibilitàà termicatermica delladellasostanzasostanza ((ossiaossia delldell’’abilitabilitàà a a condurrecondurre calorecalore))

2. 2. RadiazioneRadiazione ((energiaenergia termicatermica trasmessatrasmessa dada unaunasostanzasostanza portataportata allall’’incandescenzaincandescenza))

3. 3. ConvezioneConvezione ((spostamentospostamento didi materiamateria; ; eses. . acquaacqua chechebollebolle in in unauna pentolapentola; ; fumofumo didi unauna sigarettasigaretta o o didi un un caminocamino. . AvvieneAvviene perchperchèè se se riscaldiamoriscaldiamo un un fluidofluido ((liquidoliquido o gas) o gas) questoquesto sisi espandeespande divenendodivenendo menomeno densodenso, , quindiquindi pipiùùleggeroleggero, del , del materialemateriale circostantecircostante. Tale . Tale fluidofluido quindiquindi tendetendea a saliresalire, , mentrementre ilil materialemateriale pipiùù freddofreddo e e pipiùù pesantepesantescendescende aprenderneaprenderne ilil postoposto. . SiSi instaurainstaura coscosìì un un ciclocicloconvettivoconvettivo, , dettodetto CELLA CONVETTIVACELLA CONVETTIVA))


1.1. MidMid--ocean Ridges ocean Ridges ((CresteCreste mediomedio--oceanicheoceaniche))

5.5. BackBack--arc Basinsarc Basins((BaciniBacini didi retroarcoretroarco))

? ??

600 km

400

200 km

15 3 46 7 2

C. Continentale

C. Oceanica

Mantello Litosferico

Mantello sub-litosferico

Sorgente dei fusi

2.2. IntracontinentalIntracontinental Rifts Rifts ((FessureFessure intracontinentaliintracontinentali))

3. 3. Island ArcsIsland Arcs((isoleisole didi arcoarco))

4.4. Active Continental Active Continental Margins Margins ((MarginiMargini continentalicontinentali attiviattivi))

6.6. Ocean Island BasaltsOcean Island Basalts((BasaltiBasalti didi isoleisole oceanicheoceaniche))

7.7. Miscellaneous IntraMiscellaneous Intra--Continental ActivityContinental Activity((AttivitAttivitàà igneaignea continentalecontinentale variavaria; ; es.es.kimberlitikimberliti, , carbonatiticarbonatiti, , anortositianortositi, etc.), etc.)


TettonicaTettonica delledelle placcheplacche -- GenesiGenesi IgneaIgnea

?

?

Corso di Petrografia con elementi di Mineralogia (M. Lustrino) A.A. 2004/2005PACEPACECrostaCrosta creatacreata dove le dove le placcheplacche divergonodivergono ((CresteCreste oceanicheoceaniche))

Tettonica delle Placche Tettonica delle Placche –– Riciclaggio GlobaleRiciclaggio Globale

? ??

600 km

400

200 km

Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter?


DistruzioneDistruzione didi CrostaCrosta, , formazioneformazione didi catenecatene montuosemontuose, , scontroscontro

didi placcheplacche ((eses. . AndeAnde, Himalaya, , Himalaya, GiapponeGiappone))


? ??

600 km

400

200 km

Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter?


Per Per accomodareaccomodare gligli sforzisforzi susu unauna superficiesuperficie sfericasferica, le , le zone zone

trasformitrasformi sonosono regioniregioni nellenelle qualiquali le le placcheplacche scivolanoscivolano unauna

rispettorispetto allall’’altraaltra ((eses. . fagliafaglia didi San Andrea, California)San Andrea, California)



Tettonica delle Placche Tettonica delle Placche –– EtEtàà degli Oceanidegli Oceani

Milioni di anni dal presente Milioni di anni dal presente

180180 150150 120120 8080 4040 00

Voi siete quiVoi siete qui


Il Sistema solareIl Sistema solare

Da: Le rocce ed I loro costituenti - Lucio Morbidelli

Giove comprende Giove comprende ∼∼ il 99% della massa dellil 99% della massa dell’’intero sistema solare (intero sistema solare (∼∼10103030 g) g) (Sole escluso)(Sole escluso)

Giove ha una massa 10Giove ha una massa 10--33 (0.1%) rispetto a quella (0.1%) rispetto a quella solaresolare

La Terra ha una massa 10La Terra ha una massa 10--33 (0.1%) rispetto a quella (0.1%) rispetto a quella di Giovedi Giove


Il Sistema solareIl Sistema solareIl contenuto in elementi volatili aumenta con la distanza dal SoIl contenuto in elementi volatili aumenta con la distanza dal Sole (Marte le (Marte doveva essere pidoveva essere piùù ricco in Hricco in H22O della Terra perchO della Terra perchéé èè pipiùù distante dal distante dal Sole)Sole)

MercurioMercurio

Tem

pera

tura

Tem

pera

tura

Distanze solari (distanza TerraDistanze solari (distanza Terra--Sole)Sole)1010

TerraTerra

GioveGiove

SaturnoSaturno

PlutonePlutone

Tungsteno (W)Tungsteno (W)

SilicatiSilicati

Silicati ricchi in CSilicati ricchi in C

GhiaccioGhiaccio


Origine della TerraOrigine della TerraProcesso di ACCREZIONE omogenea in seguito a Processo di ACCREZIONE omogenea in seguito a

collisioni continue con corpi interplanetari di collisioni continue con corpi interplanetari di varia grandezza.varia grandezza.

I corpi piI corpi piùù grandi [= Planetesimali] si pensa grandi [= Planetesimali] si pensa avessero diametri dellavessero diametri dell’’ordine di qualche ordine di qualche centinaia di chilometricentinaia di chilometri

Tutti i corpi planetari si sono accresciuti per Tutti i corpi planetari si sono accresciuti per accumulazioni successive (urti con meteoriti)accumulazioni successive (urti con meteoriti)

Tutti i corpi planetari sono Tutti i corpi planetari sono craterizzaticraterizzati

Per generare un cratere come quello di Per generare un cratere come quello di CopernicoCopernico (sulla Luna), con un (sulla Luna), con un raggio di raggio di ∼∼93 km, ci vuole un urto con un asteroide di 593 km, ci vuole un urto con un asteroide di 5--10 km di 10 km di diametro.diametro.


AUTODIFFERNZIAZIONE:AUTODIFFERNZIAZIONE:formazione del NUCLEO dalformazione del NUCLEO dalMANTELLO PRIMORDIALEMANTELLO PRIMORDIALE

Il NUCLEO si Il NUCLEO si èèformato alla fine del formato alla fine del processo di processo di accrezione per una accrezione per una Migrazione verso il Migrazione verso il centro, dalla forza di centro, dalla forza di gravitgravitàà, di un fuso di , di un fuso di solfuri di ferro e solfuri di ferro e nichelnichel

I corpi collidenti erano I corpi collidenti erano gigiàà differenziati con differenziati con nuclei composti da nuclei composti da solfuri di Fe e Ni allo solfuri di Fe e Ni allo stato fuso che hanno stato fuso che hanno innescato la fusione innescato la fusione pressochpressochéé istantanea istantanea dei composti analoghi dei composti analoghi presenti nel presenti nel protopianetaprotopianeta


Simulazione numerica di una collisione tra una Terra Simulazione numerica di una collisione tra una Terra primitiva e un corpo grande circa 1,3 volte Marte alla primitiva e un corpo grande circa 1,3 volte Marte alla velocitvelocitàà di 5 km/sdi 5 km/s

4.2 minuti

8.4 minuti 12.5 minuti

Materiale chediventerà la proto-luna

Enigma LUNAEnigma LUNA



Le Le roccerocce lunarilunari e e quellequelle terrestriterrestri sonosono moltomolto similisimili in in composizionecomposizione trannetranne per per ilil contenutocontenuto moltomolto pipiùù basso in Febasso in Fe(ed (ed essenzialmenteessenzialmente ll’’assenzaassenza didi HH22O) O) delledelle roccerocce lunarilunari..

Se Se ll’’impattoimpatto cheche ha ha generatogenerato la Luna fosse la Luna fosse avvenutoavvenuto primaprimadelladella differenziazionedifferenziazione delladella Terra (Terra (ossiaossia prima prima delladellaformazioneformazione del del nucleonucleo terrestreterrestre) ) noinoi dovremmodovremmo aspettarciaspettarciper i due per i due corpicorpi (Terra e Luna) le (Terra e Luna) le stessestesse composizionicomposizioni totalitotali. .

LL’’unicounico modomodo per per spiegarespiegare ilil contenutocontenuto in Fe in Fe delladella Luna Luna moltomoltopipiùù basso basso didi quelloquello delladella Terra Terra èè ipotizzareipotizzare cheche ll’’impattoimpatto siasiaavvenutoavvenuto dopodopo la la formazioneformazione del del NucleoNucleo terrestreterrestre..

OrigineOrigine delladella Luna e Luna e differenzedifferenze didicomposizionecomposizione tratra Terra e LunaTerra e Luna


SequenzaSequenza::

•• AccrezioneAccrezione delladella TerraTerra•• FormazioneFormazione del del NucleoNucleo ((� rimozionerimozione didi Fe Fe daldal

mantellomantello e e concentrazioneconcentrazione nelnel nucleonucleo terrestreterrestre))•• CollisioneCollisione tratra la Terra ed un la Terra ed un grossogrosso asteroideasteroide•• La Luna coalesce La Luna coalesce daidai restiresti delldell’’asteroideasteroide e e daldal

materialemateriale del del mantellomantello terrestreterrestre•• SiSi segregasegrega ilil nucleonucleo lunarelunare: : ilil mantellomantello lunarelunare, , gigiàà

impoveritoimpoverito in Fe, in Fe, perdeperde ancoraancora unun’’altraaltra porzioneporzione del del suosuo FeFe

QuindiQuindi le le roccerocce lunarilunari formateformate dopodopo la la segregazionesegregazione del del nucleonucleo sonosono moltomolto impoveriteimpoverite in Fe (ma in Fe (ma similisimili in in moltimoltialtrialtri elementielementi) ) rispettorispetto allealle roccerocce equivalentiequivalentiterrestriterrestri..

Le Le etetàà delledelle roccerocce pipiùù anticheantiche delladella Luna e la Luna e la stimastimadelldell’’etetàà delladella formazioneformazione del del nucleonucleo terrestreterrestre sonosonocoerenticoerenti con con questoquesto modellomodello. .

CronologiaCronologia delladella formazioneformazione delladella lunaluna


ClassificazioneClassificazione delledelle MeteoritiMeteoritiOgniOgni annoanno entranoentrano nellnell’’atmosferaatmosfera terrestreterrestre ∼∼200 200 tonnellatetonnellatedidi meteoritimeteoriti

DiDi questaquesta quantitquantitàà cadonocadono sulllasullla superficiesuperficie terrestreterrestre ogniogniannoanno per per ogniogni milionemilione didi kilometrikilometri quadratiquadrati::

∼∼ 58 58 meteoritimeteoriti > 100 > 100 grammigrammi

∼∼ 9 9 meteoritimeteoriti > 1 kg> 1 kg

∼∼ 1,3 1,3 meteoritimeteoriti > 10 kg> 10 kg

((LL’’EuropaEuropa ha ha unauna superficiesuperficie didi ∼∼ 10 10 milionimilionididi kilometrikilometri quadratiquadrati))

(In (In AntartideAntartide cici sonosono ∼∼ 8 8 milionimilioni didi tonnellatetonnellatedidi meteoritimeteoriti con un peso > 100 con un peso > 100 grammigrammi))


OrdinarieOrdinarie

(81%)(81%)

Età 4500-4600 Ma; la distribuzione degli elementipesanti è analoga a quella del Sole; sono composte dasilicati anidri (essenzialmente olivine, pirosseni) che siritrovano riuniti in condruli = globuli subsferici (0,5-1mm); tra i condurli compaiono minerali metallici (leghedi Fe e Ni o solfuri sempre di questi elementi).CondritiCondriti

(86%)(86%)

CarbonaceeCarbonacee

(5%)(5%)

Fino al 20% di H2O. Sono caratterizzate dalla presenza diminerali silicatici tipo serpentino/clorite). Con sostanzeorganiche (idrocarburi, acidi grassi ed aromatici, etc. Sono considerate le più primitive e meno differenziate trai prodotti di condensazione che hanno originato i pianeti.

SilicaticheSilicatiche

(95%)(95%)

AcondritiAcondriti

(9%)(9%)

Età e composizioni molto variabili; senza condruli. In genere hanno unaGrana più grossolana rispetto alle condriti. In genere senza Fe-Ni. iniziale. Alcuni tipi oltre che dalla fascia degli asteroidi, sembranoprovenire dalla superficie di Marte (tipi SNC = Shergottiti- Nakhiliti-Chassigniti) o da quella lunare.

SiderolitiSideroliti (1%)(1%)

((SilicaticoSilicatico--ferroseferrose))

Formate da silicati e minerali metallici (essenzialmente Fe + Ni)Da riferire alle porzioni interne dei corpi differenziati della cintura di asteroidi

Essenzialmente composte da minerali metallici (Fe + Ni)Da riferire alle porzioni interne dei corpi differenziati della cintura di asteroidi

SideritiSideriti (4%)(4%)

((FerroseFerrose))

ClassificazioneClassificazione delledelle MeteoritiMeteoriti


pianetapianeta MarteMarteasteroideasteroide MathildeMathilde cometacometa HalleyHalley

La nostra La nostra conoscenzaconoscenza delladella storiastoria del del sistemasistema solaresolare e del e del ““sistemasistema didi funzionamentofunzionamento”” del del nostronostro pianetapianeta sarebbesarebbeimpossibileimpossibile se le se le meteoritimeteoriti non non cadesserocadessero sullasulla Terra.Terra.

MeteoritiMeteoriti: : LegamiLegami criticicritici con con ilil sistemasistemasolaresolare primitivoprimitivo e la Terra e la Terra profondaprofonda



-- migliorimigliori stimestime delldell’’etetàà del del nostronostro sistemasistema solaresolare-- meteoritimeteoriti omogeneeomogenee chiamatechiamate condriticondriti sonosono la la miglioremigliore

stimastima delladella composizionecomposizione totaletotale delladella TerraTerra-- Le Le meteoritimeteoriti ferroseferrose fornisconoforniscono la la stimastima pipiùù vicinavicina allaalla

composizionecomposizione del del nucleonucleo terrestreterrestre

CristalliCristalli didi solfurisolfuri didi Fe e Ni in Fe e Ni in unaunameteorite meteorite ferrosaferrosa

Meteorite Meteorite ferrosaferrosa (304 kg)(304 kg)Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter

Le Le meteoritimeteoriti sonosono importantiimportanti


-- prima prima delladella missionemissione Pathfinder Pathfinder susu MarteMarte, le , le meteoritimeteoriti ciciavevanoavevano datodato solo (e solo (e ancoraancora la la miglioremigliore) ) stimastima delladellacomposizionecomposizione (ed (ed etetàà) del ) del pianetapianeta MarteMarte

-- le le meteoritimeteoriti silicatichesilicatiche--ferroseferrose ((siderolitisideroliti; ; fotofoto sotto) sotto) possonopossono rappresentarerappresentare ilil materialemateriale delldell’’interfacciainterfaccia nucleonucleo--mantellomantello

Le Le meteoritimeteoriti sonosono importantiimportanti

MetalloMetallo didi FeFe--NiNiSilicatoSilicato didi Mg (Mg (olivinaolivina))Da: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter


UnaUna meteorite (meteorite (chondritechondrite) )

didi ~12 kg ha ~12 kg ha messomesso fine fine

allaalla vita vita didi questaquesta

Chevrolet Malibu a Chevrolet Malibu a

Peekskill, NY, Peekskill, NY, nelnel 1992.1992.

OgniOgni annoanno ~60 ~60 milionimilioni didi tonnellatetonnellate didi polverepolvere spazialespaziale e e

meteoritimeteoriti raggiungonoraggiungono la la superficiesuperficie delladella Terra.Terra.

Le Le meteoritimeteoriti possonopossono uccidereuccidere



Per Per studiarestudiare (o per (o per curiositcuriositàà) ) provateprovate questiquesti sitisiti......http://www.whfreeman.com/presssiever/con_index.htm?99hsghttp://www.whfreeman.com/presssiever/con_index.htm?99hsg

http://http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/announcements/announce_predict.htmlwww.ngdc.noaa.gov/mgg/announcements/announce_predict.html

AlcuneAlcune delledelle immaginiimmagini didi questaquesta presentazionepresentazione sonosono state state preseprese dada: NASA, JPL, LPI. Per : NASA, JPL, LPI. Per acquistareacquistare meteoritimeteoriti

controllatecontrollate ilil sitosito::www.nyrockman.comwww.nyrockman.com

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AltreAltre figure e figure e schemischemi dada::L. L. MorbidelliMorbidelli -- Le Le roccerocce ed i ed i loroloro costituenticostituentiJ. Winter J. Winter -- LezioniLezioni per per ilil corsocorso didi Igneous PetrologyIgneous PetrologyP. P. TomascakTomascak -- LezioniLezioni didi GeologiaGeologiaA. A. BoselliniBosellini –– Le Le ScienzeScienze delladella Terra (ed. Terra (ed. ZanichelliZanichelli))


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