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La Terra di carta di Nadia: da dove parte davvero il magma dei vulcani
Nadia pensa che il magma salga dal nucleo della Terra, finché un modello in scala degli strati non le mostra che la crosta è più sottile del tratto di una matita e che il mantello è roccia solida. Con una prova a base di ghiaccio e sale e un pennacchio di acqua calda, lei e Tomas scoprono dove si forma davvero il magma e perché risale.
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La classe di prima media di Nadia stava costruendo una Terra gigante di carta, tagliata a metà in modo che tutti potessero vedere gli strati all'interno. Il suo compito, insieme all'amico Tomas, era mostrare da dove i vulcani prendono il magma. Nadia afferrò un pennarello rosso e disegnò un tubo spesso dal centro splendente dritto fino a una montagna sulla superficie. «Il magma arriva dal nucleo caldissimo», annunciò. Tomas inclinò la testa e le chiese quanto sarebbe stato lungo quel tubo nella realtà.
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Nadia misurò uno spago teso dal centro del cerchio di carta fino al bordo: trentadue centimetri. Il raggio reale della Terra è di circa seimilaquattrocento chilometri. «Quindi ogni centimetro sul nostro foglio vale duecento chilometri», disse, calcolando a mente. In base a questo, sul loro cerchio il mantello era spesso circa quattordici centimetri e mezzo. Il nucleo esterno liquido risultava di circa undici centimetri, e il nucleo interno solido di circa sei.
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Poi Nadia calcolò la crosta. Sotto i continenti ha uno spessore di circa trentacinque chilometri, che sul loro cerchio si riduceva a meno di due millimetri. Il suo tubo rosso avrebbe dovuto attraversare l'intero mantello, quasi tremila chilometri di roccia solida che si muove lentamente di pochi centimetri all'anno. Tomas portò il mappamondo di gommapiuma della classe, dove degli spilli rossi segnavano i vulcani del mondo. La maggior parte degli spilli era allineata lungo le spaccature dipinte tra le placche tettoniche.
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Nadia cancellò con una riga il suo tubo. Se il magma si forma vicino ai bordi delle placche, lì deve esserci qualcosa che aiuta la roccia solida a fondersi. Si ricordò che dove una placca scivola sotto un'altra, la placca che sprofonda trascina giù con sé l'acqua di mare. L'acqua poteva forse far fondere la roccia calda più facilmente? Era impossibile portare in classe della vera roccia del mantello, così ideò un esperimento con due cubetti di ghiaccio della stessa vaschetta e un cucchiaio di sale.
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Nadia appoggiò un cubetto di ghiaccio su ciascuno dei due piattini e mise il sale solo su quello di sinistra. Il ghiaccio rappresentava la roccia del mantello e il sale l'acqua trascinata giù dalla placca che sprofondava. Dopo dieci minuti, il cubetto con il sale si trovava in un'ampia pozza d'acqua, mentre l'altro cubetto aveva solo un velo d'acqua sottile. «Il sale ha abbassato il punto di fusione del ghiaccio», disse Tomas. «L'acqua potrebbe abbassare il punto di fusione della roccia calda in modo simile».
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Ora dovevano capire perché il magma sale verso l'alto attraverso chilometri di roccia. Tomas riempì un barattolo di vetro alto con acqua a temperatura ambiente. Nadia riempì una bottiglietta con acqua fredda del frigorifero, aggiunse del colorante alimentare rosso e calò la bottiglia aperta sul fondo del barattolo. L'acqua rossa scivolò fuori e si allargò sul fondo del barattolo come una pozza. «L'acqua fredda è più densa, quindi resta sul fondo», disse Nadia, corrucciata.
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Nadia sciacquò la bottiglietta e la riempì di nuovo con acqua calda del rubinetto e due gocce di colorante rosso. Questa volta, un pennacchio rosso salì a spirale fuori dalla bottiglia e si allargò sulla superficie del barattolo. L'acqua calda occupa un po' più di spazio rispetto alla stessa quantità di acqua fredda, quindi è meno densa e galleggia verso l'alto. Il magma risale in modo simile, perché la roccia fusa è meno densa della roccia solida che la circonda.
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La crosta era troppo sottile per potervi dipingere dei dettagli, quindi tagliarono una lunga striscia di carta per mostrare un primo piano dei soli primi duecento chilometri. Lì sopra, Nadia dipinse una placca oceanica che scivolava sotto un continente con una pendenza leggera. A circa cento chilometri di profondità, appena sopra la placca che sprofondava, picchiettò una sacca rossa di nuovo magma. Tomas dipinse una fessura che saliva da lì fino a una camera magmatica sotto una montagna a forma di cono.
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Nadia costruì la montagna a strati, perché i vulcani accanto alle placche che sprofondano crescono nel corso di molte eruzioni. Sovrappose sfoglie sottili di argilla grigia per la cenere e strisce di argilla rossa per la lava, una sopra l'altra, formando un cono ripido. All'estremità opposta del pannello, Tomas aggiunse un secondo luogo in cui si formano i vulcani: dove due placche oceaniche si allontanano l'una dall'altra. Lì, la roccia del mantello che risale fonde perché la pressione che la comprime diminuisce.
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Il giorno della presentazione, i compagni di classe si radunarono attorno alla Terra di carta e al lungo pannello con il primo piano. Uno di loro posò una matita accanto alla crosta e rise, perché la matita era più larga. Tomas calò ancora una volta la bottiglietta di acqua calda rossa nel barattolo. Nadia indicò prima il pennacchio rosso che saliva e poi la sacca rossa di magma sul pannello, e l'intera classe si sporse in avanti mentre il colore risaliva verso l'alto.
