[Appunti di geografia astronomica] Teorie sulla
dinamica della crosta terrestre
La litosfera è soggetta a trasformazioni causate dalle forze endogene che modellano le
strutture primarie da cui dipende la morfologia della crosta.
Le prime teorie sulla dinamica della crosta prevedevano la possibilità di movimenti
verticali dei blocchi rocciosi, causati dall’isostasia (la crosta era vista come un insieme di
prismi, che galleggiano sul mantello e raggiungono una condizione di equilibrio
gravitazionale, equilibrio irraggiungibile).
Tali teorie vennero superate nella nuova concezione dalla teoria della deriva dei
continenti secondo la quale milioni di anni fa esisteva un unico supercontinente, la
Pangea (il mare all’epoca viene detto Pathalassa), che si sarebbe in seguito smembrato.
I continenti sarebbero quindi andati alla deriva spostandosi fino a raggiungere le odierne
posizioni. A sostegno della teoria furono portate prove geomorfologiche (alcune sponde
potrebbero letteralmente incastrarsi con altre), paleontologiche (rocce e fossili simili) e
paleo-climatiche (si è dedotto che in alcuni continenti che oggi hanno clima tropicale
c’erano condizioni di clima freddo). Poiché non si riuscì ad individuare le cause della
deriva dei continenti (si pensò a moti convettivi, rotazione…) la teoria fu abbandonata.
Morfologia dei fondali
Dorsali oceaniche: rilievi. Le creste delle dorsali presentano un avvallamento centrale
denominato rift valley con struttura a gradini ripida delimitate da faglie lungo le quali
fuoriescono continuamente lave basaltiche. La dorsale non è una struttura unica ma
formata da una successione di segmenti separati da fratture trasversali dette faglie
trasformi.
Pianure abissali: regioni pianeggianti molto estese con seamounts (rilievi di origine
vulcanica) alcuni dei quali con superficie tronca (guyot).
Fosse oceaniche: profonde depressioni lunghe e strette in genere localizzate lungo i
continenti. Ad una certa distanza dalle fosse si osserva sempre un’intensa attività
vulcanica che genera edifici a cono detti arco vulcanico (più edifici a cono ricadono sotto
il nome di catena di vulcani). L’insieme di fossa e arco vulcanico si chiama sistema arcofossa.
Dall’analisi morfologica dei fondali nacque la teoria dell’espansione dei fondali
oceanici. Secondo tale teoria i fondali oceanici non sono strutture stabili e definite:
attraverso le dorsali oceaniche (lunghe fratture che percorrono gli oceani) materiali caldi
risalgono dal mantello, fondono e si espandono solidificando danno origine a una nuova
crosta oceanica; in corrispondenza delle fosse oceaniche la crosta più antiche si immerge
verso l’interno della Terra tornando a far parte del mantello (subduzione). L’intero
processo è guidato dai movimenti convettivi del mantello. Secondo questa teoria i
continenti, trascinati passivamente dai moti convettivi, sono strutture permanenti che
possono essere modificate solo in corrispondenza dei loro magmi. La prova più
importante della subduzione e dell’espansione degli oceani è rappresentata dallo studio
delle anomalie magnetiche sui fondali e nelle rocce dei continenti. Le anomalie sui
fondali sono difatti disposte come bande con andamento simmetrico rispetto alle
dorsali: ciò dimostra che il pavimento basaltico ai lati delle dorsali non si è formato tutto
contemporaneamente ma in epoche diverse.
La teoria dell’espansione dei fondali è oggi inglobata nella teoria della tettonica delle
zolle secondo la quale:
La Terra è costituita da un involucro rigido, la litosfera, suddiviso in una 20 di zolle (o
placche) di notevoli dimensioni e di spessore variabile (minore sotto gli oceani, maggiore
in corrispondenza dei continenti),
Le zolle litosferiche galleggiano e si muovono passivamente sull’astenosfera
I moti convettivi del mantello sono probabilmente il principale motore delle zolle, ma
forse intervengono altri meccanicismi come i pennacchi generati nel mantello da
anomalie termiche profonde (i quali originano i cosiddetti hot spot, punti caldi, ovvero
fenomeni vulcanici isolati; la posizione dei pennacchi non varia nel tempo lasciando così
una traccia vulcanica).
I movimenti di deriva generano instabilità lungo i margini delle zolle , dove si localizzano
l’attività vulcanica e sismica (ad es. nelle dorsali, nei sistema arco-fossa e nelle faglie,
origine dei sismi).
In base ai diversi tipi di movimento e ai fenomeni che li caratterizzano si distinguono tre
tipi di margini:
Divergenti o costruttivi (nelle dorsali oceaniche e nei rift): quando due zolle si
allontanano nuovo materiale caldo proveniente dal mantello fonde e da origine a una
nuova crosta oceanica; i rift continentali vengono considerati come margini divergenti in
uno stadio embrionale; col passare del tempo i rift maturano e la subduzione inizia a
prevalere sull’espansione.
Convergenti o distruttivi (nelle fosse oceaniche): due zolle in movimento l’una verso
l’altra.
Scontro di una zolla continentale e una oceanica: l’oceanica si ripiega perché più densa
(subduzione) creando una fossa oceanica (lungo il piano di subduzione) ed archi vulcanici
causati dal magma derivato dalla fusione parziale a grandi profondità delle due
(distinguiamo margini attivi o passivi).
Scontro di due zolle oceaniche: avviene la subduzione con annessa creazione di archi
vulcanici insulari (vulcanesimo sottomarino). Le varie isole vengono poi saldate tra loro e
danno origine a una crosta di tipo misto.
Scontro di due zolle continentali: non vi è subduzione, i sedimenti che si erano
accumulati gli uni sugli altri si accavallano sino a costruire una catena montuosa.
Conservativi (nelle faglie trasformi, che tagliano trasversalmente le dorsali): due zolle
scivolano l’una accanto l’altra senza che si verifichino distruzioni o costruzioni di
litosfera. L’attività delle faglie trasformi presenta una particolarità: i blocchi rocciosi si
muovono in senso opposto solo nei tratti compresi tra un troncone e l’altro della
dorsale, mentre quelli normali si muovono per tutta la lunghezza della frattura. Ciò
dimostra che l’espansione dei fondali come l’espansione delle dorsali avviene per
tronconi e non come fenomeno unitario.
Grazie alla teoria della tettonica a zolle è stato possibile mettere in luce un modello sulla
distribuzione globale dei terremoti:
Terremoti con ipocentri superficiali si registrano lungo le dorsali oceaniche.
Terremoti con ipocentri profondi lungo le zone di subduzione (piano di Benioff) sono
dovuti alla resistenza della placca nello scendere.
E’ stato anche possibile mettere in luce un modello dell’attività vulcanica:
Associata a margini distensivi (margini divergenti): attività effusiva.
Associata a margini di subduzione (margini convergenti): attività prevalentemente
esplosiva con grande varietà di magmi
di interplacca, associata ai punti caldi con magma primario.
Associata a zone di compressione (margini continentali): magma anatessi con grandi
plutoni dovuti alla forte pressione.
