La tettonica globale

1. La tettonica globale Dalla Deriva dei Continentialla Tettonica delle Zolle

2. Una introduzione • Oggi sappiamo che la Terra ha una struttura concentrica. • Lo strato più esterno sul quale viviamo è rigido e freddo e si chiama crosta. • Sotto di essa vi è il mantello più caldo e molle, che lentamente si comporta come un liquido. • Al centro c’è il nucleo metallico, liquido all’esterno, ma solido al centro.

3. Alfred Wegener • All’inizio del novecento quasi tutti gli scienziati erano convinti che la crosta terrestre fosse soggetta solo a movimenti verticali e che questi fossero la causa dei mari e delle montagne... • ...ma tra il 1910 e il 1912 uno scienziato, Alfred Wegener, che studiava il clima del passato analizzando le rocce sedimentarie, scoprì che rocce attualmente molto lontane si dovevano essere depositate nello stesso ambiente e nello stesso momento... • ...quindi nel passato non potevano essere dove ora si trovano.

4. Alfred Wegener • Queste evidenze erano confermate dalle piante fossili,... • ...dagli animali fossili ritrovati nelle rocce... • ...e dal tipo di rocce che, essendo uguali, si dovevano essere depositate nello stesso ambiente. (glossopteris)

5. Alfred Wegener • Formulò quindi una teoria rivoluzionaria per quell’epoca (il 1912), la teoria della Deriva dei Continenti. • Questa teoria spiegava molte delle osservazioni di Wegener... • ...ma aveva un punto debole: come facevano i continenti a muoversi? • In pratica non si conosceva il motore di questi movimenti e quindi la comunità scientifica non l’accettò.

6. Ma la conoscenza va avanti • Passano circa 50 anni e negli anni ’60 cominciano le esplorazioni oceanografiche. • Oltre alle strutture superficiali dei fondali oceanici vengono analizzate anche le strutture delle rocce che li formano.

7. Ma la conoscenza va avanti • Due sono gli elementi sorprendenti: • il primo è l’età delle rocce oceaniche, sono tanto più giovani quanto più sono distanti dai continenti in quanto dalle dorsali (lunghi vulcani sottomarini) esce continuamente nuova crosta.

8. Ma la conoscenza va avanti • Il secondo elemento è la scoperta di faglie molto particolari chiamate trasformi. • Le faglie sono fratture della crosta terrestre che durante lo scorrimento producono sismi lungo tutta la frattura. • Le faglie trasformi sono prive di sismi in gran parte della loro lunghezza, i sismi sono concentrati solo in un certo tratto.

9. Il modello teorico • Da questi e da altre prove geologiche si deduce che i fondali oceanici si creano cominciando come una vallata tettonica (rift valley)... • si espandono nel tempo... • e simultaneamente si allontanano i continenti che li circondano.

10. Il modello teorico • Ma se si crea nuova crosta dalle dorsali oceaniche allora o la Terra si gonfia come un palloncino... • ...o ci deve essere un luogo in cui la crosta viene consumata. • In alcune zone della Terra, ai margini dei continenti, ci sono zone molto sismiche. • In queste zone i terremoti provengono da profondità crescenti.

11. Il modello teorico • Questo fenomeno è stato interpretato come l’effetto dello scorrimento verso il basso di una parte di crosta terrestre. • Questo movimento di sotto-scorrimento viene chiamato subduzione. • Il piano di sottoscorrimento è chiamato Piano di Benioff dal nome del suo teorizzatore.

12. La Tettonica delle Zolle • Una teoria scientifica nasce dalla necessità di spiegare i fenomeni che vengono osservati. • Fino a questo momento sono state fornite alcune spiegazioni dei fenomeni, ma ancora manca ciò che è mancato anche ad Alfred Wegener: la causa, il motore dei movimenti. • La risposta a questo quesito è giunta dallo studio dei flussi di calore provenienti dall’interno della Terra... • ...che quando sono molto intensi si manifestano con l’attività vulcanica.

13. La Tettonica delle Zolle • Dalle dorsali oceaniche fuoriesce un magma basaltico, caldo (1000-1200°C) e fluido, tipicamente proveniente dal mantello. • I fenomeni vulcanici dei margini continentali attivi, cioè dove ci sono i Piani di Benioff, sono prodotti da un magma sialico, più freddo (~900°C) e denso, proveniente dalla fusione della crosta a causa dell’attrito.

14. La Tettonica delle Zolle • Quando un fluido viene scaldato si muove verso l’alto in quanto diventa più leggero, poi quando si raffredda ritorna verso il basso. Questo genera quello che viene chiamato “moto convettivo”. • All’interno del mantello ci sono dei moti convettivi alimentati dal calore proveniente dal nucleo; questi moti sono il motore dei movimenti crostali in quanto funzionano come dei nastri trasportatori.

15. La Tettonica delle Zolle • La teoria della Tettonica a Zolle riesce a spiegare tutti i principali fenomeni tettonici su scala globale dovuti ai movimenti crostali • Dagli archi insulari vulcanici e la loro sismicità • Alle catene vulcaniche sottomarine, le dorsali oceaniche • Dalle fosse oceaniche dovute al piegamento della crosta in subduzione • Alle catene costiere con relativi vulcani e terremoti

16. La Tettonica delle Zolle • Vediamo i vari casi nel dettaglio. • Il caso dell’arco insulare (ad esempio il Giappone o le Filippine) con relativa fossa oceanica. • Il caso della cordigliera delle Ande in America Meridionale con relativa fossa oceanica (fossa del Cile e del Perù). • Il caso dello scontro tra zolle continentali (l’India contro l’Asia) che ha generato la più elevata catena montuosa, l’Himalaya.

17. La Tettonica delle Zolle • La carta dei fondali oceanici porta i segni di questi movimenti

18. La Tettonica delle Zolle • La crosta terrestre è quindi divisa in frammenti chiamate zolle che come zattere alla deriva si muovono una rispetto all’altra. • Alcune divergono mentre altre si scontrano, altre infine scorrono semplicemente una a fianco all’altra.

19. La Tettonica delle Zolle • Qui a fianco è visibile quale è stata l’evoluzione dei continenti e degli oceani negli ultimi 225 milioni di anni

20. La Tettonica delle Zolle • Ma è anche facile prevedere che in futuro l’Oceano Pacifico continuerà a stringersi mentre l’Oceano Atlantico continuerà ad allargarsi • E che nel frattempo si aprirà un altro mare dove ora c’è il Mar Rosso e la punta orientale dell’Africa (Rift Valley).

21. La Tettonica delle Zolle • Ma l’Africa si muove più velocemente e tra 50 milioni di anni si scontrerà con l’Asia e con l’Europa... Poveri noi!