Il Sole è la stella al centro del sistema solare, dalla cui energia dipendono clima, luce, cicli biologici e gran parte delle attività umane della Terra. La sua composizione chimica comprende prevalentemente idrogeno ed elio, ma contiene anche elementi pesanti quali calcio, carbonio, ossigeno e azoto. Il suo interno è suddiviso in zone concentriche: il nucleo rappresenta la parte centrale,costituita da materiale allo stato di plasma, in cui si svolgono le reazioni termonucleari che prevedono la trasformazione dell’idrogeno in elio; all’esterno di esso si trova la zona radiativa, che trasmette verso l’esterno il calore prodotto nel nucleo, attraverso il meccanismo dell’irraggiamento (le radiazioni sottostanti vengono assorbite e riemesse sotto forma di fotoni a minore energia); sopra c’è la zona convettiva, costituita da gas ionizzato, attraverso la quale il calore viene trasportato verso l’esterno tramite turbolenti moti convettivi; la fotosfera rappresenta la superficie visibile del Sole, caratterizzata da una struttura granulosa a causa dei moti convettivi sottostanti e dotata un’intensa attività, tra cui la più importante manifestazione riguarda la formazione e la scomparsa regolare e periodica di macchie solari, zone più scure e fredde associate ad un intenso campo magnetico; la cromosfera, un involucro rosso di gas rarefatti visibile durante le eclissi di Sole, che con la zona sovrastante costituisce l’atmosfera solare; la corona solare, estesa nello spazio senza un limite finito, costituita da gas ionizzati e molto rarefatti che danno origine al vento solare, un flusso di particelle che si disperde nel sistema solare. Altre manifestazioni dell’attività solare sono le facole, zone di luminosità elevata rispetto al resto della fotosfera, le protuberanze, archi giganteschi di materiale incandescente che si sollevano fino alla corona, le spicole, getti di idrogeno incandescente, e i brillamenti, eventi esplosivi che liberano enormi quantitativi di energia sotto forma di radiazioni ultravioletti, onde radio e raggi X.

Il diagramma H-R è un grafico a due dimensioni che mette in relazione temperatura e luminosità delle stelle e fornisce indicazioni riguardo al loro stadio evolutivo. Sulle ascisse viene riportata la classe spettrale, in ordine di temperatura decrescente, sulle ordinate la luminosità assoluta. Sulla base di queste caratteristiche, ogni stella è rappresentata da un punto localizzato in una zona precisa del grafico. Il Sole, che appartiene ad una classe spettrale intermedia e ha una massa medio-piccola, si trova all’interno della sequenza principale, una fascia che attraversa il grafico dall’alto a sinistra, dove si dispongono le stelle azzurre, più grandi e calde,al basso a destra, dove si dispongono quelle rosse, più piccole e fredde. Si tratta di una fase stabile, in cui le stelle, formate da nebulose all’interno delle quali il collasso gravitazionale ha innescato le reazioni termonucleari, hanno raggiunto un equilibrio tra forza gravitazionale, che tenderebbe a far collassare ulteriormente la stella, e l’energia sprigionata, che tenderebbe a farla espandere. Il Sole si trova in questa fase da 5 miliardi di anni, e ci rimarrà ancora altrettanto, finché, una volta esaurito tutto l’idrogeno, il nucleo riprenderà a contrarsi, avremo un ulteriore surriscaldamento e l’innesco di nuove reazioni termonucleari di trasformazione dell’elio in carbonio, che, a causa dell’enorme calore sprigionato, faranno espandere e raffreddare l’involucro esterno: a questo punto diventerà una gigante rossa, che nel grafico H-Rricade in alto a destra, all’interno di un altro raggruppamento di stelle caratterizzato da valori alti di luminosità e bassi di temperatura. Quando anche l’elio finirà per esaurirsi, si innescheranno nuove reazioni termonucleari che daranno origine ad elementi via via più pesanti, finché queste si arresteranno definitivamente e avremo quindi una contrazione a cui non farà seguito più alcuna espansione. Lo stadio finale dell’evoluzione del Sole, previsto in base alla sua massa iniziale, è quello di nana bianca, un corpo denso, caldissimo e bianco, destinato a raffreddarsi progressivamente, che nel grafico H-R ricade in basso a sinistra, all’interno del raggruppamento di stelle caratterizzato da valori alti di temperatura e bassi di luminosità.

Le rocce sono formate da un aggregato di minerali, che si sono formati in un determinato intervallo di temperatura e pressione, la variazione di queste condizioni (variazione che consente comunque il permanere della roccia allo stato solido) comporta una nuova organizzazione dei minerali (ricristallizzazione) rispetto alla roccia di partenza o protolito, ignea o sedimentaria. I minerali riorganizzano la loro struttura cristallina in maniera tale da risultare in equilibrio con le mutate condizioni ambientali (metamorfismo di basso grado). Condizioni di metamorfismo più intenso provocano variazioni oltre che nella struttura cristallina anche nella composizione mineralogica (metamorfismo di grado alto). I processi metamorfici sono divisi in tre tipi:

• Metamorfismo regionale o termodinamometamorfismo): si verifica nei fenomeni di subduzione quando cioè una placca litosferica tende a scorrere sotto un’altra placca (formazione di catene montuose), le rocce quindi vengono trasportate a profondità maggiori rispetto alla posizione originaria incontrando temperature e pressioni sempre più elevate da provocare trasformazioni metamorfiche;
• Metamorfismo di contatto o termico: si verifica in rocce superficiali. Il magma ad elevata temperatura, risalendo attraverso la crosta, cede calore alle rocce ivi presenti provocandone una ricristallizzazione dei minerali preesistenti;
• Metamorfismo cataclastico (di faglia): si verifica in corrispondenza di zone di faglia, frattura della crosta lungo cui è avvenuto spostamento delle masse rocciose, questo movimento provoca una forte pressione sulle rocce determinandone dei cambiamenti nella struttura e composizione e provocandone infine la frantumazione.

La Terra, come tutti i pianeti del sistema solare, compie un moto di rivoluzione intorno al Sole descrivendo un’orbita ellittica, il piano in cui orbita la Terra è detto piano dell’eclittica. L’asse terrestre durante il moto di rivoluzione è inclinato di 23° 27’ rispetto al piano dell’eclittica, la conseguenza di questa inclinazione è la diversa durata del dì e della notte nel corso dell’anno, se infatti l’asse di rotazione fosse perpendicolare al piano dell’eclittica si avrebbe sempre la stessa durata del dì e della notte. La diversa durata del dì e della notte nel corso dell’anno determina l’alternarsi delle stagioni. Nel nostro emisfero, cioè in quello boreale o emisfero nord (rispetto l’equatore) la stagione più lunga è quella estiva in quanto, in questo periodo, la Terra è più lontana dal Sole (afelio) e di conseguenza il moto di rivoluzione è più lento (seconda legge di Keplero) e poiché la condizione di afelio si verifica durante l’estate (2 luglio), il periodo estivo trascorre più lentamente e quindi il semestre primavera-estate dura sette giorni in più rispetto al semestre autunno-inverno. Per l’emisfero boreale l’estate inizia il 21 giugno (solstizio) in quanto esso riceve una forte illuminazione dovuta ai raggi che vi giungono perpendicolari e la durata del dì è maggiore di quella della notte,in questo stesso momento nell’emisfero australe o emisfero sud (rispetto l’equatore) succede l’opposto, cioè la durata del dì è minore di quella della notte e la condizione di afelio si verifica nel periodo invernale, per cui è il semestre autunno-inverno che dura di più.

La Luna durante il suo moto di rivoluzione attorno alla Terra, descrive un orbita ellittica dove la Terra occupa uno dei due fuochi, durante questo movimento possiamo individuare il punto in cui la Luna si trova più vicino alla Terra (perigeo) o quello in cui si trova più lontana dalla Terra (apogeo). Il piano dell’orbita lunare inoltre è inclinato di 5° e 9’ rispetto al piano dell’orbita terrestre pertanto sono solo due i punti in cui si ha l’intersezione tra i due piani, questi punti rappresentano i nodi e la linea immaginaria che li congiunge è detta linea dei nodi. Il tempo di rivoluzione della Luna è il mese lunare, quindi ogni mese la Luna sarà in novilunio o in plenilunio, pertanto si dovrebbero avere due allineamenti (congiunzione e opposizione) ma siccome il piano dell’orbita terrestre non coincide con quello lunare non avremo rispettivamente un’eclissi di Sole o di Luna ogni mese. Dunque la condizione necessaria affinché si verifichi un’eclisse è che la Luna, in novilunio o plenilunio, occupi uno dei due nodi in modo tale da avere il perfetto allineamento di Sole, Terra e Luna. Durante la maggior parte dei noviluni infatti non si verifica un’eclissi solare perché il cono d’ombra, proiettato dalla Luna, non colpisce la Terra (a causa della non coincidenza del piano orbitale lunare con quello terreste), la Terra infatti si troverà al di sopra o al di sotto del cono d’ombra, analogamente durante la maggior parte dei pleniluni non si verifica un’eclissi lunare in quanto, il cono d’ombra proiettato dalla Terra non colpisce la Luna, quest’ultima si troverà al di sopra o al di sotto del cono d’ombra.

Il diagramma H-R mostra l’evoluzione di una stella, cioè tutte le fasi che una stella attraversa dalla nascita alla morte, esso mette in relazione magnitudine assoluta e temperatura delle stelle. La magnitudine assoluta dipende dalla quantità di energia emessa per unità di superficie e dalle dimensioni della stella pertanto le stelle con magnitudine bassa hanno elevata luminosità. Il diagramma H-R mostra che le stelle sono presenti in tre zone ben definite ma che il 90% delle stelle si trova in una fascia denominata sequenza principale che attraversa diagonalmente il diagramma (dall’alto a sinistra, dove sono presenti le stelle blu più calde e con massa maggiore, verso il basso a destra, dove sono presenti le stelle rosse più fredde e di massa minore, nella zona intermedia le stelle gialle es. Sole), questa zona rappresenta la fase più lunga e stabile della vita di una stella che permane in questa zona fino a quando non si esaurisce il suo carburante nucleare (rappresentato dall’idrogeno che viene trasformato in elio, le stelle con massa e luminosità maggiore consumano più rapidamente l’idrogeno pertanto la fase blu non è molto duratura). Consumato l’idrogeno la stella si rasforma in una gigante rossa dove avviene la fusione dell’elio in carbonio, qui la stella appare ancora più luminosa (in questa fase si troverà nel diagramma in alto a destra rispetto la sequenza principale), da qui la stella, se ha una massa inferiore alla metà di quella del Sole, si evolve rapidamente in nana bianca (in basso a sinistra rispetto alla sequenza principale) dove avviene la fusione del carbonio in ossigeno, essa si raffredda lentamente fino a diventare un corpo nero, se invece la massa è superiore tre volte quella del Sole la fusione prosegue fino al ferro raggiungendo la fase di supernova che esploderà formando stelle a neutroni o buchi neri.

Sia la Luna che la Terra vengono illuminati dalla luce solare, quando il Sole, la Luna e la Terra sono allineati lungo la linea dei nodi (linea di intersezione tra il piano dell’orbita lunare ed il piano dell’orbita terrestre) e la Luna si pone tra il Sole e la Terra (in congiunzione) quindi rivolge alla Terra il suo lato non illuminato(fase di novilunio), in questo caso la Luna proietta un cono d’ombra sulla Terra provocando l’eclissi solare, in questo modo la Luna impedisce la vista del Sole, che resta coperto al massimo 7 minuti, l’eclissi sarà totale per le zone della terra che si trovano nel cono d’ombra mentre sarà parziale per le zone della Terra che si trovano nel cono di penombra. L’eclissi di Sole può essere diversa a seconda se la Luna è in perigeo o in apogeo e la Terra in perielio o afelio. Se la Luna è in apogeo(massima distanza dalla Terra) e la terra in perielio (minima distanza dal Sole) non si avrà una perfetta sovrapposizione tra il disco solare e quello lunare ma resterà visibile una piccola porzione del disco solare si avrà allora l’eclissi anulare.
L’eclissi di Luna si verifica quando la Terra è interposta tra Luna e Sole, la Luna è in opposizione quindi rivolge alla Terra interamente il suo lato illuminato dal Sole (fase di plenilunio) e si trova lungo la linea dei nodi, in questo caso è la Terra che proietta un cono d’ombra sulla Luna, se la Luna è completamente immersa nel cono d’ombra l’eclissi è totale (può durare fino a 4 ore ed è visibile in ogni punto della Terra rivolto verso la Luna) se è parzialmente immersa l’eclissi sarà parziale.

Il terremoto è un movimento improvviso della crosta terrestre dovuto alla liberazione di energia che si propaga sotto forma di onde sismiche (onde P: molto veloci, si propagano in ogni tipo di materiale e provocano movimenti longitudinali, onde S: più lente rispetto alle precedenti, si propagano solo nei solidi e provocano un movimento trasversale, entrambe si originano dall’ipocentro, il punto dal quale si origina il terremoto che può essere superficiale o profondo, man mano che aumenta di profondità aumenta anche l’intensità e l’estensione dell’area interessata al terremoto). Quando le onde P ed S arrivano in superficie si generano le onde L e le onde R che provocano dei movimenti più complessi, esse si originano dall’epicentro che è la proiezione in superficie dell’ipocentro, l’epicentro La maggior parte dei terremoti è dovuto al movimento delle masse rocciose lungo le faglie (ma sono anche associati a eruzioni vulcaniche, a zone di formazione di catene montuose, a fenomeni di crollo dovuti alla presenza di cavità sotterranee. L’energia liberata da un terremoto rappresenta la magnitudo che viene calcolata in base all’ampiezza delle onde sismiche registrate sui sismografi, ampiezze maggiori producono terremoti di entità maggiore e di conseguenza maggiore liberazione di energia (elevata magnitudo valori prossimi a 8), essa è valutata in base alla scala Richter (scala logaritmica). L’intensità invece viene valutata in base alla scala Mercalli-Cancani-Sieberg, essa è basata sugli effetti provocati dal sisma, è meno attendibile in quanto basata sui danni provocati, cioè danni agli edifici, alle infrastruttura, origine di frane ecc., danni che possono essere più o meno rilevanti in relazione alla densità di popolazione, al tipo e data di costruzione di edifici presenti ecc. dunque terremoti con magnitudine bassa possono far registrare, in una determinata località, intensità elevata (valore 10-11-12).

L’arcipelago delle Hawaii,situato nell’Oceano Pacifico, è costituito da isole di origine vulcanica, formatesi in seguito alla risalita di magma proveniente dal mantello che porta alla formazione di un punto caldo (hot spot) dal quale il magma risale in superficie generando un attività vulcanica .Il magma che fuoriesce è di tipo basico in quanto si origina dalla fusione delle rocce del mantello, è un magma molto fluido che quando giunge in superficie dà origine ad eruzioni di tipo effusive,caratterizzate dalla fuoriuscita di lava molto fluida e povera di silice (lava basaltica), essa essendo molto fluida tende ad espandersi su ampie superfici. L’attività eruttiva protratta nel corso degli anni determina l’accumulo di lava basaltica solidificata che dà origine alla formazione di vulcani a scudo, edifici ampi con pareti poco ripide. È  quindi la composizione del magma a determinare la forma del vulcano. Il magma basico inoltre contiene una bassa quantità di gas disciolti,una volta emesso in superficie può formare lave a corda o lave pahoehoe dove lo strato superficiale si solidifica creando una pellicola che viene increspata dalla lava sottostante ancora liquida. Un altro tipo di lava basaltica tipica delle eruzioni di tipo hawaiiano è la lava scoriacea o “aa”, dove lo strato superficiale si solidifica creando una pellicola che questa volta viene rotta dalla lava sottostante ancora liquida portando alla formazione di una massa frastagliata.

Il Vesuvio è uno strato-vulcano ovvero un edificio formato da strati di piroclasti alternati a strati di lava, espressioni di diversi tipi di attività eruttiva, pliniana (esplosiva) o sub pliniana (di moderata intensità). L’ultima attività eruttiva di tipo esplosivo si è verificata nel 79 d.C. a questa se ne sono succedute altre ma di entità minore, l’ultima risale al 1944. L’eruzione del 79 d.C., descritta da Plinio il Giovane, distrusse le città di Pompei, Ercolano e Stabia, iniziò il 24 agosto con una violenta attività esplosiva, preceduta da un terremoto,fu un’eruzione freatomagmatica dove l’acqua della falda freatica, in prossimità del Vesuvio, raggiunse la camera magmatica, entrò in contatto con il magma acido cioè ricco di silice, in quanto ristagnava da molto tempo nella camera magmatica e si trasformò in vapore provocando una forte esplosione e l’emissione di una colonna di gas, cenere e lapilli alta circa 15 Km che formò una nube, questa colonna venne poi alimentata dalle successive esplosioni magmatiche verificatesi nel giorno seguente che portarono all’innalzamento della colonna a circa 30 Km, essa si espanse assumendo la forma di un pino (pino vulcanico) e il materiale piroclastico in essa contenuto iniziò a cadere ricoprendo Pompei. La colonna eruttiva raffreddandosi collassò, cadendo ad elevata velocità lungo i fianchi del vulcano sotto forma di nube ardente (gas,cenere, lapilli a temperatura tra 300/400 °C),distruggendo Ercolano e provocando la morte dei suoi abitanti. La sera del 25 agosto l’attività esplosiva cessò lasciando un grosso deposito di ceneri e pomici, che in seguito alle abbondanti piogge, causate dalla grande immissione di vapore nell’atmosfera,venne trasformato in fango provocando il seppellimento di una vasta zona del territorio vesuviano.

Per datare l’età e gli eventi della storia della Terra, è stato necessario individuare un metodo che consentisse di creare una sorta di calendario geologico, in modo da poter suddividere la storia della Terra in intervalli di tempo definiti (scala cronostratigrafica). Il metodo utilizzato fino al secolo scorso era quello della datazione relativa delle rocce basata, sul principio di stratigrafia(in una sequenza di rocce sedimentarie, lo strato di roccia sovrastante è più recente di quello sottostante), e sul contenuto fossilifero(in ogni strato è possibile osservare organismi primitivi, quindi più antichi, oppure più evoluti e quindi più recenti). Questo tipo di datazione ci dice soltanto se un evento geologico è avvenuto prima o dopo ma non risolve il problema fondamentale,cioè quanto dista da noi un evento. Questo problema viene risolto dalla datazione assoluta che si basa sulla tecnica della radioattività, dove si utilizzato i tempi di dimezzamento degli isotopi per risalire all’età di una roccia. Gli isotopi radioattivi presenti in un minerale,sono instabili ed emettono radiazioni per diventare stabili, conoscendo il tempo impiegato affinché metà dell’isotopo instabile si trasformi in isotopo stabile (tempo di dimezzamento) e calcolando il rapporto tra la quantità di isotopo instabile rimasto e quello stabile, è possibile risalire all’età della roccia. Per questo tipo di datazione vengono utilizzati gli isotopi del carbonio, potassio, uranio e rubidio, la scelta dell’elemento radioattivo è vincolata dal tipo di roccia che si vuole datare, ad esempio utilizzeremo la datazione con il carbonio per le rocce carbonatiche. Oltre alla tecnica della radioattività vi sono altre tecniche di datazione assoluta, una di queste è il metodo delle varve (deposito di origine glaciale), ogni anno durante il periodo estivo, in seguito allo scioglimento dei ghiacciai, viene deposto in ambiente lacustre,uno strato di sabbia e limo mentre durante il periodo invernale viene deposto uno strato scuro di materiale organico, la sequenza delle varve (ogni anno una varva) ci consente di valutare l’età dei sedimenti glaciali.

Le glaciazioni sono periodi in cui assistiamo ad un avanzamento dei ghiacci in seguito ad un abbassamento di temperatura e di conseguenza ad un abbassamento del livello del mare(periodo glaciale) seguite da periodi in cui assistiamo ad un ritiro dei ghiacci in seguito all’innalzamento della temperatura e di conseguenza ad un aumento del livello del mare(periodo interglaciale).Le glaciazioni più note sono avvenute nell’era Neozoica e in particolare nel Pleistocene. Secondo la teoria di M. Milankovich le cause delle glaciazione(periodo glaciale e interglaciale) sono legate ai moti millenari della Terra che influiscono sulla quantità di energia solare che raggiunge la Terra, in particolare:

• alla variazione dell’eccentricità dell’orbita terrestre che varia nel tempo in seguito all’attrazione gravitazionale esercitata dal Sole e dalla Luna e che determina una modifica della distanza Terra-Sole e quindi una variazione dell’energia solare sulla Terra;
• alla variazione dell’inclinazione dell’asse terrestre (dovuta all’attrazione gravitazionale esercitata dal Sole e dalla Luna sulla Terra che provoca un raddrizzamento dell’asse terrestre che viene ostacolato dalla rotazione terrestre), queste due forze si sommano generando un moto doppio-conico e determinando la precessione degli equinozi.

Condizione di massima inclinazione dell’asse terrestre provoca un maggiore riscaldamento della superficie terrestre.
Condizioni necessarie affinché inizi un periodo glaciale sono l’inizio dell’estate nell’emisfero boreale con la Terra in afelio, massima eccentricità dell’orbita, minima inclinazione dell’asse terrestre, tutto questo porta ad avere estati meno calde che non consentono lo scioglimento di tutto il ghiaccio formatosi nel periodo invernale, esso nel corso degli anni andrà ad accumularsi provocando un periodo glaciale.

Le leggi che regolano il movimento dei pianeti furono enunciate dall’astronomo tedesco J. Keplero nel 1609. Egli fu sostenitore della teoria copernicana o teoria eliocentrica che pone il Sole al centro dell’Universo e la Terra insieme ad altri pianeti ruotano intorno ad esso, ma a differenza di Copernico sostenne che i pianeti ruotando percorrono un’orbita ellittica e non circolare. Formulò tre leggi:

1. La Terra e gli altri pianeti ruotando intorno al Sole descrivono un orbita ellittica, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi. Come conseguenza un pianeta non avrà sempre la stessa distanza dal Sole;
2. Il raggio vettore (linea immaginaria), congiungendo il centro del Sole con il centro di un pianeta, descrive aree uguali in tempi uguali. Come conseguenza un pianeta si muoverà più rapidamente quando è più vicino al Sole e più lentamente quando è distante;
3. I quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal Sole. Come conseguenza più un pianeta è lontano dal Sole più lungo sarà il periodo di rivoluzione, in quanto dovrà percorrere un orbita più grande muovendosi con una velocità minore rispetto ad un pianeta più vicino al Sole.

Keplero non riuscì a spiegare quale forza agisse sui pianeti determinandone il loro movimento intorno al Sole. La risposta fu data successivamente da Newton che enunciò la legge di gravitazione universale.

Isaac Newton, fisico e matematico inglese, in seguito alle leggi sui moti dei pianeti enunciate da Keplero, pose la sua attenzione sul concetto della forza che agisce nel movimento dei pianeti intorno al Sole. Si concentrò per primo sul sistema Terra-Luna ipotizzando che la Luna ruotasse intorno alla Terra, descrivendo un’orbita ellittica, grazie alla forza di gravità e riuscì a calcolare matematicamente l’intensità di questa forza: \[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \], la forza gravitazionale con cui si attraggono due corpi è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse (corpi di massa maggiore esercitano un’attrazione maggiore) e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza (corpi più distanti si attraggono di meno rispetto a corpi che si trovano a distanze minori). Tale legge è universale perché può essere applicata a tutti i pianeti del sistema solare. È quindi la forza di gravità ad impedire ai pianeti di allontanarsi nello spazio e a determinare la continuazione del loro movimento su orbite ellittiche, pertanto le leggi di Keplero vanno considerate come conseguenza della legge di gravitazione universale.

La condizione necessaria affinché si verifichi un’eclisse è che la Luna, in novilunio o plenilunio, occupi uno dei due nodi (punto di intersezione tra il piano dell’orbita lunare ed il piano dell’orbita terrestre) in modo tale da avere il perfetto allineamento di Sole, Terra e Luna.
Si verifica un’eclissi di Luna quando la Luna in plenilunio (rivolge alla Terra interamente il suo lato illuminato dal Sole) e quindi in opposizione (la Terra è interposta tra la Luna e il Sole) occupa un nodo.
Si verifica un eclissi di Sole quando la Luna in novilunio (rivolge alla Terra il suo lato non illuminato) e quindi in congiunzione (la Luna è interposta tra il Sole e la Terra) occupa un nodo.

Le rocce vengono classificate convenzionalmente in tre gruppi: rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche, analizzandole è possibile risalire al loro processo di formazione. Tra i processi di formazione delle rocce (processi litogenetici) esistono dei legami che possono essere schematizzati nel ciclo litogenetico. Le rocce magmatiche si formano per solidificazione del magma, il quale si origina dalla fusione del mantello (magma primario) oppure dalla fusione di crosta, le condizioni ideali di fusione si verificano nelle zone di subduzione quando cioè due placche stanno convergendo e una placca scivola sotto l’altra(crosta oceanica sotto crosta continentale o crosta oceanica sotto crosta oceanica). Il magma può risalire in superficie e ivi solidificare generando rocce ignee effusive o solidificare in profondità generando rocce ignee intrusive, anche queste ultime possono affiorare in superficie in seguito a processi di orogenesi (due placche continentali che convergono ma senza subduzione in quanto la crosta continentale è più leggera, si ha quindi una pseudosubduzione provocando un sollevamento della litosfera e la formazione di una catena montuosa). Le rocce ignee affioranti in superficie vengono sottoposte a degradazione, cioè demolizione dovuta agli agenti atmosferici, i detriti così prodotti vengono trasportati e successivamente deposti, il processo di litificazione porterà alla formazione di rocce sedimentarie. Le rocce sedimentarie possono essere seppellite sotto altri strati di sedimenti oppure possono essere coinvolte in processi di subduzione o di orogenesi, tutti casi che comportano una nuova cristallizzazione dei minerali per adattamento alle nuove condizioni di temperatura e pressione con conseguente formazione di rocce metamorfiche; condizioni elevate di temperatura potranno far fondere le rocce metamorfiche originando di nuovo il magma e il ciclo ricomincia. Il ciclo può subire anche dei salti cioè rocce magmatiche possono metamorfosarsi direttamente oppure rocce sedimentarie possono subire degradazione senza essere metamorfosate.

Lo studio dei fondali oceanici attraverso l’utilizzo di sottomarini, sonar, perforazioni con estrazioni di carote, ha portato ad accreditare la teoria della tettonica a placche (la parte superiore del mantello e la sovrastante crosta continentale ed oceanica costituiscono la litosfera che è suddivisa in placche, esse si muovono sull’astenosfera sottostante). Una delle principali prove a favore di questa teoria è l’espansione dei fondali oceanici,dovuta alla formazione di crosta oceanica in prossimità delle dorsali. Le dorsali attraversano i fondali di tutti gli oceani e segnano il margine divergente delle placche, cioè placche litosferiche che si muovono allontanandosi l’una dall’altra, esse sono un sistema di rilievi percorsi da una frattura detta rift valley dalla quale fuoriesce sistematicamente o saltuariamente magma basaltico proveniente dal mantello che solidificandosi crea nuova crosta oceanica che va a riempire la depressione lasciata dall’allontanamento. Siccome la superficie del pianeta non è in espansione la formazione di nuova crosta oceanica deve essere bilanciata dal riassorbimento di altrettanta crosta, ciò avviene nelle zone di subduzione. Prove a favore dell’espansione dei fondali oceanici derivano dalla studio delle anomalie magnetiche delle rocce presenti ai due lati delle dorsali, infatti quando il magma basaltico si solidifica conserva il campo magnetico presente al momento della solidificazione e siccome il campo magnetico ha subito delle inversioni di polarità, tale inversione lascia traccia nelle rocce, pertanto simmetricamente rispetto alla dorsale troviamo fasce con polarità normale alternate a fasce con polarità invertita inoltre man mano che ci si allontana dalla dorsale l’età delle rocce basaltiche e dei rispettivi sedimenti pelagici che le ricoprono sono più antiche.