16 i modelli geodinamici

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16 i modelli geodinamici

  1. 1. La deriva dei continentiE’ così definita una ipotesi formulata dal meteorologo tedescoAlfred Wegener esposta nel 1912.
  2. 2. La deriva dei continentiSecondo la sua ipotesi, nel Triassico le terre emerse furonoraggruppate in un unico, enorme continente che lo stessoWegener denominò Pangea.
  3. 3. La deriva dei continentiLe acque contemporaneamente costituivano un solosterminato oceano denominato Panthalassa.
  4. 4. La deriva dei continentiA da partire da circa 200 milioni di anni fa la Pangea avrebbecominciato a frantumarsi…
  5. 5. La deriva dei continentiUna frattura, sul prolungamento dell’Oceano Tetide avrebbesuddiviso la Pangea nei due supercontinenti Laurasia eGondwana…
  6. 6. La deriva dei continentiSuccessivamente si verificò la scissione del Sudamerica edell’Africa, con l’apertura dell’Atlantico meridionale…
  7. 7. La deriva dei continentiLo spostamento verso nord dell’Africa e la relativa collisionecon la placca europea diede origine al corrugamento alpino…
  8. 8. La deriva dei continentiNel Cenozoico l’Australia si separò dall’Antartide e ilNordamerica dall’Eurasia
  9. 9. La deriva dei continentiLa collisione dell’India con l’Asia generò la catena himalayana
  10. 10. La deriva dei continenti Una visione d’insieme…
  11. 11. I continenti si sarebbero mossi, secondo Wegener, come enormizattere di SIAL galleggianti sul SIMA
  12. 12. Struttura interna secondo la “vecchia” terminologia• crosta terrestre : strato più esterno, comprende le masse continentali e i fondali oceanici. Spessore variabile dai 5/10 km ai 70 km. Consistenza solida ( SIAL: silicati di alluminio ).• mantello : strato intermedio, sotto la crosta terrestre. Spessore circa 2900 km. Consistenza intermedia tra stato solido e stato liquido (plastica ). E formato da SIMA( silicati di magnesio e ferro ).• nucleo : strato più interno della Terra, costituito da NIFE ( nichel e ferro ). E suddiviso in nucleo esterno (stato liquido) e nucleo interno ( stato solido) con temperatura di 4000/5000 gradi.
  13. 13. …Le forze chiamate in causa da Wegener per spiegare il movimento dei continenti sono:1) La forza di marea (determina un rallentamento delle partisuperficiali della Terra rispetto a quelle più profonde);2) La repulsione dai poli (la risultante fra spinta di Archimede egravità, che non coincidono, è diretta verso l’equatore).
  14. 14. Le prove di Wegener1) Prove geofisiche: sono basate sul concetto di isostasia; se icontinenti possono spostarsi verticalmente possono farlo ancheorizzontalmente;
  15. 15. Le prove di Wegener2) Prove geologiche: sono basate sul confronto di roccecorrispondenti che si trovano sulle coste atlantiche di Europa,Africa e Americhe.
  16. 16. Le prove di Wegener3) Prove paleontologiche: basate sulla somiglianza di piante eanimali in zone oggi separate dall’oceano
  17. 17. Le prove di WegenerPrima di Wegener queste analogie venivano spiegate conl’esistenza dei ponti continentali, successivamente sprofondatinell’Oceano..
  18. 18. Le prove di Wegener4) Prove paleoclimatiche: sono le prove più importanti. Sonobasate sullo studio della distribuzione dei climi in passato graziealle analisi delle tilliti, depositi che indicano la posizione diantiche coltri glaciali.
  19. 19. Le prove di WegenerWegener afferma che le tillitidell’emisfero australe siformarono durante unaglaciazione permocarboniferae che successivamente sonostate trasportate dai continentiin aree climatiche differenti.
  20. 20. Le critiche alla teoria di WegenerAnche se i continenti erano zattere di sial galleggianti sul sima,quale forza era in grado di superare lenorme attrito e dispingerli lungo la superficie terrestre?Il geofisico britannico Harol Jeffreys calcolò che i meccanismi diWegener erano troppo deboli per superare lattrito tra icontinenti e la crosta sottostante.
  21. 21. Il paleomagnetismo…si tratta di un magnetismo fossile registrato nelle rocce…la magnetizzazione di rocce coeve indicava una posizionedel polo nord magnetico diversa da quella attuale
  22. 22. Il paleomagnetismo…due spiegazioni erano possibili a questa situazione:1) Si erano spostati i poli2) Si erano spostati i continenti
  23. 23. Le migrazioni apparenti del Polo Nord dal Cambriano ad oggi....le indagini provarono che i poli non potevano essersispostati……quindi si erano spostati i continenti!
  24. 24. La scoperta delle dorsali oceanicheRappresenta un passofondamentale nello studiodella dinamica deicontinenti..Avvenne negli anni ’50del XX° secolo grazieall’usodell’ecoscandaglio
  25. 25. La scoperta delle dorsali oceanicheSono rilievi del fondo oceanico aventi una direzione allungataparallela, nellinsieme o a tratti, ai bordi delle massecontinentali.
  26. 26. La scoperta delle dorsali oceanicheLe dorsali formano un sistema di rilievi sommersiinterconnesso, presente in tutti gli oceani, molto spessonella parte mediana degli stessi, per uno sviluppocomplessivo di 80.000 km.
  27. 27. La scoperta delle dorsali oceanicheImportanti furono anche le osservazioni relativeall’andamento del flusso di calore;Abbiamo già visto, infatti, come esso sia massimo incorrispondenza delle dorsali stesse;
  28. 28. Le anomalie magneticheSono delle piccole deviazioni dai valori medi del campogeomagneticoLe anomalie positive presentavano valori superiori alla mediaLe anomalie negative presentavano valori inferiori alla media
  29. 29. Le anomalie magneticheIl “pattern zebrato” Le anomalie positive sono regolarmente alternate a quelle negative
  30. 30. Il parallelismo delle anomalie magneticheSi noti la simmetria rispetto allasse della dorsale.
  31. 31. Le anomalie magneticheIl “pattern zebrato” Inoltre il parallelismo delle anomalie a volte è interrotto da dislocazioni.
  32. 32. Le scoperte di Harry Hess…la teoria dell’espansione dei fondali oceanici.
  33. 33. Studiando le anomalie gravimetriche suppose che la crosta oceanicavenisse riassorbita nel mantello dal ramo discendente di una cellaconvettiva, in corrispondenza di una fossa oceanica.
  34. 34. I rami ascendenti delle celle convettive del mantello sosterrebberoinvece le dorsali oceaniche, dalle quali si forma nuova crostatrasportata passivamente verso le fosse..
  35. 35. Studiando i depositi fossili Hess arrivò inoltre a concludere che… Gli oceani sono strutture giovani circa 200 milioni di anniLa crosta oceanica sarebbe costituita da:3) Strato di sedimenti4) Strato basaltico, proveniente dalle dorsali5) Serpentinite, una roccia derivante dal mantello
  36. 36. Le prove dell’espansione1) Le faglie trasformiNelle faglie trasformi gli ipocentridei terremoti sono localizzati solonella parte centrale;
  37. 37. Le prove dell’espansione1) Le faglie trasformiQuesto perché iblocchi crostali simuovono indirezione oppostaaccumulandoenergia elastica.
  38. 38. Le prove dell’espansione 2) Le anomalie magnetiche (Vine e Matthews, 1963)Le anomalie magnetichesi ripetonoordinatamente ai due latidella dorsale..Il parallelismo dellebande magnetiche sigiustifica col fatto che,una volta fuoriuscito, ilmagma basaltico“congeli” lamagnetizzazione delmomento…
  39. 39. Le prove dell’espansione 2) Le anomalie magnetiche (Vine e Matthews, 1963)Successivamente ilmagma magnetizzato siespandesimmetricamente ai latidella dorsale..I basalti con ugualemagnetizzazionerisultano quindicoevi
  40. 40. Le prove dell’espansione 3) l’età dei sedimenti oceaniciL’analisimicropaleontologica deisedimenti ha dimostratoche l’età dei fondalioceanici aumenta via viache ci si allontana dalladorsale;Inoltre anche lo spessoredei fondali aumentaallontanandosi da essa.
  41. 41. Le prove dell’espansione 4) Il piano di BenioffIn corrispondenza degliarchi insulari del Pacifico,gli ipocentri diventanosempre più profondiprocedendo verso ilcontinente, e sono situati suun piano inclinato.
  42. 42. Le prove dell’espansione 4) Il piano di BenioffEvidentemente la placcapacifica si insinua sottoquella continentale per poiessere rifusa nel mantello.
  43. 43. Le prove dell’espansione Il piano di Benioff
  44. 44. La teoria della tettonica a placche (1967)La litosfera terrestre è suddivisa in circa 20 placche rigide,diverse per forma e dimensione.Le placche sono costituite da litosfera (crosta + porzionesuperficiale del mantello)Alcune placche sono costituite solo da crosta continentale,altre solo da crosta oceanica, altre ancora da crosta dientrambi i tipi)
  45. 45. La teoria della tettonica a placche (1967) Le principali placche litosferiche
  46. 46. I margini fra le placche1) Margini divergenti o costruttivi: sono localizzati incorrispondenza delle dorsali;2) Margini convergenti o distruttivi: sono localizzati dove la crostasprofonda lungo un piano di subduzione (piano di Benjoff)3) Margini trascorrenti o conservativi: sono localizzati dove leplacche scivolano una accanto all’altra senza costruzione nédistruzione di crosta
  47. 47. Zone di divergenzaIn queste zone si verifica la formazione di nuova crostaoceanica..Nelle zone in cui avviene questo fenomeno si verifica unadistensione della litosfera e la resistenza crostale diminuiscesempre di più fino a portare alla lacerazione della crosta,
  48. 48. Zone di divergenzaI magmi basaltici profondi risalgono lungo le grandifratturazioni che vengono a crearsi e danno origine ad unaintensa attività vulcanica.
  49. 49. Zone di divergenzaQuando il fondo della fossa raggiunge il livello del mare, leacque la invadono e si genera un oceano in espansione.La lunga linea di vulcani che è caratteristica di questastruttura viene chiamata DORSALE.
  50. 50. Zone di divergenzaLe rift valley (tra le quali la più imponente e spettacolareè in Africa Orientale) hanno questa origine.
  51. 51. Zone di divergenza La dorsale più famosa e studiata è la dorsale medioatlantica, che attraversa in senso latitudinale tutto l’oceano Atlantico; I vulcani che la formano in alcuni punti giungono a superare il livello del mare formando isole famose come Sant’Elena, le Isole di Capo Verde, le Azzorre, l’Islanda.
  52. 52. Zone di divergenza Caratteristici fenomeni eruttivi che si verificano in corrispondenza delle dorsali sono quelli che portano alla formazione di “lave a pillows”
  53. 53. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaIn queste zone si verifica una subduzione crostaleaccompagnata da vulcanismo,metamorfismo e sedimentazione
  54. 54. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaUna placca viene subdotta, si riscalda e rifonde nel mantello: ilmagma che si origina risale e fonde parzialmente la crosta
  55. 55. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaDistinguiamo quindi una fossa oceanica, un piano di Benjoff, unbacino sedimentario, un arco magmatico e un’area retroarco.
  56. 56. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaL’arco vulcanico è una fascia circa parallela alla fossa..
  57. 57. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaL’arco vulcanico intraoceanico si forma quando lacollisione avviene fra due porzioni di crosta oceanica.
  58. 58. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaArchi vulcanici di questo tipo sono situati nella cintura difuoco del Pacifico
  59. 59. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaLe isole vulcaniche sono separate dal continente asiaticoda bacini retroarco, come il Mar del Giappone.
  60. 60. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaQuando la collisione avviene fra una placca oceanica e unacontinentale, si forma un arco magmatico di marginecontinentale
  61. 61. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaLa placca oceanica, più densa, viene subdotta sotto quellacontinentale…
  62. 62. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaSi originano magmi che alimentano una cordigliera, mentrel’area retroarco è colmata da sedimenti.
  63. 63. Zone di convergenza: i sistemi arco-fossaL’esempio più tipico èfornito dallaCordigliera delleAnde:la placca di Nazcaviene subdotta sottola placcaSudamericana
  64. 64. Zone di convergenza: collisione tra continentiSi verificaquando avvienelo scontro fradue placchecontinentali..Questo caso simanifesta quando ilfondale oceanicoche le separava èstatocompletamentesubdotto..
  65. 65. Zone di convergenza: collisione tra continentiSiccome una placcacontinentale nonpuò esseresubdotta, si verificaun accavallamentodei due blocchi..
  66. 66. Zone di convergenza: collisione tra continentiIl risultato è la formazione di una catena montuosa apieghe
  67. 67. Margini trascorrentiLungo questi margini si ha un semplice scorrimentolaterale dei blocchi rocciosi
  68. 68. Margini trascorrentiIl moto di scorrimento può essere dovuto a diversavelocità di movimento delle zolle oppure a movimentoopposto lungo il piano di contatto tra i due blocchi,piano che prende il nome di faglia.
  69. 69. Margini trascorrentiUna tra le più famosefaglie è quella diS. Andreas, inCalifornia, responsabiledei grandi terremoti cheperiodicamente devastanol’area di San Francisco ele zone vicine, originatidallo “sfregamento” tra laplacca del Pacifico e laplacca nordamericana.
  70. 70. Pennacchi e punti caldiI pennacchi sono dei flussi di magma ascendenti chetrasportano calore dal mantello..
  71. 71. Pennacchi e punti caldiI punti caldi sono vulcani attivi, anche molto lontani daimargini di placca
  72. 72. Pennacchi e punti caldi Un punto caldo si troverebbe in corrispondenza del vulcano attivo Kilauea, nelle Hawaii.. Questo arcipelago è molto lontano dai margini di placca, inoltre le isole più antiche sono a ovest
  73. 73. Pennacchi e punti caldi Dal Kilauea a Midway osserviamo un cordone di isole.. Da Midway l’arcipelago continua con le isole sommerse (guyot) della Catena dell’Imperatore
  74. 74. Pennacchi e punti caldiInterpretazione: inizialmente la placca pacifica sispostava verso nord, oggi si muove verso nord-ovest.
  75. 75. Pennacchi e punti caldiIn corrispondenza del punto caldo, la litosfera genera unvulcano subaereo …
  76. 76. Pennacchi e punti caldi..tale vulcano viene trascinato dalla placca, si allontanadal punto caldo, diventa sottomarino e infine, grazieall’erosione, un guyot!

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