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Un sasso, uno scoglio, una distesa di sabbia o di ghiaia → sono tutti esempi di rocce L’osservazione al microscopio o ai raggi X, per analizzare le caratteristiche fisiche e chimiche delle rocce, ha consentito agli studiosi di scoprire che le rocce sono tutte legate tra di loro in un processo ciclico nel quale si trasformano le une nelle altre. CICLO LITOGENICO Le rocce: sono aggregati naturali di minerali diversi o appartenenti a un unico tipo Si dividono in 3 gruppi principali → classificate in base al processo di formazione: ◼ ROCCE IGNEE ◼ ROCCE SEDIMENTARIE ◼ ROCCE METAMORFICHE L’appartenenza a questi tre gruppi è transitoria perché tutte le rocce subiscono trasformazioni ➔ l’insieme è chiamato ciclo litogenetico
Fasi del ciclo litogenetico:
- processo igneo o magmatico : quando il magma (roccia fusa) si raffredda e si solidifica.
- avviene sia in profondità che in superficie dopo un'eruzione vulcanica
- ha come conseguenza la formazione delle rocce ignee
- è un processo endogeno ovvero alimentato dal calore | le rocce ignee rappresentano il 95% in volume della crosta terrestre Esse formano tutto il mantello —> La terra quindi può essere descritta come una enorme massa di rocce ignee rivestita da un sottile strato di rocce metamorfiche e sedimentarie + nucleo interno (formato afferro Fe) derivano dal magma: : deriva dalla fusione parziale o totale delle rocce presenti nella crosta terrestre ⤷ questa fusione dipende da vari fattori: il calore (che proviene dall’interno della terra, dove aumenta la temperatura), la pressione e la presenza di acqua (questa rende le rocce umide e ne abbassa la temperatura di fusioni —> fondono meglio). Il magma è formato da 3 componenti distinte:
- fuso : parte fluida formata da elementi chimici (silicio, ossigeno…)
- una parte solida : non sempre presente
- componenti volatili : parte gassosa formata da vapore acqueo, anidride carbonica e diossido di zolfo —> questi tendono a separarsi dal magma e possono contribuire, durante un’eruzione vulcanica, alla formazione di fontane di lava o esplosioni analizzando il processo di formazione… Quando il magma inizia a risalire esso si raffredda, diventa più denso e le componenti chimiche del fuso iniziano a unirsi formando dei reticoli cristallini dei diversi minerali —> il fuso risulta quindi come un aggregato solido chiamato roccia ignea Le rocce ignee si dividono in:
- intrusive o plutoniche : quelle che si formano in profondità
- effusive o vulcaniche : quelle che si formano quando il magma fuso, risalendo, trova una fenditura e fuoriesce come lava per poi solidificare in superficie Le rocce ignee hanno diverso aspetto ma presentano la stessa composizione chimica
Classificazione delle rocce ignee
Questa classificazione è fatta in base alla tessitura, alla composizione chimica e mineralogica (secondo la % in peso di silice) Rocce granitiche o sialiche •Contengono circa il 70 % di silice •Le più diffuse tra tutte le rocce intrusive •Costituiscono gran parte della crosta terrestre continentale (assenti nei fondali) •Colore chiaro •Le più note solo: GRANITO (intrusiva) e RIOLITE (effusive) Rocce a composizione intermediaria •Contenuto di minerali sialici e mafici equilibrato •Solo piccole quantità di quarzo •Molto resistenti •Le più note: DIORITE (intrusiva) e ANDESITE (effusiva) Rocce basaltiche o mafiche •Povere di silice •Molto dense (le più dense) •Le più note: GABBRO (intrusivo) e BASALTO (effusivo; forma molte isole vulcaniche Hawaii) Rocce ultramafiche •Con il minore contenuto in silice •Formate solo da minerali contenenti Ferro e Magnesio •Colore scuro •Rare in superficie •Principali costituenti del mantello superiore •La più nota: Peridotite (intrusiva)
- processo sedimentario → in questo processo, le rocce che affiorano sulla superficie subiscono l’aggressione degli agenti atmosferici e degli organismi viventi → le rocce quindi si disgregano in frammenti di dimensioni
diverse → processo chiamato degradazione meteorica ⤷I detriti vengono poi trasportati dagli agenti atmosferici e si depositano come sedimenti, che accumulandosi determinano la formazione delle rocce sedimentarie. E un tipo di processo esogeno → alimentato dalla luce del sole → inoltre esso avviene in superficie
caratteristiche rocce sedimentarie
Le rocce sedimentarie costituiscono una piccola percentuale in volume della crosta terrestre, ma ricoprono il 75 % della superficie della terraferma ⤷ esse danno informazioni sulla storia della terra e costituiscono i principali serbatoi di petrolio, gas naturale, carbone e uranio (le più importanti fonti energetiche). Analizzando il processo… Come abbiamo detto sono rocce esogene → sono il risultato dell’accumulo di sedimenti sulla superficie del pianeta. Il processo sedimentario è un processo molto lungo (milioni di anni) e si divide in 2 fasi: FASE 1
- Rocce della superficie sono soggette a disgregazione fisica e alterazione chimica da parte di agenti atmosferici e organismi
- I prodotti di queste disgregazioni sono chiamati clasti (detriti) → essi possono essere trasportati da acqua, venti, ghiacci e forza di gravità
- Il deposito forma i sedimenti FASE 2
- Con il tempo i sedimenti più antichi sono sepolti da quelli più recenti e il processo di l itificazione li trasforma in rocce sedimentarie
- Il processo per il quale il sedimento originario diventa roccia viene chiamato diagenesi ed esso avviene attraverso due processi:
- Compattazione → sedimenti più antichi vengono schiacciati da quelli di recente deposizione → ha come conseguenza l’avvicinamento dei granuli, l’espulsione dell’acqua e la riduzione dello spessore complessivo
- Cementazione → risultato della precipitazione delle sostanze disciolte nelle acque che circolano nei sedimenti, fino a cementarli tra di loro Gli ambienti di sedimentazione, ovvero i luoghi in cui i sedimenti si accumulano sono: continentali, marini, costieri (di passaggio tra i due precedenti)
metamorfismo: processo che indica la trasformazione di un tipo di roccia in un altro
- processo metamorfico → rocce ignee, sedimentarie e talvolta anche metamorfiche preesistenti possono, tramite i movimenti terrestri, sprofondare sotto la superficie. Qui,per effetto delle condizioni fisico-chimiche presenti, si alterano la loro struttura e composizione mineralogica, l tessitura delle rocce (senza che avvenga la fusione) e si trasformano in rocce nuove → rocce metamorfiche Tipo di processo: endogeno → alimentato da calore ⤷ le rocce metamorfiche sono il risultato di processi che avvengono dove la temperatura e la pressione sono molto elevate
GRADO DI METAMORFISMO E I MINERALI INDICE
Grado di metamorfismo → insieme delle condizioni di temperatura e pressione in cui si è formata una roccia metamorfica. Esistono due tipi di metamorfismo:
- basso grado → T e P sono relativamente basse e le rocce subiscono modeste variazioni
- alto grado → T e P maggiori e i cambiamenti sono sostanziali Aumentando il grado di metamorfismo non solo aumentano le dimensioni dei cristalli dei minerali ma cambia la composizione dei minerali stessi. Alcuni minerali sono buoni indicatori delle condizioni ambientali (ambiente metamorfico) di formazione e perciò sono detti minerali indice. es. la clorite si forma a temperature basse (< 200 °C) e le rocce che la contengono sono chiamate di basso grado la sillimanite invece si forma a temperature alte e le rocce che la contengono sono chiamate di alto grado.
AMBIENTI DI METAMORFISMO
Il metamorfismo si può verificare in 3 diversi tipi di ambienti geologici che corrispondono a 3 tipi di metamorfismo:
- metamorfismo di contatto o termico → quando la massa magmatica risale attraverso la crosta e le rocce che la circondano subiscono modificazioni in un'area specifica detta aureola di contatto. Le temperature sono elevate e la pressione ha un ruolo poco importante
- metamorfismo regionale → associato all’orogenesi (processo di formazione delle catene montuose). Durante l’orogenesi alcune rocce vengono seppellite in profondità e incontrano condizioni di T e P elevati che determinano cambiamenti
- metamorfismo cataclastico o di faglia → si verifica a causa di un aumento della pressione in seguito a attriti e tensioni che si sviluppano lungo le faglie della crosta terrestre. Le rocce si frantumano e polverizzano. La temperatura ha un ruolo poco importante
CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE METAMORFICHE
La classificazione delle rocce metamorfiche avviene in base alla tessitura, alla composizione chimica e quella mineralogica. ò rocce a tessitura foliata :
- Tipica di rocce con orientazione dei minerali appiattiti e/o allungati
- Tipi particolari di tessitura foliata solo la scistosità e la tessitura gneissica rocce a tessitura non foliata o massiccia :
- Caratterizzata dall’assenza di orientazione preferenziale dei minerali
- Tipica delle rocce che hanno subito metamorfismo modesto
- Ne sono un esempio il marmo e la quarzite
terremoto o sisma = vibrazione improvvisa del suolo provocata da una liberazione di energia
meccanica nella litosfera.
⤷ all’origine di questo fenomeno c’è sempre uno spostamento di blocchi rocciosi lungo una faglia
della crosta terrestre. L’energia che si libera durante il terremoto, in profondità, si propaga in tutte le direzioni come onde sismiche Il punto di origine di un terremoto si trova molto in profondità nella litosfera → chiamato ipocentro o fuoco. Quando le onde sismiche raggiungono la superficie e diventano scosse sismiche
scossa → onda sismica che arriva in superficie → essa dura pochi secondi repliche o scosse di assestamento → sono movimenti di «aggiustamento» che avvengono nella stessa faglia o in faglie vicine che possono persistere per diversi giorni → esse sono di solito più deboli, ma non per questo devono essere sottovalutate A volte si verificano anche delle piccole vibrazioni chiamate scosse premonitrici che precedono di alcuni giorni l’evento più importante sismologia: è lo studio dei terremoti e delle onde sismiche → risale circa 2000 anni fa (Cina)
⤷ gli strumenti invece che vengono usati per studiare la propagazione delle onde sismiche sono
chiamati sismografi Sismogramma → è la traccia che viene prodotta dal movimento della terra che viene registrato dal sismografo e convertito in un segnale elettrico che può essere amplificato e registrato. Le onde sismiche si dividono in: ONDE DI VOLUME
- Sono all’origine dei terremoti
- Sono dovuti alla fratturazione e allo scivolamento delle masse rocciose
- Si propagano nel sottosuolo e si distinguono in ONDE PRIMARIE (P) e ONDE SECONDARIE (S) ONDE P
- onde di compressione e dilatazione
- La deformazione si propaga // alla direzione di propagazione dell’onda.
- Sono veloci
- Si manifestano come scosse sussultorie ONDE S
- Sono onde di taglio
- La deformazione si propaga perpendicolarmente alla direzione di avanzamento dell’onda
- Hanno velocità media 1,7 volte inferiore a quella della onde P
- Non si propagano nei fluidi e manifestano scosse ondulatorie Le onde sismiche si dividono in:
- Movimento più complesso dispetto alle onde di volume
- Hanno ampiezza maggiore e propagano dall’epicentro →Si distinguono in:
- ONDE DI RAYLEIGH (movimenti verticali)
- e di LOVE (movimenti trasversali) rispetto alla direzione di propagazione. (Le onde di Love sono le più distruttive) La forza dei terremoti si misura da sempre in INTENSITÀ = misura l'entità delle scosse verificatesi in un dato luogo sulla base dei danni da esse provocati all'ambiente agli esseri umani e alle cose.
Utilizzando la SCALA MERCALLI → ancora oggi usata
Il limite delle scale di intensità è che gli effetti di-struttivi che esse descrivono non dipendono soltanto dall’entità della vibrazione del terreno ma anche fattori come:
- densità di popolazione - tipo di edifici - natura dei materiali - posizione epicentro rispetto alle zone urbane Necessaria una scala che non dipenda da tutte quelle variabili. La sismologia ha permesso di misurare i terremoti in MAGNITUDO = è la misura quantitativa della quantità di energia che si libera durante un terremoto (basata sulla lettura dei sismogrammi). Basate sul principio che l'energia di un terremoto è proporzionale all'ampiezza massima dell'oscillazione registrata. MAGNITUDO RICHTER → l'entità di un terremoto è misurata attraverso un valore che si ricava a partire dall'ampiezza massima dell'oscillazione registrata da un sismografo km → l’ampiezza delle onde sismiche si attenua all’aumentare della distanza tra ipocentro e sismografo scala logaritmica → un incremento di 10 volte l’ampiezza corrisponde all’incremento di un grado della scala di magnitudo.
VULCANISMO = fenomeno che comprende i processi che testimoniano l’attività ignea ATTIVITA’ VULCANICA :
- fenomeno vistoso che cambia la superficie della terra
- diverse per modalità di eruzione e materiali emessi Tipo di eruzione legato alla viscosità del magma che dipende dal: temperatura → più è alta, meno il magma è viscoso e più si muove facilmente contenuto in silice → più silice, + viscosità (catene di silicati); colate di lave sialiche sono molto lente e brevi; quelle basaltiche più fluide e veloci
- componenti volatili → gas e vapore acqueo. La loro presenza fa diminuire alla viscosità (le catene di silicati si formano con più difficoltà)
COME SI ORIGINA UN’ERUZIONE VULCANICA?
TIPI DI ERUZIONE
ERUZIONI EFFUSIVE
- magmi poveri di silice, molto fluidi permettono alle bolle di gas di risalire in superficie e disperdersi facilmente
- lava scorre lungo le pendici
- fontane di lava (centinaia di metri di altezza)
- NON SONO PERICOLOSE
ERUZIONI ESPLOSIVE
- magmi ricchi di silice, molto viscosi non consentono ai gas di liberarsi → aumenta la pressione → si fratturano le rocce sovrastanti
- nelle fratture determinano un abbassamento della pressione e formazione di bolle di gas che non riescono ad espandersi → se la pressione supera la resistenza delle rocce→ ESPLOSIONE
- GENERAZIONE DI TANTI FRAMMENTI DI CENERI INCANDESCENTI VERSO L’ATMOSFERA
- se la colonna esplosiva collassa, si può formare la colata piroclastica che scende incandescente lungo il vulcano e distrugge tutto ciò che incontra (velocità fino a 300 km/h)
PRODOTTI VULCANICI
- COLATE DI LAVA
- MATERIALI PIROCLASTICI
- GAS
GLI EDIFICI VULCANICI
1. il magma risale dalla camera magmatica sotto spinta del gas contenuto 2. passa per il camino vulcanico 3. termina il suo percorso sulla superficie in corrispondenza del cratere (depressione delle pareti) 4. il magma fuoriesce quindi dalla bocca del vulcano 5. possono esserci dei coni avventizi con bocche secondarie (crateri sommitali) La forma dei vulcani – dipende dalla composizione del magma o LAVE FLUIDE → pendii dolci e strutture ampie o LAVE VISCOSE → pendii ripidi Tipi di vulcani :
