Questo libro è dedicato a Lydia Rose Makin, che ha collaborato alle ricerche, ha scritto parte dei testi sull’acqua e appartiene a quella nuova generazione di esseri umani che contribuisce a prendersi cura degli elementi del nostro prezioso e verde pianeta.
Titolo originale: The Big Earth Book Edizione originale: © 2017 Lonely Planet Tutti i diritti riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, archiviata in un sistema di recupero o trasmessa in qualsiasi forma con qualsiasi mezzo, elettronico, meccanico, fotocopia, registrazione o altro, eccetto brevi estratti a scopo di revisione, senza il permesso scritto dell’editore. Lonely Planet e il logo Lonely Planet sono marchi commerciali di Lonely Planet e sono registrati presso l’ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti e in altri paesi. Direttore editoriale: Piers Pickard Editore: Tim Cook Responsabili acquisizione: Jen Feroze, Catharine Robertson Autore: Mark Brake Illustratore: Brendan Kearney Consulente: Dr. Mike Goldsmith Redattore: Anna Brett Designer: Kim Hankinson Produzione di stampa: Larissa Frost, Nigel Longuet Traduzione: Paola Vitale Per l’edizione italiana: www.editorialescienza.it www.giunti.it © 2018 Editoriale Scienza srl via Bolognese, 165 - 50139 Firenze - Italia via C. Beccaria, 6 - 34133 Trieste - Italia Prima edizione: ottobre 2018 Made in China CODICE FSC: C021741
Paper in this book is certified against the Forest Stewardship Council™ standards. FSC™ promotes environmentally responsible, socially beneficial and economically viable management of the world’s forests.
IL
LIBROTERRADELLA MARK BRAKE BRENDAN KEARNEY e
INDICE
Introduzione
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TERRA 8–9 Come si è formata la Terra 10–11 Struttura della Terra 12–13 La Terra in evoluzione 14–15 Tettonica delle placche 16–17 Rocce! 18–19 Gli strati del suolo 20–21 La Terra vive 22–23 Faglie e margini 24–25 Terremoti 26–27 Vulcani 28–29 Eruzione! 30–31 Vivere con il paesaggio 32–33 Geotermia 34–35 Gli umani nell’Età della Pietra 36–37 Vita nell’Età della Pietra 38–39 Cacciatori-raccoglitori 40–41 L’agricoltura 42–43 I segreti della Terra 44–45 Leggere i fossili 46–47 Alla ricerca del tesoro 48–49 Gli umani e la Terra 50–51 DNA: il codice della vita 52–53 Il percorso dei geni 54–55 Partiti dall’Africa 56–57 Australia 58–59 India e Asia 60–61 Europa 62–63 Le Americhe 64–65 Il mondo attuale 66–67
ARIA Di cosa è fatta l’aria? Strati dell’aria Trasformazione dell’aria L’aria dà la vita L’aurora boreale Imparare a volare Dinosauri volanti? Uccelli e pipistrelli In volo! La storia del volo Aeroplani moderni Indicazioni nel cielo Nello spazio Gli umani e l’aria Il suono La parola Il linguaggio I suoni degli animali Musica Strumenti Tempo e clima Vento e aria Osservare le nuvole El Niño Leggere l’aria La Cina e il vento Venti del deserto Gli alisei Giocare con il vento
68–69 70–71 72–73 74–75 76–77 78–79 80–81 82–83 84–85 86–87 88–89 90–91 92–93 94–95 96–97 98–99 100–101 102–103 104–105 106–107 108–109 110–111 112–113 114–115 116–117 118–119 120–121 122–123 124–125 126–127
FUOCO Fiamme! Prima del fuoco Ricetta per il fuoco Il fuoco è necessario Fuoco e cibo Il fuoco e gli umani Storia del fuoco Al fuoco! Il grande incendio di Londra Cucinare con il fuoco Polvere da sparo e fuochi d’artificio Il motore a vapore Il motore a combustione Combustibili fossili Carbone: l’energia congelata L’uso dei metalli Alla ricerca del carbone Origini del petrolio La corsa al petrolio Un mondo a petrolio Marea nera Carbonio intelligente Riscaldamento globale Energia solare Il fuoco come simbolo Attorno al fuoco Segnali di luce Adorazione del fuoco Alchimia
128–129 130–131 132–133 134–135 136–137 138–139 140–141 142–143 144–145 146–147 148–149 150–151 152–153 154–155 156–157 158–159 160–161 162–163 164–165 166–167 168–169 170–171 172–173 174–175 176–177 178–179 180–181 182–183 184–185 186–187
ACQUA Le origini dell’acqua Fiumi e oceani Il ciclo dell’acqua Origini della vita Acqua e vita Glaciazioni Acqua e agricoltura Cultura fluviale Il Nilo I giardini pensili di Babilonia Città sull’acqua Canali Ponti e dighe Esplorazione dei mari Le grandi esplorazioni Latitudine e longitudine Pirati! Esplorare i fiumi Fiumi nascosti Esplorazione dei ghiacci Le profondità sottomarine Acqua e cambiamento Maree Tsunami Cascate L’arcobaleno Inondazioni Il futuro dell’acqua Un mondo d’acqua
188–189 190–191 192–193 194–195 196–197 198–199 200–201 202–203 204–205 206–207 208–209 210–211 212–213 214–215 216–217 218–219 220–221 222–223 224–225 226–227 228–229 230–231 232–233 234–235 236–237 238–239 240–241 242–243 244–245 246–247
Glossario Indice analitico Per leggere ed esplorare
248–250 251–253 254–255 5
Questo libro racconta la storia del nostro pianeta, come si è formato, cosa lo ha modellato e come si è riempito di creature viventi, come voi e me! Il nostro pianeta è un luogo unico e incredibile, ed è vivo da miliardi di anni. E allora, tuffatevi nel Libro della Terra e iniziate un viaggio emozionante nel luogo più magico dell’intero universo. Il libro è suddiviso in quattro parti: Terra, Aria, Fuoco e Acqua. Sono questi quattro elementi a plasmare il mondo e, attraverso di essi, possiamo raccontare la storia del pianeta Terra in quattro sezioni distinte. Gli antichi Greci elaborarono l’idea che tutto fosse stato creato a partire da uno di questi quattro elementi. Sono importanti, ma oggi sappiamo che il pianeta e tutto ciò che vi si trova è costituito, in realtà, da 118 elementi chimici diversi (come carbonio, ossigeno e ferro), che troviamo raggruppati nella tavola periodica. Se però partiamo dai quattro elementi classici degli antichi Greci, possiamo raccontare la storia dell’immensa forza del nostro pianeta. È un racconto che utilizza la storia, le scienze, la geografia e l’ambiente per spiegare come si è formato il mondo in cui viviamo, da dove veniamo e quel che potrebbe accadere in futuro.
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I FANTASTICI QUATTRO Cercate nel libro i personaggi dei quattro elementi. Troverete sempre informazioni interessanti e notizie in più.
TERRA LA PAROLA “TERRA” DERIVA DAL TERMINE DI ORIGINE INDOEUROPEA TERSA , NEL SENSO DI “PARTE SECCA”, E SIGNIFICA SUOLO O TERRENO. ANCHE IL NOSTRO PIANETA SI CHIAMA TERRA.
ARIA L’ARIA È UNA MISCELA DI GAS DIVERSI CHE RICOPRE IL PIANETA TERRA CON UNO STRATO CHE PUÒ ESSERE ALTO FINO A DIECIMILA CHILOMETRI.
FUOCO IL FUOCO È UNA REAZIONE CHIMICA CHE SVILUPPA CALORE E LUCE. LA TERRA È IL SOLO PIANETA DOVE SI CONOSCE L’ESISTENZA DEL FUOCO.
ACQUA L’ACQUA È DAPPERTUTTO!
Le parole evidenziate in neretto sono spiegate nel glossario (pp. 248-250).
RICOPRE IL 71 % DEL NOSTRO PIANETA. È IN MAGGIOR PARTE ACQUA SALATA DI MARI E OCEANI, IL RESTO È GHIACCIO E ACQUA DOLCE.
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TERRA
Dei nostri quattro elementi, gli antichi Greci credevano che la terra fosse associata all’idea di aridità, freddo e pesantezza. Per studiare questo elemento dobbiamo considerare tutto ciò che è solido, dalle rocce e dai fossili nel suolo al terreno e alle piante, ma anche gli esseri umani. Molte delle sostanze che compongono la Terra sono presenti nel nostro corpo. Per comprendere tutto dell’elemento terra, dobbiamo capire come funziona il nostro pianeta... e qui le cose si complicano. Il nome del nostro pianeta è “Terra”! Per distinguere tra “terra” come elemento e pianeta “Terra”, scriveremo con la T maiuscola il nome del pianeta che abitiamo.
COME SI È FORMAT A LA TERRA La Terra è uno degli otto pianeti che ruotano attorno a una stella gigante, il Sole. Questa famiglia di pianeti e la stella madre, il Sole, formano il Sistema solare. Nel Sistema solare ci sono due tipi di pianeti: rocciosi e gassosi. Ma potremmo anche chiamarli terrosi e ariosi! La differenza essenziale è che sui pianeti terrosi, o rocciosi, come la Terra e Marte, c’è un suolo solido, sul quale può atterrare un veicolo spaziale. I pianeti ariosi, o gassosi, come Saturno e Giove, non hanno un suolo solido, perché sono costituiti perlopiù da gas. I pianeti rocciosi si sono formati vicino al Sole, mentre i grandi pianeti gassosi si trovano a maggiore distanza, nella parte più gelida del Sistema solare esterno.
IL VORTICOSO SISTEMA SOLARE Il nostro Sistema solare si è formato oltre 4,5 miliardi di anni fa. All’inizio era solo un’immensa nuvola vorticante, a forma di disco, costituita da minuscole particelle, che piano piano si sono addensate attorno al Sole. Poi, la forza di gravità (che è presente ovunque ci siano particelle) è entrata in azione. I gas e le particelle di polvere si sono lentamente avvicinati, formando dei blocchi. Da essi derivarono i planetesimi, ovvero frammenti di roccia, polvere e particelle. A loro volta, questi diventarono piccoli pianeti primordiali, che entrarono molte volte in collisione tra loro, ingrandendosi sempre più, fino a formare i pianeti come li conosciamo oggi, Terra compresa.
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LA TERRA Anche se la nostra Terra è davvero piccola rispetto ai giganteschi pianeti gassosi, al suo interno, e al di fuori, accadono un mucchio di cose! La Terra ruota a circa 150 milioni di chilometri dal Sole, e compie un giro completo attorno al Sole nell’arco di un anno, più o meno 365 giorni. ri Vari alt
Silicio
Ossigeno
Magnesio Ferro
4600 milioni di anni fa (Ma)
Gas e polvere originati da un disco vorticante si addensarono formando il pianeta Terra e gli altri pianeti del Sistema solare.
4500 Ma
Anche se si dice che la Terra è “rocciosa”, in realtà il nostro pianeta è costituito da moltissimi tipi diversi di elementi chimici, alcuni solidi e altri gassosi. Troviamo ferro (32%), ossigeno (30%), silicio (15%), magnesio (14%) e piccolissime quantità di elementi meno comuni.
I metalli pesanti affondarono al centro della Terra, formando il suo nucleo. Gli strati esterni si raffreddarono e si compattarono, formando la crosta solida della Terra.
4400 Ma
I vulcani sulla superficie terrestre rilasciarono vapore acqueo nell’atmosfera. Il vapore acqueo si raffreddò e ricadde sotto forma di pioggia, creando i primi oceani.
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STRUTTURA DELLA TERRA
Per molti milioni di anni, la Terra fu bombardata da comete e asteroidi che si schiantarono contro la crosta esterna. Il materiale radioattivo nelle profondità della Terra emise fortissime ondate di calore, che mantenevano la Terra liquida e fusa. Con tutta questa materia galleggiante, la forza di gravità poté entrare in azione. A causa della forza di gravità, il materiale denso e pesante affondò verso il centro della Terra. Il materiale più leggero e meno denso andò a formare gli strati più esterni. Man mano che la Terra si raffreddava, irradiando il suo calore nello spazio, i materiali al suo interno passarono gradualmente dallo stato liquido a quello solido. Il nostro pianeta finì per assumere la struttura solida e a strati che ha oggi.
GLI STRATI DELLA TERRA IL MANTELLO È lo strato della Terra che si trova subito sotto la crosta. Il mantello è molto più spesso della crosta, dato che si estende fino a una profondità di quasi 3000 km. Il mantello è suddiviso in strati ed è costituito perlopiù da silicio, ossigeno e da un elemento chimico più pesante, il magnesio.
IL NUCLEO
COME FACCIAMO A SAPERLO? Conosciamo la struttura della Terra grazie alla lettura dei terremoti. Quando si verifica un forte terremoto, le cosiddette onde sismiche attraversano gli strati interni della Terra. Nel loro percorso, le onde sismiche si flettono, proprio come fanno i raggi luminosi quando attraversano l’acqua. La velocità delle onde sismiche dipende dalla densità dell’interno della Terra. Studiando la velocità delle onde possiamo capire come sono fatti questi strati interni e quali sono i più densi. Per saperne di più sui terremoti, vedi p. 26.
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Il nucleo della Terra è costituito per la maggior parte da ferro e nichel allo stato liquido, con una temperatura di 5000-6000 oC. Il nucleo interno, proprio al centro della Terra, è molto caldo, e a causa della fortissima pressione a questa profondità è solido. Il nucleo esterno è uno strato liquido sottostante al mantello.
Crosta
IL MANTELLO SUPERIORE
Mantello superiore
Questo strato è solido e forma la base della crosta terrestre. Le placche tettoniche che si trovano al disotto dei continenti e alla base degli oceani sono costituite dalla crosta e dallo strato superiore del mantello, che insieme formano la litosfera. Le placche litosferiche galleggiano sulla roccia fusa sottostante.
Mantello Mantello inferiore
IL MANTELLO INFERIORE Nucleo
Nucleo esterno
Il mantello inferiore è molto più spesso del mantello superiore. È costituito dal magma, roccia fusa talmente calda da essere liquida. In profondità, con una pressione molto elevata, il magma è denso e non scorre facilmente. Quando il magma raggiunge la superficie terrestre prende il nome di lava. Quando la lava si raffredda sulla superficie forma le rocce magmatiche.
Nucleo interno
CROSTA Crosta
La crosta è lo strato esterno del nostro pianeta. È formata perlopiù da roccia solida e contiene grandi quantità di silicio, ossigeno e alluminio. La sabbia, per esempio, è per la maggior parte biossido di silicio, ossia una combinazione di silicio e ossigeno. Lo spessore della crosta va dai 5 km dei fondali oceanici fino ai 10 km circa sotto la terraferma.
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LA TERRA IN EVOLUZIONE Se hai osservato una carta geografica del mondo, forse hai notato che la costa orientale del Sud America sembra quasi combaciare alla perfezione con la costa occidentale dell’Africa, come due tessere di un puzzle. Nel 1912 lo notò anche uno scienziato tedesco, Alfred Wegener. Alfred provò a immaginare di muovere le terre emerse, o i continenti, spostandole sui mari per riportarle nella posizione originale, chiedendosi quale aspetto avrebbe avuto la Terra. La risposta che si diede fu che anticamente i continenti dovevano essere uniti in un supercontinente che chiamò Pangea. Per comprendere meglio le condizioni sulla Terra milioni di anni fa, gli scienziati utilizzano una scala dei tempi geologici che li aiuta a comprendere la sequenza degli avvenimenti.
PERMIANO, 225 MA Prima che la Pangea si unisse in un supercontinente, era suddivisa in continenti separati che poi si erano avvicinati. La Pangea perdurò per circa 100 milioni di anni prima di iniziare a dividersi di nuovo – un processo chiamato deriva dei continenti.
Dif fu di sione Me d sos ei f au oss ro ili
Africa Sud America
Pangea
Pantalassa
PANGEA Gli studiosi della Pangea scoprirono che rocce e fossili simili si trovavano in luoghi attualmente separati dagli oceani. Per esempio, sono stati rinvenuti fossili di Mesosauro, un rettile vissuto centinaia di milioni di anni fa, nel Sud America meridionale e nell’Africa meridionale. Alfred ne dedusse che il supercontinente Pangea doveva essere circondato da un unico oceano, che chiamò Pantalassa.
DERIVA O PLACCHE? Gli scienziati accettarono la teoria della Pangea formulata da Alfred, ma erano scettici sulla sua ipotesi dei continenti che si erano allontanati l’uno dall’altro. L’idea della deriva dei continenti tramontò con la scoperta delle placche terrestri. Queste sono dette placche tettoniche e alcune hanno uno spessore superiore ai 200 km. Si tratta di porzioni di crosta terrestre e di mantello superiore, che assieme formano la litosfera. La litosfera galleggia sopra il magma del mantello inferiore sottostante. È questo movimento delle placche a spiegare la forma e la posizione dei continenti.
Laurasia
Nord America
Eurasia
Gondwana
TRIASSICO, 200 MA
GIURASSICO, 150 MA
Gradualmente, la Pangea si divise in due grandi masse. La prima è la Laurasia, che corrisponde grossomodo all’attuale emisfero nord. L’altra grande porzione di continente è il Gondwana, più o meno l’emisfero sud odierno.
Nel corso del periodo Giurassico, la Laurasia si divise lentamente in Nord America ed Eurasia.
Africa Sud America
Australia
Antartide
CRETACEO, 65 MA
OGGI
Nel periodo Cretaceo il Gondwana si divise tra Africa, Australia, Antartide e Sud America. Alcune delle masse continentali, separandosi, hanno subito anche una leggera rotazione.
I continenti si sono posizionati nella carta del mondo che conosciamo oggi. Ma per quanto resterà così? Gli studiosi ritengono che l’Africa si stia spostando verso l’Europa meridionale e che l’Australia andrà a scontrarsi con l’Asia Sud-orientale. Si creerà così un nuovo supercontinente, ma ci vorranno altri 250 milioni di anni!