Terra

La Terra: La Terra si è formata insieme al Sole, agli altri otto pianeti maggiori del Sistema Solare e a una miriade di asteroidi, meteoriti e comete a partire da un’immensa nube di gas e pulviscolo spaziale chiamata nebulosa solare. Al centro della nube che si contraeva, si formò il Sole che, scaldandosi, cominciò a emanare luce mentre al suo interno iniziarono a verificarsi le reazioni nucleari che ancora oggi lo fanno brillare. L’elevata temperatura solare causò l’evaporazione nello spazio di buona parte dei materiali volatili che si trovavano nella regione in cui si stava formando la Terra; nelle zone più esterne e fredde del Sistema Solare, invece, queste sostanze condensarono dando vita ai pianeti giganti gassosi.

La nascita della Terra: A causa della forza di gravità, sempre più materia proveniente dalla nebulosa solare si accumulò sulla Terra in formazione. Ma poiché essa, per l’elevata temperatura, si trovava allo stato fuso, i composti più densi, come il ferro e il nickel, sprofondarono sempre più verso il centro del pianeta, mentre i materiali più leggeri, come i silicati dei vari metalli che avrebbero in seguito formato le rocce, rimasero in superficie. Tale processo prende il nome di differenziazione. È importante sottolineare che tutta la materia di cui la Terra e gli altri pianeti sono costituiti si era formata all’interno di stelle esplose che avevano rilasciato nello spazio ciò di cui erano composte. Terminata la differenziazione, la temperatura sulla Terra si ridusse nel tempo a valori tali da consentirne la solidificazione. Inoltre sulla superficie del nostro pianeta, che non era né troppo caldo come Venere né troppo freddo come Marte, poté rimanere dell’acqua allo stato liquido. Attualmente si ritiene che la temperatura nel nucleo della Terra sia di circa 6200 °C. Il suo raffreddamento è correlato sia al decadimento radioattivo di alcuni elementi, sia all’isolamento termico causato dal mantello sovrastante. Dato che è in atto un processo di graduale esaurimento degli elementi radioattivi, la parte interna della Terra continuerà a raffreddarsi. Nel Sistema Solare, la Terra è il terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole, dal quale mediamente si trova a 149,6 milioni di km. L’orbita della Terra però non è perfettamente circolare, ma è simile a un’ellisse un po’ schiacciata, perciò questa distanza varia da 147 milioni di km, quando la Terra è più vicina al Sole (all’inizio di Gennaio), a 152 milioni di km, quando è più lontana (sei mesi dopo).

Dal nucleo alla crosta: Il nucleo della Terra è costituito da elementi pesanti (nickel e ferro) e può essere suddiviso in due parti: un nucleo interno di materiali metallici solidi con raggio di circa 1300 km, circondato da una parte esterna liquida spessa 2200 km. Procedendo verso l’esterno, si trova poi il mantello, roccioso e spesso circa 3000 km, anch’esso suddiviso in due parti: una porzione inferiore più rigida (mantello inferiore), e una superiore più plastica (mantello superiore). Gli ultimi 100 km del mantello prendono il nome di litosfera e al di sopra di questa si trova un sottile strato di roccia con uno spessore variabile tra 5 km sul fondo oceanico fino a 50 km o poco più sulla terraferma. La litosfera è costituita da una serie di placche o zolle simili ai pezzi di un enorme puzzle, grandi quanto un continente. Queste zolle sono in continuo movimento, spinte dalle correnti convettive che rimescolano le rocce semifuse sottostanti. Questo lento movimento tuttora in atto costituisce sostanzialmente il fenomeno conosciuto come tettonica a zolle.

Eruzioni vulcaniche: Lo scontro tra le placche può generare un rialzo di pressione e un accumulo di energia che poi, lungo i margini delle placche stesse, viene rilasciata sotto forma di terremoti. Studiando queste catastrofi naturali, in particolare la propagazione delle onde sismiche, gli scienziati riescono a comprendere la struttura interna della Terra. Quando due placche si allontanano l’una dall’altra si forma una frattura, attraverso la quale viene eruttato il magma proveniente dal mantello che, solidificandosi, produce nuova crosta. Lungo i margini di due placche che si scontrano si possono verificare due differenti fenomeni: se le due placche hanno la stessa densità (placche continentali) si forma una regione più spessa, ed è questa l’origine delle catene montuose, come l’Himalaya. Viceversa, quando si scontrano due placche di densità diversa (per esempio una oceanica e una continentale) la prima, più densa, sprofonda sotto l’altra, si fonde e dà origine a una catena vulcanica per la risalita del magma, proveniente dalla fusione della placca oceanica, come nel caso delle Ande o dell’Arcipelago Indonesiano.

Al di là delle nubi: L’atmosfera, che viene trattenuta sulla Terra grazie alla forza di gravità, può essere divisa in strati, a partire dalla superficie della Terra. Lo strato inferiore, dove si trovano le nubi e avvengono tutti i fenomeni meteorologici, noto come troposfera, si estende fino a 10-15 km di altezza. A mano a mano che ci si innalza attraverso la troposfera la temperatura diminuisce fino a raggiungere i -40/-50 °C. Al di sopra di essa, fino all’altezza di circa 50 km, c’è la stratosfera dove si trova uno strato di ozono, un gas formato da un tipo particolare di molecola di ossigeno composta da tre atomi anziché due. Poiché l’ozono assorbe le pericolose radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole, aiuta a proteggere la vita sulla Terra. La temperatura nella parte superiore della stratosfera cresce fino a 15 °C proprio perché l’ozono viene riscaldato dalla radiazione solare. Al di sopra della stratosfera, fino a un’altezza di 500 km, si estende la ionosfera, che riflette le onde radio inviate dalla Terra, permettendo le comunicazioni a grande distanza. Qui si trovano anche le nubi nottilucenti, che si formano quando il vapore acqueo nella parte alta dell’atmosfera si condensa in cristalli sulla polvere meteoritica che dallo spazio cade sulla Terra. La ionosfera a sua volta comprende la mesosfera (tra 50 e 85 km di altezza) e la termosfera (fino a 200 km). La prima è più calda nella parte bassa e la sua temperatura diminuisce con l’altezza fino ai -90 °C della parte superiore. Al di sopra della ionosfera si trova l’esosfera, che si fonde con il vuoto dello spazio interplanetario.

La vita sulla Terra: Due terzi della superficie della Terra sono coperti d’acqua e anche in questo ambiente, come sui continenti e in una piccola porzione dell’atmosfera soprastante, sono presenti molte forme di vita. L’origine della vita sulla Terra, che dipende in modo determinante dall’acqua allo stato liquido, è un tema molto dibattuto che non ha ancora trovato una spiegazione definitiva. Molti scienziati concordano nel ritenere che le condizioni ambientali terrestri primordiali produssero violente tempeste elettriche che innescarono reazioni chimiche tra i gas presenti nell’atmosfera. I prodotti di queste reazioni, che comprendevano semplici molecole organiche come gli amminoacidi (i costituenti delle proteine), punto di partenza delle primitive forme di vita, si depositarono negli oceani, dove in seguito avvennero altre reazioni chimiche. Alla fine di questa fase, durata più di un miliardo di anni, cominciarono a svilupparsi le prime semplici strutture capaci di autoriprodursi, ossia le cellule primitive. Le cellule vegetali primitive utilizzavano l’anidride carbonica per sintetizzare le molecole organiche di cui si nutrivano, esattamente come fanno oggi le piante. Questo processo, conosciuto come fotosintesi, ebbe un’importanza fondamentale perché cominciò a sviluppare come sottoprodotto l’ossigeno che, nel corso di miliardi di anni, si è accumulato sempre più nell’atmosfera fino a mutarne radicalmente la composizione. Ciò permise l’evoluzione di forme di vita animale aerobiche, cioè che hanno bisogno di ossigeno per respirare. In seguito, nei milioni di anni successivi, l’evoluzione ha portato alla grande varietà di esseri viventi oggi presente sulla Terra. La Terra è il solo pianeta conosciuto che ospiti la vita. È però molto probabile che vi siano altri pianeti orbitanti attorno a stelle appartenenti alla nostra Galassia o in altre galassie sparse nella vastità dell’Universo, ed è possibile che su questi pianeti vi sia vita; tuttavia ciò non è ancora provato.