Geologia (16-12

GEOLOGIA
GEOLOGIA
Definizione
La scienza che studia la storia della crosta terrestre
dai tempi della sua formazione fino ad oggi.
FORMAZIONE GEOLOGICA
Corpo roccioso
caratterizzato da una litologia uniforme.
distinto dagli altri corpi rocciosi con cui è a contatto
DIVISIONE
STATIGRAFIA
descrive e studia
gli strati di rocce sedimentarie
che affiorano in un determinato territorio
la successione cronologica degli strati


TETTONICA
descrive e studia
i movimenti subiti dalla crosta terrestre
il modo in cui i materiali della crosta
possono deformarsi
PRINCIPIO DELL’ATTUALISMO
Le forze geologiche che hanno agito in passato
sono della stessa natura
di quelle che agiscono nel presente
Dallo studio dei fenomeni che agiscono oggi
è possibile interpretare e valutare
quelli avvenuti nelle ere geologiche passate
FACIES
dal latino facies = aspetto, volto
Definizione
Insieme di
caratteri litologici
colore, composizione mineralogica
caratteri paleontologici
fossili
che presenta una roccia in un determinato luogo
NB
La facies
dipende dall’ambiente
in cui una roccia si è formata
permette di ricostruire l’ambiente
in cui la formazione rocciosa si è originata
TIPI DI FACIES

FACIES
CONTINENTALI
FACIES
DI TRANSIZIONE
FACIES
MARINE
TIPI di FACIES
FACIES
CONTINENTALI
Ambienti rocciosi che si formano su terre emerse
a diretto contatto con l’aria
Facies MORENICHE
Ammassi di detriti abbandonati dai ghiacciai
Tali ammassi si riconoscono bene per l’aspetto caotico
ciottoli di diversa dimensione
incisi da sottili strie
immersi in una matrice di limo argilloso
Facies FLUVIALI
(alluvionali)
Materiali grossolani o minuti
depositati da un fiume nel suo greto (Po e pianura padana)
Facies DESERTICHE
Materiali sabbiosi
accumulati dal vento su vaste aree a clima arido
FACIES
DI TRANSIZIONE
Ambienti che si formano al limite
tra terre emerse e dominio marino
Facies PALUSTRI o DI LAGHI COSTIERI
Ambienti con acqua salmastra
dove prosperano alghe e piante acquatiche

Facies LAGUNARI
Ambienti tipici di bracci di mare
rimasti isolati
e collegati col mare da alcuni canali naturali
Facies di ESTUARIO e di DELTA
Ambiente dove un fiume sfocia in mare
FACIES
MARINE
Ambienti che si formano in mare
Facies LITORALI
Ambienti della fascia costiera con acque basse
Facies NERITICHE
Ambienti con fondi sabbiosi o rocciosi
( = conchiglia)
Facies PELAGICHE
( = mare aperto)
Ambienti ricchi di organismi
bentonici
nectonici
legati al fondo
nuotatori
Ambiente ricco di organismi planctonici
(vivono in balia delle acque): foraminiferi, radiolari, diatomee
Questi organismi hanno microscopici gusci calcarei o silicei.
Questi gusci dopo la morte dell’organismo,
cadono lentamente sui fondali nelle pianure abissali.
Si originano così accumuli caratteristici
che sedimentano strato su strato per centinaia e migliaia di metri
dando origine a corpi litoidi tabulari
STRATIGRAFIA
Definizione
La branca della geologia
che studia le rocce stratificate
per stabilire l’età relativa (in base all’ordine di sovrapposizione degli strati)
La stratigrafia
stabilisce se uno strato è più recente o più antico
di quelli con i quali è a contatto
UNITA’
FONDAMENTALE
STRATO



Un certo volume di materiale roccioso

con caratteristiche litologiche omogenee
delimitato, nei confronti degli altri strati,
da superfici parallele di discontinuità, dette: piani di stratificazione




ELEMENTI DI UNO STRATO
POTENZA (spessore)
distanza tra due superfici limite
GIACITURA
definita da:
disposizione nello spazio
DIREZIONE
risultante dalla intersezione di uno strato con il piano orizzontale
INCLINAZIONE
angolo che la superficie dello strato forma col piano orizzontale
IMMERSIONE
il punto cardinale verso cui il piano è inclinato
CONDIZIONI DI FORMAZIONE
ambiente di sedimentazione tranquillo
velocità di sedimentazione costante
periodi di sedimentazione lunghi


CAUSE DI FORMAZIONE DI STRATI DIVERSI
cambiamenti di condizioni ambientali
variazioni climatiche
diverso apporto di materiale
variazione di velocità di sedimentazione
variazione di velocità di evaporazione
PRINCIPI STRATIGRAFICI
PRINCIPIO DI ORIZZONTALITA’ ORIGINARIA
(1° principio di Stenone)
I sedimenti si depositano in strati orizzontali.
Una volta divenuti rocce
dovrebbero continuare ad apparire come strati orizzontali
Se gli strati appaiono inclinati, incurvati o verticali,
essi hanno assunto tale giacitura
in conseguenza di movimenti della crosta terrestre
avvenuti dopo la loro formazione.
PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE STRATIGRAFICA
(2° principio di Stesone)
In una successione di rocce sedimentarie
ogni strato è più antico dello strato sovrastante
e più recente di quello sottostante.
PRINCIPIO
DI INSERZIONE
Intrusioni di magma che tagliano altre rocce
sono più giovani delle rocce che vengono tagliate
PRINCIPIO DEI FOSSILI
Gli strati più antichi contengono fossili diversi
da quelli contenuti negli strati sovrastanti
PRINCIPIO DEI FOSSILI GUIDA
Sedimenti che contengono gli stessi fossili guida
possono essere considerati cronologicamente coevi
(anche se si trovano in luoghi diversi)
CRITERI DI STRATIGRAFIA
CONCORDANZA
STRATIGRAFICA
Si ha concordanza stratigrafica
quando le superfici di separazione dei vari strati
si succedono gli uni parallelamente agli altri
segno che sono rimasti costanti
il processo di sedimentazione
la condizione di sedimentazione

DISCORDANZA
STRATIGRAFICA
Si ha discordanza stratigrafica
quando le superfici di separazione dei vari strati
non si succedono gli uni parallelamente agli altri

LACUNA
STRATIGRAFICA
E’ una interruzione del sedimento
in un determinato luogo
mentre contemporaneamente in altre regioni
la sedimentazione è avvenuta regolarmente

TRASGRESSIONE MARINA
Invasione del mare
su terre precedentemente emerse
REGRESSIONE MARINA
Ritiro del mare
da una certa area sommersa
per sollevamento della regione
o per abbassamento del livello del mare
NB
NB
l’insieme di più trasgressioni e regressioni
è detto: ciclo sedimentario
i fenomeni di trasgressione e regressione marina
sono documentate e rilevabili
dalle successioni di vari tipi di depositi
acqua
argilla
arenaria
conglomerati
calcare
** sezioni di strati colonne stratigrafiche
FOSSILI 1
Definizione
Evidenze (tracce) di organismi vissuti in ere geologiche passate
Paleontologia
la scienza che studia i fossili
ESEMPLARI
organismi
prodotti di organismi
impronte meccaniche


CONDIZIONI
tane, gallerie
DI FOSSILIZZAZIONE
Circostanze favorevoli
L’organismo
è sottratto tempestivamente all’azione dell’O2
è inglobato in
sedimenti finissimi
argilla
ghiacciai
ambra







sabbia, catrame



TIPI DI FOSSILIZZAZIONE
INCLUSIONE
in
sedimenti finissimi
ghiacciai
ambra
argilla sabbia, catrame
ad elevata velocità di sedimentazione
mammut
insetti
IMPRONTA calco esterno
felce sulla roccia
MODELLO
sostituzione delle parti dell’organismo con CaCO3
calco interno
MINERALIZZAZIONE
alberi, scheletri interni, gusci esterni
sostituzione nelle strutture interne con silice (SiO 2)
CARBONIZZAZIONE
v. formazione dei carboni
FOSSILI
2
PROCESSI DI FOSSILIZZAZIONE
CONSERVAZIONE DIRETTA
di parti degli organismi
SOSITUZIONE DELLA SOSTANZA ORIGINARIA
con
sali di CaCO3
silice (SiO2)
altre sostanze sciolte in H2O
LIMITI
HINCOMPLETEZZA
I fossili sono testimonianze preziose del passato.
Ma bisogna tener conto che
sono testimonianze discontinue e incomplete
Gli organismi non sono mai conservati
nella loro interezza.
Solo una piccola parte dell’organismo rimane fossilizzata
HASSENZA DI TRACCIA
Molte specie di organismi si sono estinte
senza lasciare traccia della loro esistenza
La probabilità maggiore di fossilizzazione
si ha in ambienti di acqua bassa (fiumi, paludi)
La maggior parte di forme esistite
sono vissute e vivono
in ambiente di collina o di montagna
HEROSIONE e METAMORFOSI
L’erosione e la metamorfosi di alcuni sedimenti
non lasciano traccia del tempo di sedimentazione

FOSSILI
3
IMPORTANZA

FOSSILI ed EVOLUZIONE
lo studio dei fossili
evidenzia lo sviluppo evolutivo dei viventi
vegetali
alghe muschi tracheofite
fanerogame
gimnosperme
angiosperme
animali
invertebrati
vertebrati
FOSSILI e PALEONTOLOGIA
lo studio dei fossili
da la possibilità di risalire
all’ambiente in cui il fossile viveva.
ambiente litorale
alghe
lamellibranchi
echinodermi
gasteropodi
ambiente pelagico
foraminiferi radiolari diatomee
ambiente terrestre
anfibi rettili uccelli mammiferi
FOSSILI e CLIMATOLOGIA
i fossili vegetali
danno un’idea della evoluzione del clima
durante la storia della Terra
Hfelci del carbonifero
Hrocce coralline sulle Dolomiti
FOSSILI e SISTEMATICA BIOLOGICA
lo studio comparato degli scheletri fossili
permette di costruire l’albero filogenetico
di grandi gruppi di vertebrati

FOSSILI e STRATIGRAFIA
lo studio dei fossili
permette di individuare i tempi
e datare le serie stratigrafiche delle rocce sedimentarie
trilobiti ammoniti
Fossili guida
fossili di organismi che vissero su un’area estesa
e che dopo un periodo relativamente breve,
si estinsero rapidamente per l’evoluzione naturale.
Questi fossili
permettono con la loro presenza,
limitata a piccoli spessori di roccia e diffusa ad ampie regioni
di correlare collegare a distanza (addirittura in continenti diversi)
strati formatisi nello stesso intervallo di tempo
CRONOLOGIA RELATIVA DELLE ROCCE
GEOCRONOLOGIA
stabilisce se un avvenimento è accaduto prima o dopo di un altro
si limita a riconoscere
se una data roccia è più recente o più antica di altre rocce
TECNICA
scala cronologica relativa
PRINCIPI STRATIGRAFICI
PRINCIPIO DI ORIZZONTALITA’ ORIGINARIA
I sedimenti si depositano in strati orizzontali.
(1° principio di Stenone)
Una volta divenuti rocce
dovrebbero continuare ad apparire come strati orizzontali
Se gli strati appaiono inclinati, incurvati o verticali,
essi hanno assunto tale giacitura
in conseguenza di movimenti della crosta terrestre
avvenuti dopo la loro formazione.





PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE STRATIGRAFICA (2° principio di Stesone)
In una successione di rocce sedimentarie
ogni strato è più antico dello strato sovrastante
e più recente di quello sottostante.
PRINCIPIO
DI INSERZIONE
Intrusioni di magma che tagliano altre rocce
sono più giovani delle rocce che vengono tagliate
PRINCIPIO DEI FOSSILI
Gli strati più antichi contengono fossili diversi
da quelli contenuti negli strati sovrastanti
PRINCIPIO DEI FOSSILI GUIDA
Sedimenti che contengono gli stessi fossili guida
possono essere considerati cronologicamente coevi
(anche se si trovano in luoghi diversi)

LIMITI
Hnon si trovano fossili nelle rocce eruttive
Hnon tutte le rocce sedimentarie sono fossilifere
Ha velocità di sedimentazione non è uguale per tutti gli ambienti
Hparecchie rocce hanno subito un processo di
erosione
metamorfismo
(l’erosione e il metamorfismo
non lasciano traccia del tempo di sedimentazione)
CRONOLOGIA ASSOLUTA DELLE ROCCE
GEOCRONOMETRIA
Determinare il numero di anni
che sono trascorsi dalla formazione di una roccia
TECNICA
per mezzo della radioattività di isotopi instabili
La datazione radiometrica
si basa sul processo fisico di decadimento degli isotopi radioattivi di certi elementi
che entrano a far parte del reticolo cristallino di molti minerali
all’atto della loro formazione
ISOTOPI
Definizione
atomi chimicamente uguali
ma aventi numero di massa diverso
La differenza di massa tra gli isotopi è dovuta al diverso numero di neutroni
TIPI
Hisotopi stabili
Hisotopi instabili (radioattivi)
Hsotopi artificiali
RADIOATTIVITA’
TIPI DI RADIAZIONI
immutati nel tempo
emettono particelle radioattive e radiazioni
ottenuti in laboratorio
processo per cui i nuclei di elementi radioattivi
emettono radiazioni
e si trasformano in altro elementi più stabili
in un tempo determinato (decadimento radioattivo)
Raggi 
Raggi 
Raggi 
Raggi X
nuclei di He (2p + 2n)
poco penetranti
elettroni
più penetranti dei raggi 
radiazioni di tipo ondulatorio
molto penetranti
radiazioni di tipo ondulatorio a frequenza elevata
più penetranti dei raggi 
proprietà:
Hvengono emessi in tutte le direzioni
Hi propagano in linea retta
Hhanno la velocità della luce
Himpressionano la lastra fotografica anche attraverso corpi opachi
TEMPO DI DIMEZZAMENTO
è il tempo necessario
affinché una quantità di sostanza radioattiva si riduca della metà
NB
Tempo di dimezzamento
238
92U
235
92U
14
6C
218
84Po
NB




207
82Pb
4,5 miliardi di anni
206
82Pb
700 milioni di anni
14
7N
5730 anni
214
82Pb
3 minuti
il tempo di dimezzamento di una sostanza radioattiva
è costante nel tempo
Le sostanze radioattive sono orologi per datare
sostanze organiche
reperti fossili
reperti archeologici
rocce
TETTONICA
Definizione
La branca della geologia
che descrive e studia
i movimenti della crosta terrestre
le deformazioni che si possono manifestare nel tempo
in una successione di rocce
1° PRINCIPIO
2° PRINCIPIO
3° PRINCIPIO

Le masse rocciose che affiorano sulla superficie terrestre
generalmente non sono mai nella posizione e nel luogo dove sono originate
Le rocce sedimentarie
avevano all’origine una giacitura orizzontale
Le masse rocciose
vengono dislocate (spostate) o corrugate (compresse) o fratturate
da forze litostatiche (pressione dovuta al carico delle rocce circostanti)
DEFORMAZIONI DELLE ROCCE
Le rocce
non sono un sistema rigido e indeformabile
ma sono coinvolte da
deformazioni
rotture
spostamenti
CAUSE
spinte verticali o orizzontali
provocate da moti che si verificano sotto la crosta terrestre

dovute a pressioni



unidirezionali
pluridirezionali
temperatura
in
in
superficie
profondità
EFFETTI e COMPORTAMENTI
fragilità e plasticità





elasticità
una roccia dura
 una roccia tenera
è più fragile di una roccia tenera
è più plastica di una roccia dura
una roccia si rompe
se la forza deformante supera il limite di elasticità
una roccia mantiene la sua elasticità
se la forza deformante non supera il limite di elasticità
pressione
una roccia è fragile se è sottoposta a una forza unidirezionale
una roccia si mantiene plastica se è sottoposta a forze pluridirezionali
temperatura

alte temperature in superficie rendono la roccia fragile
alte temperature in profondità rendono la roccia plastica

TIPI DI DEFORMAZIONE
deformazioni di tipo rigido
deformazioni di tipo plastico
fratture
pieghe
DEFORMAZIONI DI TIPO RIGIDO
diaclasi
faglie
DIACLASI
FAGLIA
ELEMENTI
frattura della massa rocciosa
frattura della massa rocciosa
e reciproco spostamento delle parti a contatto
piano di faglia
superficie di faglia
superficie lungo la quale avviene
il dislocamento degli strati
cataclasiti
brecce di frizione
frammenti di roccia
originatisi dalla frizione subita durante il movimento
labbri
le parti scorrenti di una faglia
tetto
la parte superiore del piano di faglia
letto
la parte inferiore del piano di faglia
rigetto
la lunghezza dello spostamento subito dagli strati
CLASSIFICAZIONE
FAGLIA DIRETTA
(faglia di distensione)
gli strati del tetto
sono dislocati a un livello inferiore rispetto al letto
FAGLIA INVERSA
(faglia di compressione)
gli strati del tetto
sono dislocati a un livello superiore rispetto al letto
FAGLIA TRASFORME
gli strati rocciosi subiscono spostamenti orizzontali
NB Raramente le faglie sono isolate.
Di solito le faglie sono associate in sistemi di faglie
Un sistema tipico di faglie è quello che genera i pilastri e le fosse tettoniche
DEFORMAZIONI DI TIPO PLASTICO
PIEGHE
Definizione
deformazione di tipo plastico di una massa rocciosa
DIMENSIONI
da pochi cm … a molti km
CAUSA
rocce tenere
pressioni pluridimensionali
tempi lunghi
temperatura in profondità
numerosi piani di stratificazione
(in particolare se tra uno strato e l’altro vi è un sottile velo di argilla)
ELEMENTI
Fpiano assiale
la superficie che divide la piega in due parti simmetriche
Fcerniera
zona di massima curvatura
Ffianchi
i versanti della piega
TIPI
ANTICLINALE
SINCLINALE
se i fianchi convergono verso l’alto
se i fianchi convergono verso il basso
CLASSIFICAZIONE
piega diritta
piega obliqua
inclinata
coricata
rovesciata
STRUTTURE FONDAMENTALI
DELLA CROSTA CONTINENTALE
CRATONI
SCUDI
nuclei antichi
dove affiorano le rocce più antiche della crosta terrestre
aree corrugate da orogenesi archeozoiche
TAVOLATI

OROGENI
non sono state più interessate da orogenesi
né ricoperte dal mare almeno nell’ultimo miliardo di anni
es. s
scudo canadese
scudo baltico
Ampie aree pianeggianti che circondano gli scudi
su cui affiorano rocce sedimentarie
Catene montuose recenti
FOSSE TETTONICHE
Definizione
Abbassamento di una striscia di crosta terrestre
ra due sistemi paralleli di faglie disposte a gradinate
Se due o più fosse tettoniche si fiancheggiano,
i settori che le separano
prendono il nome di PILASTRI




origine
tensione dell crosta terrestre
movimenti di distensione



manifestazione



faglie
pilastri tettonici
zona sprofondata
Esempi di fosse tettoniche
es. mar Morto
Great Rift Valley dell’Africa orientale
Lunga 6.000 km
larga 50 km
Rigetti tra orlo e fondo migliaia di metri
Si estende dall’Eritrea al Mozambico
attraverso la lunga depressione che ospita i grandi laghi africani.
Questa enorme lacerazione prosegue verso nord nel Mar Rosso
e si collega attraverso il golfo di Aqaba alle depressioni del Mar Morto
e del lago di Tiberiade.
Le depressioni del Mar Morto e del lago di Tiberiade, poste sotto il livello del mare,
si sono formate come sprofondamenti sul percorso di una profonda faglia
con movimento trascorrente estesa da Aqaba fino alla Siria.
Lungo questa faglia la penisola arabica si muove verso nord
rispetto al settore mediterraneo che si muove verso sud.
Valle del Reno
Compresa tra due pilastri
che corrispondono ai massicci montuosi dei Vosgi e della Foresta Nera
Campidano