L`EVOLUZIONE DELLA TERRA

L’EVOLUZIONE DELLA TERRA
LA TETTONICA DELLE PLACCHE LITOSFERICHE
Giovanni B. Piccardo
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LA STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA
La stratificazione composizionale
La stratificazione reologica
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L’interno della Terra
Crosta:
Crosta oceanica
Spessore medio: 10 km
Stratigrafia relativamente uniforme =
•
•
•
•
Sedimenti oceanici
Rocce effusive: Colate di basalti in cuscini
Complesso di dicchi basaltici
Rocce intrusive: gabbri massicci
Crosta continentale
Spessore: 20-90 km media ~35 km
Composizione altamente variabile
– Composizione media ~ granodiorite
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L’interno della Terra
Mantello:
Crosta
Profondita’ (km)
60
220
410
Zona di Transizione
660
Mantello super.
Mantello
Peridotiti (rocce ultrafemiche)
M. Superiore fino a 410 km (struttura olivina →
struttura spinello)
u Strato a Bassa Velocita’ 60-220 km
Mantello
Inferiore
Nucleo
Esterno
2898
liquido
Zona di Transizione : la velocita cresce rapidamente
u A circa 660 km (str. spinello →
Nucleo
str. tipo perovskite)
5145
Mantello inferiore : la velocita’ cresce piu’
gradatamente
Nucleo
interno
6370
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Crosta
Profondita’ (km)
60
220
410
660
L’interno della Terra
Mantello
Nucleo:
Leghe metalliche Fe-Ni
2898
Nucleo
Esterno
Il Nucleo Esterno e’ liquido
u
liquido
Non si propagano le onde S
Nucleo
Il Nucleo Interno e’ solido
5145
Nucleo
Interno
solido
6370
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Crosta
Velocita’ (km/sec)
0
5
10
Litosfera
Astenosfera
1000
Mantello
Onde S
Mesosfera
2000
Onde P
3000
Profondita' (km)
Nucleo
Esterno 4000
Liquido
5000
Nuceo
Interno
Onde S
Solido
6000
Variazione della velocita’ di propogazione delle onde sismiche P e S con la profondita’.
Divisione composizionale della Terra nella colonna di sinistra; divisione reologica della
Terra nella colonna di destra. Kearey and Vine, Global Tectonics.
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Le sorgenti di calore
all’interno della Terra
1. Calore residuo dalla accrezione e
differenziazione primordiale della
Terra
u
Ancora raggiunge lentamente la
superficie
2. Calore rilasciato dal decadimento
radioattivo dei nuclidi instabili
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I Gradienti
Geotermici
Andamento stimate
delle geoterme in
ambiente oveanico e
continentale fino a 100
km di profondita’: le
stime sono basate sulle
misure di flusso di
calore attreverso la
superficie.
Da Sclater
. (1980),
Earth. Rev. Geophys.
Space Sci., 18, 269-311.
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LA COMPENSAZIONE ISOSTATICA
FRA CROSTA E MANTELLO
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La densita’ della crosta e del
mantello superiore
La crosta, meno densa, “galleggia” sul mantello, piu’ denso.
La compensazione isostatica
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un esempio di
compensazione
isostatica:
La demolizione
di una catena
montuosa
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L’ARTICOLAZIONE IN PLACCHE
DELLA LITOSFERA
La distribuzione dei vulcani
(magmatismo)
La distribuzione dei terremoti
(tettonica)
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La distribuzione dei vulcani
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La distribuzione dei terremoti
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I MARGINI DELLE PLACCHE
LITOSFERICHE
I margini divergenti
I margini convergenti
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La localizzazione dei margini divergenti
Le dorsali medio-oceaniche
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La localizzazione dei margini convergenti
Le zone di subduzione e i margini
collisionali
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L’articolazione delle placche litosferiche
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IL MOTORE DEL MOVIMENTO
DELLE PLACCHE LITOSFERICHE
I MOTI CONVETTIVI DEL
MANTELLO
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I MOTI CONVETTIVI DEL MANTELLO
Il modello a uno strato
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I MOTI CONVETTIVI DEL MANTELLO
Il modello a due strati
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FORMAZIONE E DISTRUZIONE DELLE
PLACCHE DI LITOSFERA OCEANICA
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LE DORSALI MEDIO-OCEANICHE
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LE ZONE DI SUBDUZIONE
L’esempio oceano-continente
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GLI AMBIENTI DI SUBDUZIONE
Formazione di
archi vulcanici
continentali
OCEANOCONTINENTE
Formazione di
archi di isole
vulcaniche
OCEANOOCEANO
Formazione di
catene
montuose
collisionali
CONTINENTE
CONTINENTE
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L’APERTURA DI UN NUOVO
BACINO OCEANICO
Il rifting della litosfera
continentale
I margini continentali passivi
Il drifting oceanico
La formazione di nuova litosfera
oceanica
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FORMAZIONE DI UN BACINO OCEANICO
Risalita
dell’astenosfera
Rifting e rottura
della
crosta continentale
Formazione di un
bacino marino
Formazione di
Litosfera oceanica
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SITUAZIONE DELL’AFRICA ORIENTALE
Il Mar Rosso:
Un bacino in embrione
Il Golfo di Aden:
Un bacino in apertura
Le Rift Valleys estafricane: Estensione
continentale non
oceanizzata
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LA CHIUSURA DI UN VECCHIO
BACINO OCEANICO
La subduzione delle litosfera
oceanica
I margini continentali attivi
La collisione continentale
La formazione di catene
montuose collisionali
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LA SITUZIONE DEL NORD-AMERICA
Faglia
trasforme
Dorsale
Subduzione
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COLLISIONE CONTINENTALE E
FORMAZIONE DI CATENA MONTUOSA
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IL VULCANISMO ALL’INTERNO
DELLE PLACCHE (INTRAPLACCA)
La risalita di materiale del mantello
profondo
(mantle plumes)
La fusione e la produzione di mangmi
basaltici
L’effusione dei magmi basaltici ai
punti caldi
(hot spots)
La formazione di catene di isole
oceaniche vulcaniche
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IL VULCANISMO INTERNO ALLE
PLACCHE
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IL VULCANISMO INTERNO A UNA
PLACCA OCEANICA
Catena di
isole oceaniche
Punto caldo
(Hot Spot)
Colonna di
Mantello
profondo
(Mantle
Plume)
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UN ESEMPIO DI ISOLE VULCANICHE
LE ISOLE HAWAII
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LA DINAMICA TERRESTRE
Archi di isole
sopra-subduzione
Mantle Plumes, Dorsali medio-oceaniche
Formazione di
Subduzione
Hot Spots e
Oceano-continente
Isole oceaniche Litosfera oceanica
Subduzione
Consunzione di
intraoceanica
litosfera oceanica
Consunzione di litosfera oceanica
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AMBIENTI GEODINAMICI E
GENESI DEI MAGMI
1. Ambienti divergenti
(Dorsali Medio-Oceaniche MOR)
2. Rifts Intra-Continentali
3. Ambienti convergenti
(Archi di Isole)
4. Ambienti convergenti
(Margini Continentali Attivi)
5
3
5. Ambienti in espansione
(Bacini di Retro-Arco)
6. Hot Spots e Mantle Plumes
(Isole Oceaniche)
7. Ambienti IntraContinentali
1
6
7
4
200 km
Crosta Continentale
Crosta Oceanica
400
?
600 km
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Mantello Litosferico
Sorgente dei fusi
Mantello Astenosferico
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?
?
?
2