Struttura della Terra: crosta, mantello e nucleo in mappa concettuale

La Terra fa parte dei pianeti rocciosi del sistema solare, ma sotto la superficie che vediamo si apre un interno fatto di strati molto diversi tra loro per composizione, temperatura e stato fisico.

Crosta terrestre

Secondo National Geographic Education, la crosta terrestre è spessa in media circa 40 km ed è solo l’1% della massa del pianeta. Eppure ospita tutta la vita conosciuta.

La crosta non è uniforme. Secondo National Geographic Education, la crosta oceanica si estende per 5-10 km sotto il fondale, mentre la crosta continentale (il sial) può arrivare a 70 km, molto più della crosta oceanica (il sima). Secondo l’USGS la crosta continentale ha invece uno spessore medio più contenuto, circa 30 km, con punte fino a 100 km sotto le grandi catene montuose: le due fonti misurano con metodi e campioni diversi, da cui le cifre differenti per la stessa grandezza. In entrambi i casi la composizione resta la stessa: secondo National Geographic Education, crosta oceanica e continentale sono fatte soprattutto di silicati, i composti di silicio e ossigeno che formano gran parte delle rocce comuni.

Mantello terrestre

Sotto la crosta si apre il mantello. Secondo National Geographic Education è spesso circa 2.900 km e occupa l’84% del volume della Terra, composto soprattutto da silicati come olivina, granato e pirosseno, più ossido di magnesio e tracce di altri elementi.

Secondo l’USGS il mantello è uno strato denso e caldo di roccia per la maggior parte solida, con più ferro, magnesio e calcio della crosta sopra di esso. Secondo National Geographic Education la temperatura cresce con la profondità, da circa 1.000 °C vicino alla crosta a circa 3.700 °C vicino al nucleo. Solo in alcune zone — i confini delle placche tettoniche e i pennacchi di mantello, colonne di roccia calda che risalgono verso la superficie, secondo National Geographic Education — la roccia diventa meno viscosa. È proprio ai confini tra le placche che gli effetti del mantello si vedono più chiaramente, dai vulcani ai terremoti.

Nucleo esterno e nucleo interno

Secondo National Geographic Education, il nucleo comincia a circa 2.900 km di profondità e ha un raggio di circa 3.485 km. A differenza di crosta e mantello, ricchi di minerali, è composto quasi del tutto da metallo, soprattutto ferro e nichel.

Si divide in due parti. Secondo l’USGS il nucleo esterno, spesso circa 2.200 km, è ferro e nichel allo stato liquido, e la sua rotazione, insieme a quella della Terra, genera il campo magnetico del pianeta. Il nucleo interno, spesso circa 1.250 km secondo l’USGS, è invece solido: secondo National Geographic Education la pressione di tutto il pianeta che lo sovrasta impedisce al ferro di fondere, pur restando a temperature altissime. Nel nucleo, nel complesso, secondo National Geographic Education si va da circa 4.400 °C a circa 6.000 °C.

Esempio pratico: immagina di scavare un pozzo fino al punto più profondo della crosta continentale, circa 70 km secondo National Geographic Education. Avresti attraversato solo la buccia del pianeta: sotto di te resterebbero ancora circa 2.900 km di mantello, e poi il nucleo, fino al centro della Terra.

Come sappiamo cosa c’è dentro la Terra

Secondo l’INGV, la struttura interna della Terra si ricostruisce studiando le onde sismiche: quando un terremoto genera onde che attraversano il pianeta, i cambiamenti di velocità e le “zone d’ombra” (regioni dove le onde non arrivano) rivelano dove la materia cambia natura, per esempio dal mantello solido al nucleo esterno liquido. Nessuna perforazione ha mai raggiunto così in profondità.

La scoperta del nucleo interno solido, distinto dal nucleo esterno liquido, si deve alla sismologa Inge Lehmann, secondo l’INGV. Ricerche successive hanno trovato indizi di una struttura ulteriore dentro lo stesso nucleo interno, un “nucleo nel nucleo interno” ancora allo studio.

La Terra ha 3 strati o 5?

Secondo Geosciences LibreTexts, la Terra si può dividere in strati sia in base alla composizione chimica sia al comportamento fisico sotto stress meccanico: due criteri diversi che descrivono lo stesso pianeta da due punti di vista. Il conteggio chimico — crosta, mantello, nucleo — porta a tre strati; il conteggio fisico distingue invece litosfera, astenosfera, mesosfera, nucleo esterno e nucleo interno, e arriva a cinque. Non sono teorie rivali, ma due modi di contare lo stesso pianeta. Il modello a quattro strati più comune nei libri di scuola nasce proprio da questo incrocio: il nucleo diviso in due, preso dal criterio fisico, accanto a un mantello unico, preso da quello chimico.