Prof.ssa S. Di Giulio

La nascita della Terra

si può collocare

intorno ai 4,5 miliardi

di anni fa, quando

piccoli corpi solidi

orbitanti intorno al

Sole (planetesimi)

cominciarono ad

aggregarsi attratti

dalla forza di gravità

Dopo aver raggiunto una massa sufficiente, la Terra cominciò ad attrarre

nella sua orbita vari frammenti (meteoriti)

Il «bombardamento

meteorico» (da 4,5 a 3,8

miliardi di anni fa)

insieme all’azione i

sostanze radioattive e

alla contrazione della

massa dovuta

all’attrazione

gravitazionale,

provocarono un forte

surriscaldamento del

pianeta

Il riscaldamento provocò la fusione dei

materiali solidi che si stratificarono in

base al loro peso specifico: i più

pesanti al centro e i più leggeri in

superficie

Si formò dunque una struttura simile a

quella attuale con un nucleo metallico,

un mantello ricco di silicio ed una

crosta superficiale formata da

materiali più leggeri

Con il passare del tempo la

crosta cominciò a raffreddarsi e a

fratturarsi in diversi punti,

formando i vulcani dai quali

fuoriusciva il materiale

incandescente proveniente dagli

strati più profondi, formando

così nuove rocce, e portando in

superficie diversi gas come

acqua, anidride carbonica ed

azoto.

Questi gas diedero luogo all’ATMOSFERA

PRIMITIVA della Terra , ancora priva di

ossigeno

Il lento raffreddamento della Terra portò alla condensazione dell’acqua presente sotto forma di vapore e alla comparsa delle prime precipitazioni.

Nacquero così i primi oceani primitivi

Secondo altre ipotesi l’acqua sarebbe arrivata sulla Terra dallo spazio, durante il periodo di bombardamento meteorico

La conoscenza della struttura interna della Terra è stato possibile grazie

all’integrazione di dati provenienti da diversi ambiti di studio:

Trivellazioni: con esse si riesce ad arrivare a circa 15 Km di profondità;

Eruzioni vulcaniche, che riportano in superficie materiali provenienti

dagli strati più profondi

• Propagazione delle onde sismiche:

esse si propagano in modo diverso a

seconda del materiale che attraversano

(solido, fluido), variando in

direzione

velocità

intensità

Esiste un GRADIENTE GEOTERMICO che consiste in un aumento progressivo

della temperatura interna della Terra: esso è pressoché costante per il

primi 40 Km (30°C/Km) per poi continuare ad aumentare ma in modo

discontinuo.

Uno dei modelli (MODELLO COMPOSIZIONALE) della struttura della Terra prevede che

essa sia costituita da «gusci concentrici» o strati:

CROSTA TERRESTRE: sottile strato superficiale costituito da rocce solide non

troppo dense. Essa varia in composizione, densità e spessore a seconda che si

tratti di crosta continentale (più leggera e spessa in media 40Km) e crosta

oceanica (più pesante e spessa agli 8 ai 10 Km)

• MANTELLO: è formato da rocce più dense,

in uno stato fisico intermedio tra il solido

e il liquido. Arriva fino alla profondità di

2900mKm

• NUCLEO: è formato da materiali molto

densi (soprattutto ferro e nichel). È

suddiviso in nucleo esterno (allo stato

fuso) e nucleo interno (allo stato

solido)Qui la temperatura può arrivare

fino ai 6000°C e la profondità supera i

6300 Km

Il MODELLO REOLOGICO (basato sullo stato fisico) prevede la seguente suddivisione:

LITOSFERA: raggiunge i 700 Km di profondità ed è costituito dalla crosta terrestre e da un

sottile strato del mantello, piuttosto rigido e denso, che vi aderisce perfettamente

ASTENOSFERA: lo strato sottostante del mantello formato da rocce in uno stato più liquido

MESOSFERA: lo stato più interno del mantello che raggiunge i 2900 Km di profondità e

dove le rocce tornano gradualmente ad uno stato solido

Agli inizi dell’Ottocento l’idea che la Terra avesse assunto sin da subito la forma attuale

cominciò ad essere messa in discussione. Nel 1912 il fisico tedesco Alfred Wegener formulò

la TEORIA DELLA DERIVA DEI CONTINENTI:

• Un tempo le terre emerse formavano

un unico continente, la PANGEA,

circondato da un unico mare,

PANTHALASSA

• La Pangea si sarebbe successivamente

in due super continenti, LAURASIA e

GONDWANA, separate da un mare, la

tetide

• I due super continenti hanno

continuato a smembrarsi in più parti,

formando i continenti attuali, che

sono andati alla deriva, allontanandosi

tra loro

Prove presentate da Wegener a sostegno della sua teoria:

PROVE MORFOLOGICHE

La straordinaria somiglianza di alcune

coste dei continenti (ad esempio

quella del sud America e dell’Africa) fu

una delle prime osservazioni che

spinse Wegener a formulare la sua

teoria

Prove presentate da Wegener a sostegno della sua teoria:

PROVE PALEONTOLOGICHE

Ritrovamenti fossili di specie (sia

animali che vegetali) identiche in

continenti oggi molto lontani tra loro,

come ad esempio il Mesosaurus, il

Lytrosaurus, il Cynognathus e la

Glossopterix.

Questi organismi non avrebbero

potuto diffondersi in zone così

distanti le une dalle altre e con climi

tanto diversi

Prove presentate da Wegener a sostegno della sua teoria:

PROVE GEOLOGICHE

Le rocce che si trovano lungo i margini dei continenti che idealmente si incastrano

sono identiche anche nella sovrapposizione degli strati geologici. L’africa

meridionale, ad esempio, ha un paesaggio simile a quello dell’America

meridionale, con rocce di uguale natura

Prove presentate da Wegener a sostegno della sua teoria:

PROVE PALEOCLIMATICHE

Alla fine del Paleozoico coltri di

ghiaccio coprivano vaste aree

dell’emisfero meridionale. Lo studio

dei depositi fossili glaciali fossili,

mostra la presenza di strati

contemporanei di tillite glaciale in

America meridionale, in India e

Australia, tutte zone attualmente

situate in zone tropicali. Queste zone

dovevano quindi trovarsi tutte

spostate più a sud e unite, in modo

da spiegare lo sviluppo delle calotte

glaciali nell’emisfero meridionale.

La teoria di Wegener fu accolta con scetticismo

soprattutto perché egli non riusciva a spiegare come

e perché i «pezzi» di Pangea si fossero staccati e

allontanati.

Oggi la teoria è universalmente accettata in quanto la

scienza ne ha dato la più completa spiegazione

attraverso la TEORIA DELLA TETTONICA A ZOLLE

A partire dagli anni 50 del secolo scorso, il perfezionamento di sofisticate

apparecchiature e l’intensificarsi degli studi sui fondali oceanici, ha messo in

evidenza come questi non siano affatto patti come pianure ma estremamente

accidentati, presentando alte cime e grandi depressioni. In particolare è possibile

individuare due tipi di strutture: le DORSALI OCEANICHE e le FOSSE OCEANICHE

Le DORSALI OCEANICHE sono lunghe catene montuose sottomarine che presentano

un’intensa attività vulcanica. Solo di tanto in tanto emergono in superficie

formando isole come l’Islanda o le Azzorre

Dorsale medio-atlantica nel sud dell’Islanda

Le FOSSE OCEANICHE sono avvallamenti del fondo lunghi e stretti, spesso presenti in

prossimità di arcipelaghi vulcanici detti archi insulari. Possono essere lunghe

migliaia di chilometri e profonde fino a 11000m

Fossa delle Marianne – Oceano Pacifico

profonda 10994 m Fossa di Porto Rico– Oceano Atlantico - profonda 8300 m

La teoria della tettonica a zolle afferma che:

la litosfera risulta suddivisa in un certo numero di placche (o zolle)

ogni placca rappresenta una zona relativamente tranquilla di litosfera, mentre i

suoi margini sono zone attive, interessate da fenomeni vulcanici e sismici

le placche della litosfera si muovono lentamente sulla sottostante astenosfera,

più fluida

La litosfera terrestre è formata da 6 grandi placche e numerose placche più

piccole

1. NORD E SUD AMERICANA

2. EUROASIATICA

3. AFRICANA

4. INDIANA

5. PACIFICA

6. ANTARTICA

Ma a cosa è dovuto il movimento delle placche?

Alle CORRENTI CONVETTIVE DEL MANTELLO

I materiali del mantello profondo si riscaldano, diventano più leggeri e salgono

(correnti ascendenti), prendendo il posto dei materiali più freddi e densi, che, al

contrario, scendono (correnti discendenti). Una volta giunti in profondità anche

questi materiali si riscaldano e risalgono, completando il ciclo

In corrispondenza delle correnti ascendenti si formano le dorsali, dalle cui

spaccature fuoriesce il magma che risale e in cui si forma continuamente nuova

crosta terrestre

In corrispondenza delle correnti discendenti si formano le fosse, originate da una

placca che, trascinata verso il basso, si incunea sotto l’altra (subduzione)

In superficie, in

corrispondenza della zona

di subduzione si formano

generalmente degli archi

vulcanici e si verificano

terremoti lungo il piano di

Benioff (allineamento degli

ipocentri dei sismi)

In corrispondenza dei movimenti orizzontali del mantello si verifica lo

scorrimento della placca e una intensa attività sismica

Le placche sono in continuo movimento l’una rispetto all’altra

I loro margini possono:

scivolare uno di fianco all’altro

allontanarsi avvicinarsi

MARGINI DIVERGENTI (margini costruttivi)

MARGINI CONVERGENTI (margini distruttivi e margini orogenetici)

MARGINI A SCORRIMENTO LATERALE (margini conservativi)

MARGINI DIVERGENTI

L’allontanamento reciproco di due placche provoca una spaccatura nella crosta e la

fuoriuscita di magma sottostante, e conseguente formazione di nuova crosta.

Se l’allontanamento è di breve durata si forma una FOSSA TETTONICA (valle di Rift), una

grande frattura caratterizzata da ripide pareti a gradinata

Questa situazione è osservabile nel grande sistema di fratture dell’Africa Orientale, detto

Great Rift Valley, (Ethiopia'sGreat Rift Valley) che si estende dal Mar Rosso ai grandi laghi

dell’Africa Meridionale

MARGINI DIVERGENTI

Se l’allontanamento si prolunga per tempi più lunghi, lo spazio fra le due zolle può portare

alla formazione di un mare o di un oceano. Questo sta accadendo tra la zolla sudamericana

e quella africana, che si allontanano ad una velocità di 2 cm l’anno

MARGINI CONVERGENTI

L’avvicinamento delle zolle può essere di tre tipi a seconda se le zolle coinvolte siano

oceaniche o continentali:

1. ZOLLA OCEANICA– ZOLLA OCEANICA

2. ZOLLA OCEANICA – ZOLLA CONTINENTALE

3. ZOLLA CONTINENTALE – ZOLLA CONTINENTALE

MARGINI CONVERGENTI

ZOLLA OCEANICA– ZOLLA OCEANICA

Quando due zolle oceaniche si scontrano accade che una delle due si piega e si incunea

sotto l’altra, trascinata dalle correnti del mantello. Questo fenomeno è chiamato SUBDUZIONE

e fa sì che parte del magma ritorni nel mantello e parte possa riemergere dando origine a

dei vulcani, che con il tempo possono riemergere dando luogo ad un ARCO INSULARE. Ne

sono un esempio le Isole delle Marianne nell’oceano Pacifico occidentale e le Piccole Antille

dell’oceano Atlantico occidentale

MARGINI CONVERGENTI

ZOLLA OCEANICA– ZOLLA CONTINENTALE

Quando lo scontro avviene tra una zolla continentale ed una oceanica, quest’ultima

sprofonda sotto quella continentale, in quanto è costituita da materiali più densi. Per

subduzione si ha la formazione di fosse oceaniche e di cordigliere vulcaniche, con il verificarsi

di fenomeni vulcanici e sismici.

MARGINI CONVERGENTI

ZOLLA OCEANICA– ZOLLA CONTINENTALE

Un esempio di cordigliera vulcanica è rappresentato

dalle Ande. Quando la zolla continentale ha una

piattaforma continentale abbastanza ampia e la placca

oceanica sprofonda sotto di essa con un angolo

abbastanza grande, si forma un arcipelago, chiamato

arco insulare. Ne è un esempio il Giappone, formatosi

dallo scontro della placca Eurasiatica con la placca del

Pacifico

MARGINI CONVERGENTI

ZOLLA CONTINENTALE– ZOLLA CONTINENTALE

Quando le due placche che si scontrano sono di densità simile (continentale – continentale)

nessuna sprofonda sotto l’altra ma, al contrario, i margini delle due placche subiscono delle

compressioni, dei piegamenti e degli accavallamenti, così da formare delle catene montuose.

Questo fenomeno, detto orogenesi, è quello che ha portato, ad esempio, alla formazione della

catena dell’Himalaia e delle Alpi

Dolomiti orientali Valle Brembana

MARGINI A SCORRIMENTO LATERALE

Quando le due placche scorrono l’una accanto all’altra, lungo una linea di contatto detta FAGLIA,

non si costruisce né distrugge crosta terrestre, ma lo scorrimento avviene a scatti e questo può

provocare terremoti.

Una delle faglie più grandi è quella di San Andreas in California, dove la zolla pacifica slitta a

fianco della zolla americana alla velocità di 5 cm all’anno.

A seconda del tipo di movimento reciproco tra le zolle, le faglie sono classificate in:

FAGLIE ORIZZONTALI

(trascorrenti e trasformi) FAGLIE DIRETTE FAGLIE INVERSE

MARGINI A SCORRIMENTO LATERALE

Le FAGLIE TRASCORRENTI si verificano in ambito continentale e si definiscono destre o sinistre a

seconda se, stando posizionati su un affioramento, il corrispondente affioramento oltre il piano

di fascia è spostato a destra o a sinistra

FAGLIE ORIZZONTALI

Faglia trascorrente destra – Nevada (USA)

MARGINI A SCORRIMENTO LATERALE

FAGLIE ORIZZONTALI

Faglia di San Andreas – California (USA)

Le FAGLIE TRASFORMI sono particolari tipi di faglie

trascorrenti, che si verificano trasversalmente

rispetto ad una dorsale. Le faglie trasformi

rappresentano la conseguenza dell’espansione

dei fondali oceanici, avvenuta in modo separato

per ciascun troncone di dorsale

MARGINI A SCORRIMENTO LATERALE

Le FAGLIE DIRETTE, dette anche faglie di distensione, si verificano quando forze tettoniche di

distensione spingono i due labbri delle masse rocciose in direzioni opposte

FAGLIE DIRETTE

Faglia diretta– El Salvador Faglia diretta– Utah (USA)

Faglia diretta– Monte Vulture (PT- Italia)

MARGINI A SCORRIMENTO LATERALE

Le FAGLIE INVERSE, dette anche faglie di compressione, si verificano quando forze tettoniche di

compressione spingono i due labbri delle masse rocciose nella stessa direzione, una contro

l’altra

FAGLIE INVERSE

Faglia inversa– Montana (USA) Faglia inversa– Aubeans (Francia)

Faglia inversa– Appennino Umbro-marchigiano