Deriva dei continenti, Schemi e mappe concettuali di Scienze della Terra

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TEORIA FISSISTA (valida fino a metà 1800) prevede solo movimenti verticali della terra tra la crosta e il mantello ➞ sial sul sima: roccia più leggera della crosta (con silicio ed alluminio) in galleggiamento su rocce più pesanti del mantello (silicio e magnesio) Sial = più leggero e meno denso Sima = meno leggero e più denso Se la % di silice è elevata le rocce risultano meno dense: la condivisione di atomi di ossigeno comporta la presenza di ampi spazi tra gli atomi che diminuisce la densità della roccia Isostasia: continua ricerca di equilibrio in questo galleggiamento tra crosta e mantello ↳ dovuto al principio di Archimede: la crosta subisce una forza uguale e contraria pari al peso del fluido spostato Aggiustamento isostatico = processo per cui si istaura un nuovo stato di equilibrio isostatico attraverso l’innalzamento o l’abbassamento della crosta; es. discontinuità di Moho tra crosta e mantello • se la crosta si alleggerisce (fenomeni esogeni), viene spinta verso l’alto ➞ Moho aumenta • se la crosta si appesantisce viene spinta verso il basso ➞ Moho diminuisce TEORIA DELLA DERIVA DEI CONTINENTI Nel 1912 Wegener propone l’ipotesi della deriva dei continenti che prevede anche movimenti orizzontali • in passato unico continente = Pangea • circondato da unico grande oceano = Panthalassa che avrebbe iniziato a frammentarsi e dividersi in continenti più piccoli che sarebbero andati alla deriva fino a raggiungere la posizione attuale Prove geofisiche Complementarità tra le linee di costa dei continenti ➞ ricostruzione approssimativa perché linee di costa continuamente modificate da erosione Forma dei continenti è meglio delineata dai margini della piattaforma continentale sotto la superficie dell’oceano; accostando i margini delle piattaforme si ottiene corrispondenza migliore Prove paleontologiche Corrispondenza dei fossili tra le due sponde dell’oceano: ritrovamenti in Africa e America meridionale di fossili identici che non avrebbero potuto attraversare l’oceano (es. mesosaurus: rettile acquatico, predatore di pesci i cui fossili si trovano solo in rocce dell’America e dell’Africa meridionale) ➞ ipotesi dei ponti continentali: collegamenti terrestri che si sarebbero interrotti successivamente Wegener nega esistenza ponti continentali, affermando che al tempo America e Africa dovevano essere state unite Prove geologiche Corrispondenza delle strutture e dei tipi di roccia: interruzione delle catene montuose presenti lungo una costa e della loro ricomparsa sulla terraferma dall’altra parte dell’oceano, corrispondenti per tipo ed età Prove paleo-climatiche • Presenza di antichi depositi glaciali in zone emisfero meridionale ➞ continenti meridionali erano uniti vicino al Polo Sud • Presenza di depositi di carbone in zone emisfero settentrionale ➞ continenti settentrionali erano prossimi all’Equatore ➪ obiezione: W. non aveva proposto alcuna spiegazione valida che potesse giustificare il movimento dei continenti (ipotesi: movimento masse continentali causato da forza di attrazione della Luna) TETTONICA DELLE PLACCHE Distingue due strati del mantello ‣ Litosfera: zona rigida, suddivisa in frammenti, placche litosferiche ‣ Astenosfera: zona meno rigida, in cui le rocce sono prossime al punto di fusione, consente alla litosfera rigida di muoversi al di sopra di esse Differenza da Wegener: placche principali comprendono intero continente e porzione di fondo oceanico; ipotesi di W. prevedeva che continenti si muovessero attraversando i fondi oceanici e non insieme a essi Causa: movimento lento e continuo delle placche l’una rispetto all’altra ricondotto alla distribuzione disomogenea del calore all’interno della Terra che provoca moti convettivi all’interno del mantello I MARGINI DI PLACCA Alcune deformazione avvengono all’interno di una placca, ma quelle più accentuate avvengono lungo i margini Margini distinti in base al movimento che li caratterizza 1. Divergenti/costruttivi Margini lungo i quali due placche si allontanano l’una dall’altra provocando la risalita di magma dal mantello (per diminuzione di pressione) che raffreddandosi va a costituire nuova crosta oceanica Rift valley Lungo margini divergenti il fondo oceanico è sollevato a formare una dorsale oceanica; lungo l’asse di alcuni segmenti della dorsale si trova un solco delimitato da faglie = rift valley ➞ la formazione di nuova crosta lungo le dorsali oceaniche determina l’apertura dei bacini oceanici n.b. inarcamento verso l’alto e elevazione della dorsale sono dovuti al fatto che la crosta oceanica di recente formazione è più calda, quindi meno densa delle rocce circostanti, e occupa volume maggiore Espansione dei fondi oceanici (Teoria di Hess): la continua creazione di nuova crosta (per fuoriuscita di lave basaltiche) determina l’allontanamento progressivo delle rocce sui due lati della dorsale, che raffreddandosi si contraggono e diminuiscono di volume ➞ allontanandosi dalla dorsale si registra un aumento della profondità dell’oceano (piani abissali)* Rift continentali Margini divergenti possono svilupparsi anche all’interno di un continente suddividendolo in più parti • Stiramento e assottigliamento della crosta continentale determinato da forze di trazione ➞ formazione di una depressione allungata = rift continentale • Formazione rift accompagnato da risalita magma da astenosfera ➞ divisione in due parti e formazione bacino marino (n.b. se espansione continua: formazione dorsale oceanica) 2. Convergenti/distruttivi n.b. Margini lungo i quali due placche si muovono l’una verso l’altra e il margine di una placca si ripiega verso il basso, scorrendo sotto l’altra placca; in superficie si forma una fossa oceanica. Nelle zone delle fosse oceaniche sono frequenti i terremoti; trovando gli ipocentri di questi terremoti si può notare che sono disposti su un piano inclinato detto piano di Benioff. Subduzione Litosfera sprofonda e subdotta all’altra: densità della litosfera discendente maggiore di quella dell’astenosfera Oceanica-continentale: litosfera oceanica sprofonda nel mantello; ad una certa profondità, acqua e componenti volatili fuoriescono dai pori della roccia a causa dell’aumento della pressione di carico; si innesca quindi fenomeno di fusione, materiale fuso (basaltico che poi si arricchisce del silicio della crosta e diviene riolitico), avendo minor densità del materiale circostante, risale attraverso crosta e da origine a fenomeni di eruzione (➞ arco magmatico continentale) oppure solidifica in profondità (plutoni) ↳ durante formazione arco magmatico continentale, sedimenti provenienti da terraferma e quelli raschiati via da placca in subduzione vengono schiacciati contro il lato della fossa = prisma di accrezione Oceanica-oceanica: una placca resta in superficie, mentre l’altra viene subdotta dando origine a intensa attività vulcanica (stesso meccanismo); man mano che subduzione procede si può formare una catena di vulcani che emergono dal mare come isole ➞ arco magmatico insulare Oreogenesi Continentale-continentale: se placca oceanica in subduzione comprende anche litosfera continentale, a causa della sua densità inferiore, questa non viene subdotto ma collide con placca continentale in superficie ➞ formazione di una catena montuosa 3. Trasformi/conservativi Margini costituiti da fratture dette faglie trasformi, lungo i quali due placche scorrono orizzontalmente una accanto all’altra senza che vi sia produzione o distruzione di crosta Faglia trasforme ➞ faglia collega due segmenti di una dorsale oceanica che risultano quindi traslati uno rispetto all’altro; ↳ zona di frattura della crosta oceanica: include sia le faglie trasformi attive (zona compresa tra i due segmenti dislocati della dorsale, dove si verifica attività sismica*), sia i loro prolungamenti inattivi presenti nella parte più interna della placca !!! grazie a faglie la crosta oceanica, generata lungo le creste delle dorsali, può essere trasportata fino a fosse oceaniche • Margini passivi: zona in cui crosta continentale si raccorda a crosta oceanica, non corrisponde a un margine di placca • Margini attivi: coincidono con margine di placca, corrispondono a zona in cui sotto al margine di un continente si verifica la subduzione della litosfera oceanica n.b. un margine passivo in alcuni punti può diventare attivo formando una zona di subduzione e dando così inizio al processo di deformazione PROVE A SOSTEGNO DELLA TETTONICA DELLE PLACCHE 1. PALEOMAGNETISMO* Rocce dei fondali oceanici contengono minerali ferromagnetici (se sottoposti a campo magnetico possono orientarsi, si comportano come magneti); si orientano nella stessa direzione del campo magnetico al momento della loro solidificazione In prossimità di rocce contenenti minerali, vi sono alterazioni campo: • campo delle rocce è lo stesso di quello attuale: valore superiore rispetto a quello attuale, anomalia positiva • se invece opposto a quello attuale: valore inferiore rispetto a quello attuale, anomalia negative La distribuzione di queste anomalie magnetiche è casuale nei continenti, ma nella dorsale medio-oceanica presenta una distribuzione peculiare: campi magnetici identici disposti in modo speculare rispetto al rift ➞ ha permesso nel 63 di sfruttare anomalia magnetica come prova espansione fondali oceanici n.b. migrazione apparente dei campi magnetici, in realtà si inverte e basta, perché sono le placche a spostarsi 2. HOT SPOT Pennacchio: colonna di materiale caldo proveniente dal mantello; quando questo è in risalita penetra alla base della litosfera, dove la pressione è minore, si verificano fenomeni di fusione Hot spot: manifestazione superficiale di quest’attività, zone con diametro di poche centinaia di km caratterizzate da attività vulcanica, elevato flusso di calore e sollevamento crostale