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geofisica

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Scienza, detta anche fisica terrestre, che studia i vari fenomeni fisici (termodinamici, ottici, elettrici ecc.) che hanno luogo nell’atmosfera, sulla superficie e nell’interno della Terra. Si divide tradizionalmente in tre branche fondamentali, corrispondenti ai tre stati di aggregazione (solido, liquido, gassoso) della materia che costituisce la Terra: fisica della Terra solida, fisica delle acque superficiali e profonde, fisica dell’atmosfera. Tuttavia, è convinzione consolidata che, al di là della ripartizione convenzionale in discipline separate, l’oggetto di studio, la Terra, debba essere visto come unico e indivisibile. Per es., fenomeni come i grandi terremoti, i movimenti periodici delle masse d’aria atmosferiche e lo scioglimento delle calotte glaciali, producendo uno spostamento di massa, hanno effetto sull’asse di rotazione della Terra e sulla lunghezza del giorno; le grandi eruzioni vulcaniche, immettendo ingenti quantità di aerosol nella stratosfera, producono una diminuzione della temperatura media alla superficie terrestre, con effetti sensibili sul clima globale. Si è ancora alla ricerca della spiegazione dei meccanismi che determinano il funzionamento del sistema Terra nel suo insieme e, in particolare, dell’evidente dinamicità della sua evoluzione, di cui sono un chiaro esempio l’attuale disposizione di continenti e oceani e la distribuzione dei terremoti e dei vulcani.

Continenti e oceani

La geografia terrestre fornisce solo un’immagine attuale, statica, di un processo dinamico nel quale i continenti vanno alla deriva sulla superficie terrestre, ‘galleggiando’ su uno strato più soffice dal punto di vista reologico, trasportati da un processo associato a una continua generazione e consunzione della crosta oceanica. L’indagine geofisica contribuisce a chiarire e approfondire lo schema interpretativo della tettonica a placche. Le indagini sismologiche permettono, con la localizzazione epicentrale dei terremoti, la definizione dei margini delle placche nonché la determinazione dello spessore crostale. Le indagini gravimetriche confermano questi risultati, inquadrandoli in un generale equilibrio isostatico in aree tutte geologicamente stabili. Lo studio del campo magnetico terrestre e delle proprietà magnetiche delle rocce ha permesso di identificare le periodiche alternanze di polarità del campo stesso, di cui rimane traccia nella magnetizzazione residua relativa alla genesi e al posizionamento di molte formazioni rocciose. Dallo studio delle anomalie magnetiche oceaniche, in particolare, è possibile ottenere una dettagliata ricostruzione dei processi di apertura dei fondi oceanici e quindi della cinematica delle placche tettoniche.

La struttura interna della Terra

La conoscenza della struttura interna della Terra è sicuramente uno degli obiettivi più importanti della geofisica. Dallo studio delle onde sismiche prodotte dai terremoti e utilizzate come mezzo diagnostico, è stato possibile affinare il modello radiale (che prevedeva variazioni della velocità solo con la profondità) della propagazione delle onde sismiche. Indipendentemente dalla sismologia, altre discipline geofisiche hanno posto vincoli all’individuazione delle suddivisioni interne della Terra (crosta, mantello, nucleo ecc.). Il nucleo, suddiviso in una parte esterna fluida e una interna solida, è la sorgente del campo magnetico terrestre la cui esistenza è spiegata da processi magnetofluidodinamici (➔ magnetismo). Il nucleo interno rimane certamente la parte meno conosciuta della Terra; alcune analisi delle onde sismiche che lo attraversano indurrebbero a ipotizzare una struttura più complessa di quanto ritenuto finora, con una possibile anisotropia interna e, secondo alcuni, una superrotazione.

La dinamica dei fluidi e il sistema Terra

I processi che regolano la dinamica dei fluidi costituenti il sistema Terra, e quindi dell’oceano e dell’atmosfera, sono temi molto sviluppati delle ricerche in g. e hanno acquisito una grande rilevanza politica e sociale. Basti pensare ai cambiamenti climatici e alle loro possibili conseguenze su salute, agricoltura, infrastrutture ed economia. In questo ambito, l’aumento dell’effetto serra nella troposfera, attribuibile principalmente alla combustione delle risorse fossili naturali a partire dall’epoca dello sviluppo industriale, e la distruzione dell’ozono stratosferico, evidenziata nel corso di ogni primavera australe dal cosiddetto ‘buco dell’ozono’ in Antartide, sono i temi di maggior impatto. Anche nel complesso meccanismo della circolazione atmosferica e delle acque oceaniche emergono temi di grande interesse, come, per es., l’allarme destato dalla consapevolezza dell’estensione su scala planetaria degli effetti associati al fenomeno di El Niño: l’innalzamento della temperatura superficiale dell’oceano che ha luogo generalmente nel mese di dicembre lungo la costa occidentale del Perù ed è causa di piogge torrenziali in regioni normalmente aride, con gravi conseguenze sulla vita umana e danni particolarmente ingenti all’ambiente e al territorio. Nonostante gli enormi progressi fatti nello studio di questi fenomeni, rimangono comunque ancora molte incertezze e molti problemi da risolvere.

Interazioni fra Terra e Sole

La Terra è naturalmente anche un sistema aperto verso l’Universo e quindi è soggetta alle azioni degli altri corpi celesti; tra le interazioni non gravitazionali sono particolarmente significative quelle con il Sole. L’analisi dei dati disponibili delle osservazioni solari, spaziali e terrestri, principalmente di tipo elettromagnetico, costituisce il quadro fenomenologico di studio di queste interazioni. Tale studio rientra nell’ambito di una disciplina chiamata, in analogia al caso meteorologico, climatologia (o meteorologia) spaziale, in quanto tende principalmente a fornire informazioni sull’evoluzione dinamica dei fenomeni in oggetto. Questo tema è di grande interesse anche per gli effetti che tali fenomeni hanno sulla vita dell’uomo e sulla società. Le perturbazioni solari, con le loro conseguenze sulla magnetosfera, influenzano infatti i sistemi di telecomunicazione via cavo o via etere e anche i satelliti artificiali.

La Terra come sistema complesso

Lo sviluppo delle tecnologie e il loro inserimento nell’ambiente in cui viviamo richiederanno in futuro una maggiore integrazione del complesso sistema di conoscenze nel quale la g. svolge un ruolo essenziale. Come risulta evidente dalla variabilità delle osservabili necessarie a definire i fenomeni terrestri, la Terra è un chiaro esempio di sistema complesso. In g., in molti casi, le leggi fondamentali della fisica risultano di complicata o impossibile applicazione a causa della difficoltà a definire univocamente tutti i fattori che possono influenzare i fenomeni che si vogliono studiare. È naturale quindi che, proprio in questo campo, la scienza della complessità stia iniziando a giocare un ruolo di fondamentale importanza, anche nella descrizione di eventi catastrofici.

La legge di Gutenberg-Richter, secondo cui il logaritmo del numero totale di eventi è proporzionale alla magnitudo degli stessi, rappresenta una legge di scala in accordo con modelli a geometria frattale della sorgente sismica. Questa legge si inserisce chiaramente nella spiegazione necessaria alla comprensione dei fenomeni che caratterizzano i sistemi lontani dall’equilibrio. Nei sistemi all’equilibrio, a una piccola sollecitazione corrisponde una risposta a essa proporzionale o, più sinteticamente, il sistema risponde in maniera lineare. Quando invece il sistema è portato molto lontano dall’equilibrio da una grande sollecitazione, come accade in un terremoto, la risposta non dipende più linearmente dalla sollecitazione ed è di fatto impossibile fare previsioni attendibili sul comportamento del sistema. Ciò appare in maniera evidente quando vengono approntate previsioni sullo sviluppo della dinamica di un dato fenomeno geofisico; ne è uno degli esempi più evidenti, forse, la difficoltà di prevedere quantitativamente l’entità del riscaldamento globale della Terra, problema sul quale si sta concentrando lo sviluppo dei più complessi programmi di ricerca nella g. dei fluidi.

Vedi anche
sismologia Parte della geofisica che studia i fenomeni sismici. È nata sul finire del 19° sec. e si è successivamente sviluppata secondo 4 principali direzioni: ricerca sulle modalità di propagazione delle onde sismiche e sulla struttura della Terra; studio dei caratteri fisici dei terremoti e interpretazione geologica ... gravimetria Parte della geofisica che considera le teorie e i metodi di osservazione destinati allo studio del campo gravitazionale terrestre e alla misurazione dell’accelerazione di gravità. L’accelerazione di gravità sulla superficie terrestre può essere misurata in modo assoluto o relativo. La misura assoluta, ... climatologìa climatologìa Disciplina che studia il clima, i suoi elementi e i suoi fattori e classifica i tipi climatici. È prevalentemente una disciplina geografica, pur avendo stretti legami con la meteorologia e quindi con la geofisica. Tradizionalmente la climatologia ha avuto per oggetto lo stato medio degli ... geologia Scienza che studia il pianeta Terra con riferimento alla sua composizione, alla sua struttura e configurazione, alla sua superficie e ai processi che vi operano, cercando di giungere alla conoscenza dell’evoluzione che esso ha avuto sin dai primordi della sua formazione (circa 4,7 miliardi di anni fa). ...
Indice
  • 1 Continenti e oceani
  • 2 La struttura interna della Terra
  • 3 La dinamica dei fluidi e il sistema Terra
  • 4 Interazioni fra Terra e Sole
  • 5 La Terra come sistema complesso
Categorie
  • GEOFISICA in Fisica
Tag
  • CAMPO MAGNETICO TERRESTRE
  • RISCALDAMENTO GLOBALE
  • SATELLITI ARTIFICIALI
  • STATI DI AGGREGAZIONE
  • TETTONICA A PLACCHE
Altri risultati per geofisica
  • Geofisica
    Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2007)
    Pietro Dominici La geofisica è la scienza dei fenomeni terrestri indagabili con i metodi della fisica. I fenomeni terrestri sono quelli che si svolgono nello spazio occupato dal pianeta Terra (geosfera), che comprende: (a) una parte solida, studiata dalla geofisica della Terra solida; (b) una liquida, ...
  • Geofisica
    Enciclopedia Italiana - VI Appendice (2000)
    Pietro Dominici (App. I, p. 647; III, i, p. 722; IV, ii, p. 27; V, ii, p. 383) Nei vari settori di pertinenza della g. è proseguito negli ultimi anni il progresso tecnico e delle conoscenze secondo le linee esaurientemente illustrate nell'Appendice V; come fatto nuovo, determinato in gran parte proprio ...
  • geofisica
    Dizionario delle Scienze Fisiche (1996)
    geofìsica [Comp. di geo- e fisica] [GFS] La scienza, detta anche fisica terrestre, che studia i fenomeni terrestri e quelli dell'ambiente prossimo alla Terra con i metodi propri della fisica: v. geofisica. Nel passato, l'interesse della g. veniva inteso, riduttivamente, per la sola superficie solida ...
  • GEOFISICA
    Enciclopedia Italiana - V Appendice (1992)
    Enzo Boschi-Michele Dragoni (App. I, p. 647; III, I, p. 722; IV, II, p. 27) La g. è tradizionalmente suddivisa in tre settori fondamentali, corrispondenti ai tre stati di aggregazione (solido, liquido, gassoso) della materia che costituisce la Terra: fisica della Terra solida, fisica degli oceani, ...
  • GEOFISICA
    Enciclopedia Italiana - IV Appendice (1979)
    (App. I, p. 647; III, 1, p. 722) Pietro Dominici Notevoli sono stati i progressi fatti in questi ultimi anni dalle discipline geofisiche. Non è facile però delineare un panorama di tali progressi, riferentisi a campi di conoscenze sensibilmente diversificati fra loro: è preferibile quindi che il lettore ...
  • GEOFISICA
    Enciclopedia Italiana - III Appendice (1961)
    (App. I, p. 647) Franco MARIANI Maurizio GIORGI Negli ultimi anni la g. ha fortemente accentuato il suo carattere di scienza che studia i fenomeni terrestri e quelli dello spazio prossimo alla Terra con le tecniche e i metodi proprî della fisica, della quale essa tende ormai a diventare una branca ...
  • GEOFISICA
    Enciclopedia Italiana - I Appendice (1938)
    Enrico ABBOLITO . S'intende per geofisica, nel senso più largo della parola, quella particolare branca delle scienze naturali che s'occupa dei fenomeni o, meglio, di tutte le azioni dovute alle proprietà fisiche della Terra e, più precisamente, della maggior parte di questa. La geofisica studia la ...
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Vocabolario
geofìṡica
geofisica geofìṡica s. f. [comp. di geo- e fisica]. – Scienza, detta anche fisica terrestre, avente per oggetto i varî fenomeni fisici (termodinamici, ottici, elettrici, ecc.) che hanno luogo nelle diverse parti della Terra, e cioè nell’atmosfera...
geofìṡico
geofisico geofìṡico agg. e s. m. [da geofisica] (pl. m. -ci). – 1. agg. Che si riferisce alla geofisica: studî g.; osservatorio g., destinato a osservazioni e ricerche di geofisica. Guerra g., espressione con cui viene talvolta indicato...
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