rocce, vulcani e terremoti | Schemi e mappe concettuali di Scienze della Terra

ROCCE

MAGMATICHE

PROCESSO MAGMATICO

E’ caratterizzato dalla presenza iniziale di un magma che risale, poiché ha una densità minore

rispetto alle rocce circostanti, dall’interno della Terra ad alta temperatura, in condizioni di

pressione molto varie. La progressiva diminuzione della temperatura porta alla cristallizzazione

del magma e quindi alla formazione di aggregati di minerali che costituiscono le rocce

magmatiche, anche chiamate ignee.

Le rocce magmatiche (ignee o eruttive) sono tutte le rocce che derivano da un magma, cioè da

una roccia fusa.

Un magma è un materiale fuso che si forma entro la crosta o la parte alta del sottostante

mantello, a profondità variabili (in genere tra i 15 e i 100 km). Tali masse fuse, di dimensioni

anche enormi, sono miscele complesse di silicati ad alta temperatura, ricche di gas in esse

disciolti. Se, dopo la sua formazione, il magma subisce un raffreddamento, inizia un processo di

cristallizzazione: dal fuso si separano via via, secondo il loro punto di fusione, vari tipi di

minerali, dalla cui aggregazione finale risulterà formata una nuova roccia.

Il raffreddamento dei magmi in risalita può avvenire:

-all'interno della crosta terrestre, quando vi è l’impossibilità, per la massa fusa, di giungere in

superficie, dando origine a rocce intrusive → la struttura della roccia si presenta cristallina.

Durante questo processo avviene l’anatessi, ovvero le rocce durante la loro risalita incontrano la

litosfera e qui, fondendo alcune rocce incontrate, si fondono e trasformano.

-trovando una via di risalita, all'esterno della crosta terrestre, con la formazione di rocce effusive

→ struttura microcristallina (visibili pochi cristalli).

Due tipi di magma principali:

-magma granitico (acido, perché costituito principalmente da silicati di alluminio e alcalini). Si

genera per fusione parziale della crosta continentale profonda ed è caratteristico delle placche

continentali. È un magma viscoso, avendo dei reticoli cristallini voluminosi che ne rallentano lo

scorrimento. Esso non riesce ad arrivare in superficie e rimane in profondità, formando delle

batoliti.

-magma basaltico (basico, costituito da silicati di ferro e magnesio). Si genera nell’astenosfera e

costituisce i fondali degli oceani. È un magma fluido poiché costituito catene semplici di silicati.

Da un punto di vista chimico, i minerali che compongono le rocce magmatiche appartengono

essenzialmente a silicati riunibili in due gruppi di minerali:

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ROCCE

MAGMATICHE

PROCESSO MAGMATICO

E’ caratterizzato dalla presenza iniziale di un magma che risale, poiché ha una densità minore rispetto alle rocce circostanti, dall’interno della Terra ad alta temperatura, in condizioni di pressione molto varie. La progressiva diminuzione della temperatura porta alla cristallizzazione del magma e quindi alla formazione di aggregati di minerali che costituiscono le rocce magmatiche, anche chiamate ignee. Le rocce magmatiche (ignee o eruttive) sono tutte le rocce che derivano da un magma, cioè da una roccia fusa. Un magma è un materiale fuso che si forma entro la crosta o la parte alta del sottostante mantello, a profondità variabili (in genere tra i 15 e i 100 km). Tali masse fuse, di dimensioni anche enormi, sono miscele complesse di silicati ad alta temperatura, ricche di gas in esse disciolti. Se, dopo la sua formazione, il magma subisce un raffreddamento, inizia un processo di cristallizzazione: dal fuso si separano via via, secondo il loro punto di fusione, vari tipi di minerali, dalla cui aggregazione finale risulterà formata una nuova roccia. Il raffreddamento dei magmi in risalita può avvenire: -all'interno della crosta terrestre, quando vi è l’impossibilità, per la massa fusa, di giungere in superficie, dando origine a rocce intrusive → la struttura della roccia si presenta cristallina. Durante questo processo avviene l’anatessi, ovvero le rocce durante la loro risalita incontrano la litosfera e qui, fondendo alcune rocce incontrate, si fondono e trasformano. -trovando una via di risalita, all'esterno della crosta terrestre, con la formazione di rocce effusive → struttura microcristallina (visibili pochi cristalli). Due tipi di magma principali: -magma granitico (acido, perché costituito principalmente da silicati di alluminio e alcalini). Si genera per fusione parziale della crosta continentale profonda ed è caratteristico delle placche continentali. È un magma viscoso, avendo dei reticoli cristallini voluminosi che ne rallentano lo scorrimento. Esso non riesce ad arrivare in superficie e rimane in profondità, formando delle batoliti. -magma basaltico (basico, costituito da silicati di ferro e magnesio). Si genera nell’astenosfera e costituisce i fondali degli oceani. È un magma fluido poiché costituito catene semplici di silicati. Da un punto di vista chimico, i minerali che compongono le rocce magmatiche appartengono essenzialmente a silicati riunibili in due gruppi di minerali:

-minerali sialici: vi prevalgono silicio e alluminio sono più ricchi di SiO2 (silice), e sono per lo più di colore chiaro. -minerali femici: vi prevalgono ferro e magnesio, sono per lo più di colore scuro (bruno, verde o nero). La quantità di silice (determinabile con l'analisi chimica) permette di distinguere le rocce magmatiche in:

rocce acide (o sialiche): rocce con un contenuto di silice superiore o uguale al 63%. esempi: roccia intrusiva→ GRANITO roccia effusiva → RIOLITE colore: chiaro
rocce intermedie: rocce con un contenuto di silice tra 52% e 63%. esempi: roccia intrusiva → DIORITE roccia effusiva → ANDESITE colore: grigio/verde
rocce basiche (o femiche): rocce con un contenuto di silice tra 45% e 52%. esempi: roccia intrusiva→ GABBRO roccia effusiva→BASALTO colore: grigio scuro/nero
rocce ultrabasiche: rocce con un contenuto di silice inferiore al 45%.
esempi: roccia intrusiva→PERIDOTITE roccia effusiva→PICRITE colore: grigio molto scuro/nero Differenti combinazioni di pressione, temperatura e idratazione determinano la formazione dei magmi di vario tipo:
Nelle zone di distensione, in corrispondenza delle dorsali oceaniche, bassa pressione e quindi parziale fusione del mantello superiore → magmi femici, che risalgono in superficie→colate effusive basaltiche
Nelle zone di convergenza, tra due margini continentali, compressione masse rocciose anche in profondità, che comporta l’aumento della temperatura fino alla fusione della crosta continentale sialica. L’ambiente compresso non permette la risalita del fuso granitico viscoso, che solidifica in profondità →betoliti di rocce magmatiche intrusive.
Nelle zone di subduzione, le placche si avvicinano, rocce della placca oceanica trascinate in profondità, la loro temperature aumenta, liberano acqua e ciò favorisce la fusione, anche placca sovrastante può fondere parzialmente→fusione tra fuso femico (crosta oceanica) e fuso sialico (crosta continentale) → rocce neutre.
Nelle zone intra-placca, né dorsali né zone di subduzione→aumento della temperatura per la risalita di materiale estremamente caldo. Sono punti caldi che provengono dal mantello profondo. SEDIMENTARIE PROCESSO SEDIMENTARIO

Degradazione meteorica operata da agenti atmosferici: -Degradazione chimica: -argillificazione → si svolge nei silicati (silicio+ ossigeno), in particolare nei feldspati. Dal processo si originano nuovi minerali appartenenti alla famiglia delle argille. L’effetto dell’acqua + l’acido delle piogge trasformano l’ortoclasio in caolinite (un silicato di alluminio idratato): KAlSi3O8 + H2CO3 + H2O-→Al2Si2O5(OH)4 + K2CO3 + SiO

-Selci--> derivano da accumulo di microscopici gusci silicei di alche unicellulari. -Dolomie--> rocce costituite da dolomite (CaMg(CO3)2). Tale minerale non è formato direttamente dell’attività degli organismi, ma a seguito della trasformazione della calcite per addizione di ioni magnesio.

ROCCE CHIMICHE: si originano per evaporazione dell’acqua, o in seguito a reazioni chimiche che danno origine a composti insolubili, e si depositano sul fondo di bacini d’acqua. Sono rocce chimiche: -Evaporiti, come il salgemma (NaCl) e il gesso (CaSO4 • nH2O) -Calcari chimici, che derivano da depositi di acque sorgive o sotterranee, come il travertino che si forma in ambiente fluviale, per aumento di temperatura o per diminuzione di pressione o per agitazione meccanica delle acque (cascata) che fanno cadere il carbonato di calcio, originando straterelli sovrapposti di vario colore. Roccia molto tenera. METAMORFICHE PROCESSO METAMORFICO → è l’insieme delle trasformazioni mineralogiche e strutturali di una roccia, allo stato solido, in risposta alle variazioni dell’equilibrio preesistente, cioè a cambiamenti nei valori di temperatura e pressione. Affinché avvenga: -temperatura tra 300° e 800° -pressione tra 0,1kbar e 10kbar TIPI DI METAMORFISMO

METAMORFISMO REGIONALE: Il metamorfismo regionale si verifica quando ampie parti di crosta terrestre vengono sottoposte a elevate temperature e pressioni. Queste condizioni, che si generano in zone di collisione tra placche, causano profonde mutazioni nella tessitura e nei minerali delle rocce coinvolte.
METAMORFISMO DI CONTATTO: caratterizzato da alte temperature. Si verifica dove masse magmatiche risalgono nelle parti più superficiali della litosfera, generando alte temperature a limitate profondità. Intorno alla mamma magmatica si forma un’aureola di contatto, in cui le rocce incassanti hanno subito trasformazioni metamorfiche.
METAMORFISMO AD ALTA PRESSIONE (o di subduzione): si verifica dove rocce superficiali, a temperature relativamente basse, vengono spinte a notevoli profondità -metamorfismo di seppellimento: accumulo di sedimenti → aumento di pressione VARIETA’ DI ROCCE METAMORFICHE Tipo di metamorfismo Roccia originaria Roccia metamorfica Regionale -Argilla -Dolomie -Graniti -Argilloscisti (basso metamorfismo), filladi (metamorfismo più elevato), micascisti (presente più mica, metamorfismo più elevato) -Marmi -Gneiss Ad alta pressione -Basalti Anfiboliti, eclogiti Di contatto -Calcari puri, dolomie -Marmi

VULCANI

EDIFICIO VULCANICO

I vulcani sono aperture naturali della crosta terrestre all’interno dei quali il magma risale in superficie trasformandosi in lava => magma che perde i gas (degassazione)

camera magmatica → il magma ha una minor densità delle rocce circostanti e per questo sale verso la superficie, fino a raccogliersi nella camera magmatica situata a pochi kilometri dalla superficie terrestre spinto dalle pressioni può risalire.
camino vulcanico → condotto attraverso cui la lava fuoriesce.
cratere → parte dell’edificio vulcanico con cui la lava comunica con l’esterno. DIFFERENTI TIPI DI EDIFICI VULCANICI
- VULCANI LINEARI: numerose poche eruttive disposte lungo un allineamento. Fuoriesce lava fluida e basaltica.
- STRATOVULCANI: dalla forma a cono, con pareti ripide, formate da strati di colate laviche alternate a scorie magmatiche. Magma emesso viscoso e sialico.
- VULCANI A SCUDO: forma conica molto appiattita, con ampio cratere. Magma fluido. CALDERE (non rappresentano una tipologia di vulcani a se stanti): depressioni circolari circondate da alti argini, spesso occupate da da acqua di laghi o mari. Si formano per collasso del vulcano dopo un’eruzione particolarmente violenta. Se, all’interno della depressione, la camera magmatica è ancora attiva si può formare un nuovo vulcano. TIPI DI ERUZIONI:
- ERUZIONE DI TIPO ISLANDESE → vulcani lineari, magma basico
- ERUZIONE DI TIPO HAWAIIANO → vulcani a scudo
- ERUZIONE DI TIPO STROMBOLIANO →magma misto, né acido né basico, piccole manifestazione esplosive
- ERUZIONI DI TIPO VULCANIANO → vulcani delle isole Eolie, magma un po’ acido
- ERUZIONE DI TIPO PELEEANO → dal nome del monte Pelè, magma abbastanza viscoso, produce nube ardente (in sospensione particelle piroplastiche)
- ERUZIONI DI TIPO PLINIANO → esplosive, determinato distruzione di Pompei ed Ercolano.

TERREMOTI

I TERREMOTI, o SISMI, sono VIBRAZIONI NATURALI del suolo, provocate dalla liberazione repentina di ENERGIA MECCANICA all'interno della litosfera. -IPOCENTRO: È il luogo, sottostante la crosta terrestre, dal quale viene liberata l'energia che provoca le SCOSSE SISMICHE. -EPICENTRO: È il punto sulla superficie terrestre in cui le SCOSSE SISMICHE vengono percepite con MAGGIOR INTENSITÀ. EFFETTI DELLE FORZE ENDOGENE SULLE ROCCE -Deformazione di tipo elastico: Le rocce cambiano la loro forma, ma quando la sollecitazione termina ritornano alla conformazione originaria -Deformazione di tipo plastico: Il corpo roccioso si deforma in modo permanente e non ritorna più alla conformazione originaria -Deformazione di tipo rigido: Il corpo roccioso si frattura in blocchi e frammenti FORMAZIONE DI UN TERREMOTO → TEORIA DEL RIMBALZO ELASTICO

Quando un blocco di rocce viene sottoposto ad uno SFORZO inizialmente si comporta in modo ELASTICO: le rocce si deformano, accumulando energia nel tempo ( più tempo passa più energia si accumula)
Il blocco roccioso ha un LIMITE DI ELASTICITÀ oltre il quale non può deformarsi: una volta raggiunto, il blocco si spacca producendo una FAGLIA.
Nel momento in cui si genera la FAGLIA, l'energia accumulata si libera repentinamente, producendo il TERREMOTO. Il PUNTO DI ROTTURA diventa l'IPOCENTRO. FAGLIA → zona di frattura crostale, di minor resistenza, lungo la quale le masse rocciose sono sottoposte a compressioni o distensioni fino al limite di rottura, con liberazione di energia. -FAGLIA DIRETTA: un blocco roccioso scivola verso il basso rispetto al piano di faglia. -FAGLIA DI COMPRESSIONE: un blocco roccioso sale rispetto ad un altro. Questa faglia è conseguente a movimenti di compressione. -FAGLIA TRASCORRENTE: quando i due blocchi scorrono l’uno accanto all’altro, con movimento parallelo. 3 TIPI DI TERREMOTI → in base alla profondità dell’ipocentro -SUPERFICIALI: ipocentro fino a 70 km -INTERMEDI: ipocentro tra 70 e 300 km -PROFONDI: ipocentro a più di 300 km TSUNAMI: ai viene a formare se l’epicentro del terremoto si trova sul fondale marino. In mare aperto le onde hanno una velocità di propagazione molto elevata (700 km/h), ma sono avvertite come delle ondulazioni della superficie dell’acqua. Quando arrivano vicino alle coste, per l’attrito con il fondo marino che diventa progressivamente meno fondo, si innalzano fino a 30 metri. Gli tsunami sono dotati di un’immane enerfia concentrata in uno strato d’acqua molto sottile. STUDIO DEI TERREMOTI I terremoti sono registrati da strumenti chiamati SISMOGRAFI, che registrano un SISMOGRAMMA. Il sismografo è costituito essenzialmente da una base saldamente ancorata al terreno e da una massa che si muove liberamente, cui è collegato uno strumento scrivente che lascia traccia di tali movimenti su un rotolo di carta che trasla. Quando avviene un terremoto, la

profondo → - intenso

base del sismografo si muove saldamente con esso ma la massa no. La base del pendolo può così registrare su carta i movimenti legati al terremoto. In una stazione sismografica vi sono tre sismografi disposti sui tre assi. 2 MODI PER MISURARE FORZA E PERICOLOSITÀ DI UN TERREMOTO:  Secondo gli effetti che provoca sulle aree colpite (studio macroscopico), cioè secondo la sua intensità → ovvero si fornisce una valutazione qualitativa degli effetti che il terremoto causa a manufatti, costruzioni, paesaggi, ecc… La scala più usata è la scala M.C.S. (Mercalli, Cancani, Sieberg), essa comprende 12 gradi di intensità.  Secondo l’energia che libera (studio sismografico), cioè la sua magnitudo → ovvero l’energia effettivamente liberata dalle scosse sismiche, classificata secondo la scala RICHTER la quale si basa sull’ampiezza delle oscillazioni dei terremoti riportate dai sismogrammi. M=log10 A/Ao Esistono tre diversi tipi di onde sismiche: P, S ed L ➢ ONDE P (primarie o di compressione): sono le prime onde che giungono e vengono registrate dalle stazioni sismiche, poiché viaggiano più veloci (tra i 5 E i 14 km/s). Le vibrazioni causate dal loro passaggio determinano una variazione del volume del mezzo, dovuta all’alternarsi di fasi di compressione e decompressione nella direzione in cui si propaga l’onda. Possono attraversare tutti i materiali. ➢ ONDE S (secondarie o di taglio): arrivano dopo le onde P, poiché viaggiamo a 3/7 km/s. Non modificano il volume del materiale attraversato, ma lo deformano in direzione perpendicolare rispetto a quella dell’onda. Non possono propagarsi attraverso un mezzo liquido o gassoso. La diversa velocità delle onde P e S permette di localizzare l’epicentro di un qualsiasi terremoto. Quanto maggiore è l’intervallo di tempo che intercorre tra l’arrivo dell’onda P e l’arrivo dell’onda S, tanto maggiore è la distanza dell’epicentro dalla stazione sismografica che l’ha registrato. ➢ ONDE L (o superficiali) interessano gli strati rocciosi più vicini alla superficie e hanno una velocità inferiore a 3km/s. Ne esistono due tipi: -ONDE LO RAYLEIGH → originano uno scuotimento o sussulto in superficie. Il moto di una particella interessata da questo tipo di onde è ellittico. -ONDE DI LOVE → fanno vibrare il terreno sul piano orizzontale e in direzione ortogonale rispetto alla direzione di propagazione dell’onda.

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