I continenti si muovono

CORSO DI GEOPEDOLOGIA
A.S. 2012 – 2013
prof. Luca Falchini
I CONTINENTI SI
MUOVONO
LA TEORIA DELLA TETTONICA A PLACCHE

Teoria della deriva dei
continenti
Fra il 1910 e il 1929 il meteorologo Alfred
Wegener elaborò la teoria della deriva dei
continenti.
Questa teoria sostiene che i continenti
siano in continuo movimento e che
anticamente fossero uniti fra loro.
In seguito si sono allontanati come se
fossero delle “zattere” alla deriva,
scontrandosi e separandosi tra loro.
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CON QUALI ARGOMENTI
SOSTENEVA TALE TEORIA?
Argomentazione geografica: il profilo delle coste
atlantiche dell’Africa occidentale e dell’America
meridionale formano un incastro quasi perfetto.
Argomentazione paleontologica: in continenti
molto distanti fra loro furono trovati fossili delle
stesse specie animali e vegetali. Egli notò che
spostando i continenti e facendo combaciare i
profili delle loro coste, questi sembravano formare
un unico territorio.
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CON QUALI ARGOMENTI
SOSTENEVA TALE TEORIA?
Argomentazione geologica: indagini geologiche avevano
dimostrato che catene montuose molto antiche si
trovavano non solo in Europa ma anche in altri continenti
e, unendoli fra loro, facendone combaciare le linee di
costa, esse sembravano costituire un’unica catena
montuosa.
Argomentazione paleoclimatica: osservò che un tipo
di rocce, le tilliti, di origine glaciale e risalenti ad una
glaciazione di 300 milioni di anni fa, si trovavano in
tutti i continenti dell’emisfero meridionale. Anche in
questo caso, facendo combaciare le coste, tali depositi
risultavano vicini e concentrati in un’unica zona.
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PERCHE’ NON FU ACCETTATA?
Gli scienziati dell’epoca rifiutarono la teoria di Wegener
sostenendo che la somiglianza delle linee di costa non era
assoluta, che la posizione delle catene montuose era solo una
coincidenza e che gli organismi avrebbero potuto attraversare
gli oceani se si ipotizzava la presenza di “ponti continentali”,
oggi scomparsi a causa dell’erosione o sfruttando “zattere”
naturali come i tronchi d’albero.
La grossa debolezza della teoria era la mancanza di una
spiegazione logica su quali forze potevano essere in grado di
spostare interi continenti.
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Nel 1929 Arthur Holmes, sostenitore della teoria di Wegener,
ipotizzò la presenza nel mantello di correnti convettive.
Secondo la sua teoria le rocce fuse
dell’astenosfera avevano lo stesso
comportamento dell’acqua in una
pentola. Il liquido, a contatto con la
fonte di calore, scaldandosi, diviene
meno denso e sale verso l’alto poi,
raffreddandosi, scende verso il
basso.
Per Holmes i movimenti delle correnti
convettive dell’astenosfera erano in grado di
generare una forza sufficiente a spostare i
continenti.
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ESPLORAZIONE DEGLI OCEANI E NUOVE
PROVE
Intorno agli anni ’60 l’esplorazione dei fondi oceanici portò alla scoperta di
lunghe catene di vulcani sottomarini: le dorsali oceaniche. Queste possono
raggiungere anche i 3.000 m di altezza.
Una dorsale è una lunga catena montuosa
che è attraversata da una spaccatura
centrale, la rift valley. Ai lati di essa
abbiamo le pareti alte e ripide della catena
montuosa che degradano verso il fondo
dell’oceano.
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La teoria dell’espansione dei
fondi oceanici
Le correnti convettive
dell’astenosfera risalgono in alcuni
punti della crosta oceanica
generando le dorsali oceaniche.
Il magma si accumula lungo la
frattura centrale e solidifica,
producendo nuova crosta, questa
spinge la crosta più vecchia verso
l’esterno.
La nuova crosta si allontana dalla
dorsale determinando l’espansione
dell’oceano.
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Prove a sostegno della teoria
Anomalie magnetiche: durante la storia della Terra il campo magnetico ha subito
delle inversioni di polarità durante le quali la posizione dei poli magnetici veniva
scambiata.
Queste inversioni sono state “registrate” dalle rocce basaltiche dei fondi oceanici.
Le lave basaltiche, infatti, contengono minerali ricchi in Fe, in particolari
condizioni, si magnetizzano e si comportano come l’ago di una bussola, orientandosi
secondo il campo magnetico terrestre.
Rilevazioni delle rocce dei fondali oceanici hanno individuato un’alternanza di fasce
di rocce con magnetizzazione normale ed altre con magnetizzazione invertita, che
sono parallele e simmetriche alle dorsali.
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Prove a sostegno della teoria
Datazione dei sedimenti oceanici: sui fondi degli
oceani si sono stratificati dei depositi di sedimenti
nei quali si ritrovano resti di microrganismi marini.
Determinando l’età di questi sedimenti si è notato
che sedimenti della stessa età si dispongono in fasce
simmetriche rispetto alla dorsale.
Dall’analisi micropaleontologica dei sedimenti si è
osservato che questi non sono più antichi di 190 milioni
di anni e si trovavano abbondanti lontano dalle dorsali,
mentre i microrganismi erano del tutto assenti nelle
loro vicinanze.
Il fatto che le rocce dei continenti hanno quasi 4
miliardi di anni, mentre gli oceani hanno solo 190
milioni di anni, non vuol dire che prima non esistevano
gli oceani, ma che quelli antichi sono ormai
sprofondati nel mantello, lungo le fosse, o si trovano
impilati con altre rocce ai margini dei continenti.
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I fondali oceanici
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La teoria della tettonica a placche
La superficie terrestre è fratturata in blocchi di litosfera dette placche litosferiche.
Le placche sono in continuo movimento reciproco: scivolano sull’astenosfera
trascinando con sé anche i continenti.
I movimenti reciproci delle placche danno origine ai fenomeni sismici e vulcanici.
Le placche hanno diversa dimensione. Alcune sono formate sia da crosta
continentale che oceanica, altre da un solo tipo di crosta.
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I CRATONI
Le aree sismiche e quelle vulcaniche si concentrano lungo i margini delle
placche.
Le aree centrali dei continenti, più antiche e stabili, si chiamano cratoni.
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I margini delle placche
trascorrente
divergente convergente
Margini divergenti: si trovano in corrispondenza delle dorsali oceaniche dove si hanno le
zone di allontanamento fra le placche. Qui si forma la nuova crosta oceanica.
Margini convergenti: si trovano dove si scontrano le placche litosferiche. Una placca
scivola sotto l’altra, la vecchia crosta scende nel mantello e ne è inglobata. La collisione
delle placche causa terremoti ed eruzioni vulcaniche e, in alcuni casi, si ha la formazione
di catene montuose o di archi di isole vulcaniche.
Margini trascorrenti: si ha lo scorrimento laterale delle placche. Non si ha distruzione o
formazione di crosta terrestre. Le forti tensioni provocano violenti terremoti.
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Nascita di un oceano
1. Si ha la formazione di un punto caldo (hot
spot) in corrispondenza del quale risale il
magma proveniente dall’astenosfera.
2. La pressione del magma solleva la crosta
e la frattura. Si forma una valle
profonda (rift valley) continentale, con
fianchi alti e ripidi e con presenza di
vulcani
3. Il magma continua a risalire. Il fondo
della rift valley scende sotto il livello del
mare e la valle viene sommersa dalle
acque. Si forma un mare lungo e stretto.
4. Se il magma continua a risalire la rift
valley si trasforma in dorsale oceanica. Il
mare si allarga gradualmente e diventa
un oceano.
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Le placche si scontrano
In corrispondenza dei margini convergenti le placche
litosferiche si spostano una verso l’altra. Una delle due placche
scivola al di sotto del margine della placca adiacente
(subduzione) a causa della diversa densità dei materiali che
costituiscono le due placche.
Margine tipo Marianne: quando si scontrano due placche
oceaniche formate prevalentemente da basalti.
Margine tipo andino: quando si scontrano una placca oceanica
ed una placca continentale. La placca oceanica, più densa
perché costituita da rocce basaltiche, scivola al di sotto della
placca continentale formata da rocce granitiche che sono meno
dense.
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Margine tipo marianne
Lungo i margini delle placche le fosse sono molto profonde. La placca in
subduzione scivola verso il mantello lungo un piano inclinato (Piano di
Benioff). In profondità l’elevata temperatura fonde le rocce basaltiche. Il
magma risale verso la superficie dando luogo a fenomeni eruttivi e si
formano archi di isole vulcaniche.
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Margine tipo andino
Lungo i margini delle placche le fosse sono meno profonde. Anche in questo
caso la placca in subduzione scivola verso il mantello lungo il Piano di
Benioff. In profondità l’elevata temperatura fonde le rocce basaltiche. Il
magma risalendo verso la superficie dà luogo alla formazione di cordigliere
vulcaniche.
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orogenesi
Il termine orogenesi significa genesi delle montagne. Questo
fenomeno si ha attraverso piegamenti ed accavallamenti degli
strati di roccia.
L’orogenesi si ha in corrispondenza dei margini convergenti
delle placche litosferiche quando almeno uno dei margini è
costituito da crosta continentale.
1. Collisione fra placca oceanica e placca continentale;
2. Collisione fra due placche continentali.
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Collisione fra due placche
continentali
La collisione è preceduta dalla convergenza fra crosta continentale e crosta oceanica.
Sul bordo del continente si forma un arco magmatico. Nella fossa si accumulano
sedimenti. Quando i continenti si avvicinano si forma un bacino oceanico intermedio
che tende progressivamente a chiudersi. La crosta oceanica si rompe in cunei che si
accavallano verso la placca in subduzione.
Nella zona di collisione si ha un forte ispessimento della crosta con la formazione di
una catena montuosa.
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