Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli, Bologna , Sintesi di Geografia. Università degli Studi di Urbino Carlo Bo
GiusyMorgana86
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Capitolo 7 : la giacitura e le deformazioni delle rocce Capitolo 8: i fenomeni vulcanici
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“IL GLOBO TERRESTRE”

CAP. 7 LA GIACITURA E LE DEFORMAZIONI DELLE ROCCE Lungo qualunque incisione naturale è facile riconoscere: Rocce sedimentarie: ci appaiono in strati regolarmente disposti l’uno sull’altro, distese anche per km senza che cambi la loro natura. Rocce magmatiche intrusive: appaiono massicce e senza stratificazioni. Magmatiche perché si formano dal magma che si trova in profondità. Nel loro affioramento potremmo riconoscere uno di quegli ammassi a forma di cupola, chiamati BATOLITI, così grandi da formare un monte intero.

Le rocce sulla superficie terreste mostrano tra loro dei COMPLESSI RAPPORTI GEOMETRICI che, per numerose applicazioni, è necessario conoscere e indagare.

STRATIGRAFIA fornisce gli strumenti per risalire alle GIACITURE ORIGINARIE delle rocce e all’ORDINE con cui si sono formate

TETTONICA studia invece le DEFORMAZIONI che interessano le rocce dopo la loro formazione, in conseguenza dei MOVIMENTI DELLA CROSTA TERRESTRE

2. ELEMENTI DI STRATIGRAFIA Stratigrafia: Parte delle scienze geologiche che ha come obiettivo la ricostruzione della storia della terra attraverso la ricostruzione dell’ordine in cui si sono formate nel tempo le rocce.

OBIETTIVI: - Risalire alla natura dei singoli ambienti che hanno originato le rocce che formano la crosta; -Ricostruire l’ordine in cui si sono formate nel tempo tali rocce, quindi la cronologia.

CAMPI DI INTERESSE: Studia le formazioni geologiche: corpi rocciosi consistenti in un certo numero di strati rocciosi, proprio grazie alle sue caratteristiche risulta ben distinto da altri corpi rocciosi con cui è in contatto. La formazione di rocce sedimentarie può essere compatta, cioè senza suddivisioni al suo interno o stratificata, con suddivisioni al suo interno. A sua volta uno strato può avere spessore variabile (da pochi ad alcuni cm).

È l’unica più piccola di una serie rocciosa ed è delimitato da superfici di discontinuità parallele fra loro dette piani di stratificazione.

2.1 Le Facies Sedimentarie Il termine FACIES, indica proprio l’insieme delle caratteristiche di una roccia (aspetto). La facies dipende quindi, dalle caratteristiche dell’ambiente in un cui la roccia si è formata distinguendosi in 3 gruppi: 1. Facies Continentali 2. Facies di Transizione 3. Facies Marine

1. Le Facies Continentali sono rocce a diretto contatto con l’aria. Appartenenti a questa categoria troviamo: Facies fluviali, createsi da materiali deposti da un fiume sul “greto”, parte asciutta del letto di un fiume.

Esempio: il Po ha coperto (di ghiaia, sabbie e argille) la Pianura Padana.

Facies moreniche, create da ammassi di residui abbandonati dai ghiacciai dove, con la fusione del ghiaccio si accumulano ciottoli e polveri. Tali ammassi (le morene), si riconoscono per l’aspetto: ciottoli di ogni genere dimensione, a volte anche incisi. Facies desertiche, createsi da collinette sabbiose accumulate dal vento su aree a clima arido, soggette a continui spostamenti per opera del vento, motivo per cui possono assumere forme e dimensioni diverse.

2. Le Facies di Transizione sono tipiche della fascia di passaggio dalle terre emerse al mare. Rientrano in questa categoria:

Facies palustri. Si formano per la mescolanza dell’acqua marina con l’acqua dolce proventiente dai rilievi. Facies lagunari. Tipiche dei bracci di mare rimasti isolati per lo sviluppo di barre sabbiose e collegati con il mare aperto da alcuni canali naturali. Facies d’estuario e di delta. Si ritrovano dove un fiume sfocia in mare. Facies delle dune costiere. Formata da sabbia trasportata dal

vento e deposta lungo la spiaggia, perciò simile alla facies desertica.

3. Le Facies Marine possono essere schematicamente raggruppate in 3 grandi suddivisioni, così come si incontrano procedendo dalla costa verso il mare. Ne fanno parte:

Facies litorali. Tipiche della fascia costiera, con pochi decimetri o al massimo qualche metro d’acqua, poveri di vita vegetale e animale.

Facies neritiche. Vi si trovano fondi sabbiosi o fondi rocciosi, con scogli. Se non vi sono in prossimità sbocchi di grandi fiumi e se le condizioni

climatiche lo consentono, vi si sviluppano praterie di alghe. Risultano essere, quindi, ambienti ricchi di organismi.

Facies pelagiche. Caratterizzate dalla deposizione di argille e fanghi di vario tipo (calcarei, silicei, ecc.). I sedimenti delle facies marine, soprattutto quelle meno vicini alla costa, si accumulano strato su strato per centinaia di metri, nel corso di milioni di anni: prendono origine così estesi corpi litoidi, con spessori costanti su grandi distanze.

Il passaggio lungo la superficie terrestre, da un tipo di facies a un altro può avvenire bruscamente o in modo graduale e sfumato, si parla quindi di eteropia di facies.

2.2 I Principi della Stratigrafia Come si è formata una certa roccia? Dopo la sua formazione è rimasta intatta o ha subito qualche trasformazione o spostamento? Di due rocce affiancate, ma diverse, quale si è formata prima e quale dopo? O si sono formate contemporaneamente? Per poter rispondere a tali domande bisogna conoscere i Principi della Stratigrafia

1. Principio di orizzontalità originaria 2. Principio di sovrapposizione stratigrafica 3. Principio di intersezione

1. Secondo tale principio i sedimenti si depositano, di regola, in strati pressocchè orizzontali e, una volta divenuti rocce, dovrebbero continuare ad apparire come strati più o meno orizzontali. Tale principio fu messo in luce da Niccolò Stenone, anatomista e naturalista del Settecento che studiò a lungo la geologia della Toscana, il quale riteneva che “lo stato attuale di una certa cosa svela lo stato passato della medesima cosa”, ovvero a dire che dalla storia geologica di un’area si può risalire allo studio di come si presentano oggi le rocce che vi affiorano. Rimane intatta l’intuizione che è incessante il cambiamento delle cose naturali, perché in un tempo si riteneva che la Terra si fosse formata così com’è fin dalla sua origine. L’applicazione di tale principio è immediata: se gli strati che stiamo osservando ci appaiono inclinati o verticali o incurvati, si deve concludere che essi hanno assunto la giacitura attuale come conseguenza di movimenti della crosta avvenuti dopo la loro formazione.

2. Tale principio dice che in una successione di rocce sedimentarie lo strato più profondo è il più antico, infatti: se al di sopra di un certo spessore si trovano altri strati, diversi da quelli sottostanti per natura, essi si sono formati in un ambiente diverso. Al momento della loro deposizione questi nuovi strati hanno ricoperto quelli depostisi in precedenza.

3. Supponiamo che gli strati risultino attraversati da un filone magmatico, cioè da materiale risalito allo stato fuso lungo una spaccatura della crosta terrestre e poi solidificatosi fino a formare una roccia intrusiva. Il filone si è formato necessariamente dopo le rocce entro cui è penetrato. Tale principio dice che intrusioni di magma che tagliano altre rocce sono più giovani di queste.

2.3 Il mare va e viene: trasgressioni e lacune Il ritiro del mare da un’area sommersa avviene per sollevamento della regione dovuto a movimento della crosta, anche se talora può verificarsi per abbassamento del livello del mare. Tale fenomeno prende il nome di regressione. Il processo inverso, nel quale il mare avanza ricoprendo un’area emersa,si chiama trasgressione ed è anch’esso altrettanto variabile.

Possiamo parlare di discordanza angolare. Prendiamo in esempio Hutton, iniziatore della Geologia moderna. Egli riconobbe che gli strati inferiori si erano formati in mare, dato che contenevano dei fossili caratteristici. In accordo con il principio di orizzontabilità originaria, essi dovevano essersi formati come strati orizzontali. Per il principio di sovrapposizione, Hutton concluse che quegli strati erano i più antichi della serie stratigrafica. Successivamente, gli stessi strati erano stati sollevati e deformati fino ad emergere ed assumere la giacitura quasi verticale che mostrano ancora oggi. In seguito l’area era stata quasi del tutto spianata dagli agenti erosivi (fiumi), finchè sulla superficie irregolare dovuta all’erosione si erano accumulati strati di nuove rocce sedimentarie. Queste rocce appartenevano ad una facies continentale: un ambiente arido costellato di laghi e lagune. Nel caso descritto, la successione di eventi ha fatto sì che gli strati più antichi e quelli più recenti mostrino giaciture diverse.

Nella storia geologica di qualunque regione, essa mette in luce che nel passato quella regione è stata sollevata e deformata fino a diventare una zona emersa, in genere sotto forma di catena montuosa; è stata poi erosa fino ad essere quasi spianata: infine, dopo che qua e là si sono formati nuovi depositi continentali, sull’antica superficie spianata è tornato il mare e si sono accumulati nuovi sedimenti. Possiamo quindi dedurre stali concetti:

Discordanza angolare: gli stati più antichi si sono formati in mare ma in seguito si sono sollevati fino ad emergere e ad assumere la giacitura quasi verticale di adesso. Discordanza semplice: gli strati rimangono tutti paralleli Lacuna di sedimentazione: intervallo di tempo in cui si è avuta erosione e non si sono deposte nuove rocce

3. ELEMENTI DI TETTONICA Un ammasso roccioso sottoposto a sforzo può subire un trasporto ,cioè una traslazione in blocco su una certa distanza, o una deformazione interna con cambiamenti di forma, ecco di cui si occupa la tettonica.

3.1 Come si deformano le rocce Le strutture che derivano dalla deformazione sono legate al

modo in cui si comportano i corpi solidi sottoposti ad uno sforzo. La natura delle rocce influisce sul loro comportamento, troviamo: - rocce che appaiono rigide, cioè si comportano in modo elastico, ma fragile: oltre un certo valore dello sforzo, si rompono; - altre che si comportano tipicamente in modo plastico: anche con un piccolo sforzo, si deformano in modo permanente.

Elementi che favoriscono la deformazione plastica: 1. Pressione litostatica: dovuta al carico delle rocce che la circondano, e tale pressione aumenta con la

profondità. Una roccia posta in profondità entro la crosta richiede una sollecitazione maggiore per rompersi, mentre può, con maggiore facilità, deformarsi plasticamente.

2. Temperatura: all’aumentare della temperatura diminuisce l’intervallo di elasticità e risulta facilitato un comportamento plastico.

3. Presenza di fluidi abbassare il limite di elasticità e facilita, quindi, la comparsa di deformazioni plastiche.

4. Velocità di deformazione: materiali che si comportano in modo fragile (cioè si rompono) quando vengono sollecitati bruscamente, si comportano in modo plastico se la sollecitazione agisce per lunghi tempi.

Possiamo quindi concludere che, in generale, le rocce manifestano un comportamento elastico con temperature e pressioni di carico basse, quindi: - le rocce sottoposte a sforzi a modeste profondità nella crosta tendono a rompersi o a fratturarsi; - a profondità maggiori nella crosta, che comportano temperature e pressioni più elevate, le stesse rocce sottoposte a sforzi tendono a piegarsi.

3.2 Quando le rocce si rompono: le faglie Se lo sforzo applicato è abbastanza intenso, tra le due parti diversamente sollecitate si forma una lunga e profonda lacerazione ed esse scivolano per decine o centinaia di metri l’una rispetto all’altra; se, invece, le due parti risultano reciprocamente spostate, le frattura viene detta faglia. La superficie lungo cui si è verificato il taglio si chiama piano di faglia, poiché a volte appare perfettamente levigata. L’entità dello spostamento di una parte rispetto all’altra si chiama rigetto e può variare da qualche decina di centimetri fino a centinaia o migliaia di metri.

Le faglia vengono distinte in base a come è avvenuto il movimento reciproco delle due parti. La direzione del movimento si capisce dalle strie, cioè dalle sottili incisioni che si producono sul piano di faglia per il forte attrito fra i due blocchi in movimento. Si distinguono:

1. Faglie con piano di taglio inclinato: quest’ultima può essere diretta o inversa.

Faglia diretta quando il blocco di rocce che si trova sopra il piano di taglio risulta spostato verso il basso rispetto a quello contiguo. In tal caso di parla di tettonica distensiva;

Si parla di faglia inversa quando il blocco di rocce che si trova sopra il piano di taglio risulta spostato verso l’alto rispetto a quello contiguo. In tal caso si parla di tettonica compressiva.

2. Faglie con piano di taglio verticale: il movimento può avvenire lungo la verticale e questo si può dedurre dalla direzione delle strie. Si parla di faglia trascorrente quando i due settori sono scivolati uno accanto all’altro in direzioni opposte, lungo un piano di taglio verticale.

Le faglie sono raramente isolate e di regola sono associate in sistemi. Una tipica associazione di faglie dirette è quella che determina una fossa tettonica: in questo caso due sistemi paralleli di faglie disposte a gradinata provocano l’abbassamento della striscia di crosta.

Se due o più fosse tettoniche si fiancheggiano, i settori che le separano, rimasti relativamente sollevati, prendono il nome di pilastri.

3.3 Quando le rocce si flettono: le pieghe Molte rocce, come le argille o il gesso, sono caratterizzate da ampi intervalli di plasticità. Possono comportarsi in questo modo anche rocce più rigide (come i calcari) purché siano ben stratificate. I numerosi piani di stratificazione facilitano,infatti,il piegamento. Molte altre rocce acquistano invece un comportamento plastico se si trovano in profondità entro la crosta, sotto un notevole carico e a temperature elevate. In ogni caso, se le sollecitazioni rimangono entro l’intervallo di plasticità di una roccia, il risultato sarà una deformazione senza interruzione degli strati, che si manifesta sotto forma di diversi tipi di pieghe, le più frequenti sono le successioni di anticlinali, è una piega con la convessità rivolta verso l'alto; essa è il risultato degli sforzi compressivi a cui sono state sottoposte le rocce nel corso del tempo, che le ha deformate plasticamente rialzandole. Le anticlinali sono tipicamente affiancate dalle sinclinali, pieghe con convessità verso il basso. Ritroviamo altre tipologie, sempre importanti, di pieghe:

3.4 Quando le rocce si accavallano: sovrascorrimenti e falde

Nel caso di spinte che agiscano nella crosta con grande intensità o molto a lungo, può avvenire che una grande piega si rovesci completamente sopra una piega contigua (vicina). Possiamo, quindi parlare, di sovrascorrimento e di ricoprimento.

Accavallamento molto esteso di un settore sull’altro.

Sul fondo della valle si vedono i terreni su cui è scivolata la falda.

Il buco attraverso la falda si chiama FINESTRA TETTONICA.

♦ I terreni sovrascorsi, che possono perdere ogni collegamento con la zona in cui è iniziato il movimento, vengono chiamati ALLOCTONI.

♦ I terreni su cui è avvenuto il sovrascorrimento, se non si sono spostati dal luogo di origine, si definiscono AUTOCTONI.

DOVE SI TROVANO? Amplissime coltri sovrascorse una sull’altra si osserva nelle Alpi e negli Appennini, o anche in altre parti del mondo come Himalaya e Montagne Rocciose. Nelle Alpi si estendono dalla Liguria fin oltre il confine con l’Austria, mentre per quanto riguarda gli Appennini, si estendono dalla Liguria alla Sicilia.

Una delle più note cime delle Alpi, è il Monte Cervino, un lembo isolato di una grande falda: le rocce dell’elegante piramide, insieme al resto della falda, sono scivolate sopra altre rocce.

4. CICLO GEOLOGICO

Attraverso l’analisi delle rocce è possibile ricomporre la successione delle formazioni, dalla più antica alla più giovane, che quindi, rappresentano la storia geologica di quell’area. Tali successioni vengono chiamate SERIE STRATIGRAFICHE.

Tale rappresentazione viene rappresentata sottoforma di colonna stratigrafica. Tale principio di sovrapposizione ha portato all’analisi delle rocce, e, quindi, alla ricostruzione di diversi ambienti.

Da questa ricostruzione possiamo dedurre che la storia del pianeta si può scandire in “CAPITOLI”, o meglio in cicli: ogni ciclo geologico (Ciclo di Hutton) si sussegue in più fasi:

1. FORMAZIONE DI ROCCE, in genere sul fondo del mare; 2. DEFORMAZIONE TETTONICA di quelle stesse rocce per movimenti della crosta; 3. DEMOLIZIONE ED EROSIONE delle strutture prodotte dalla deformazione tettonica, fino allo

spianamento della superficie.

Dopo tempi lunghissimi il mare può ricoprire la superficie di erosione: inizia così una nuova fase di accumulo di rocce, alla quale seguirà un’altra fase di deformazioni, e così via…

Hutton, verso la fine del ‘700, presentò questa sua scoperta come una storia senza fine, nella quale non riusciva a riconoscere “tracce di un principio, né indizi di una fine”.

5. LE CARTE GEOLOGICHE

Negli studi geologici le carte sono:

- Un punto di arrivo perché offrono una descrizione di una parte della crosta terrestre; -Uno strumento, perché l’analisi e l’interpretazione di carte delineano l’evoluzione dell’intera crosta terrestre; -Uno strumento indispensabile in molte applicazioni pratiche della Geologia come, nelle indagini per costruire grandi opere o per progettare interventi sul territorio.

Simboli e colori consentono di riconoscere rapidamente natura ed età delle rocce.

Elementi delle carte geografiche: ♦ Legenda: utilizzata per leggere e ricavare informazioni da una carta geologica, riportata nella

cornice del riquadro,nella quale viene descritto in dettaglio il significato di ogni colore ed ogni simbolo usato.

Colonna Stratigrafica: schema grafico che rappresenta la serie stratigrafica, mettendo in evidenza tutte le formazioni rocciose che compaiono nell’area in esame.

Sezioni geologiche: “tagli” verticali che si immagina di effettuare nella crosta per rappresentare la profondità dei corpi rocciosi.

Storia della Cartografia italiana Il rilevamento della Carta Geologica d’Italia a scala 1:100 000 è iniziato nel XIX secolo, esattamente nel 1873, ma è terminato solo negli anni Sessanta del XX secolo. Vi sono state pubblicate 2 edizioni: la prima composta da 140 fogli dopo un decennio di intense ricerche, permettendo la nascita della seconda edizione composta da 278 fogli a scala 1:100 000 in gran parte tutt’ora disponibili, spesso accompagnati da Note Illustrative. L’esigenza di un continuo aggiornamento, ha permesso il Servizio Geologico Italiano, ad iniziare la pubblicazione della nuova Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50 000, costituita da 612 fogli.

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