La Tettonica delle placche

10. La Tettonica delle placche: un modello globale
26 dicembre 2004: uno dei maggiori terremoti
degli ultimi 100 anni colpisce l’Asia sudorientale. L’ipocentro è localizzato poco al
largo dell’Isola di Sumatra, nell’Oceano
Indiano, a una profondità di circa 10-20 km; il
sisma ha raggiunto magnitudo 9,3 Richter, con
numerose repliche molto forti.
Mentre dall’ipocentro le onde sismiche si sono
propagate veloci, facendo risentire i loro
pesanti effetti sulla vicina terraferma, nella
zona più superficiale il meccanismo del
«rimbalzo elastico» ha fatto sollevare di oltre
2 metri un ampio settore del fondo marino. Il
movimento, trasmesso alla massa d’acqua
sovrastante, ha innescato un gigantesco
tsunami: le onde marine si sono propagate
nell’Oceano indiano, rovesciandosi infine su
Indonesia, Thailandia, India e arrivando
addirittura sulle coste della Somalia, a 5000
km di distanza. (M. Pearson / Alamy)
Lo studio dei terremoti
Il Lago Baikal, il più profondo del mondo, riempie una profonda «fossa
tettonica» (graben) lungo una spaccatura della crosta terrestre. (NASA)
Alla ricerca di un «modello»
I principali involucri
concentrici nella
struttura interna della
Terra.
Alla ricerca di un «modello»
Il diverso spessore della crosta sotto gli oceani e sotto i continenti, messo
in evidenza dall’andamento della superficie di discontinuità sismica di
Mohorovičić (Moho).
Alla ricerca di un «modello»
Curve che rappresentano la velocità
di propagazione di onde meccaniche
(come sono quelle sismiche) in alcuni
tipi di materiali.
Alla ricerca di un «modello»
Esempio di xenolite proveniente dal
mantello: un nodulo di peridotite
(verde chiaro) avvolto da una crosta
nera di basalto. (L. Spinozzi)
Alla ricerca di un «modello»
Vedute attuali sulla struttura e sulla
natura dei 700 km più esterni della
Terra.
Un segno dell’energia interna della Terra: il flusso di calore
Carta del flusso termico della Terra, basata su oltre 5000 misure effettuate
su tutta la superficie (terre emerse e fondi oceanici).
Un segno dell’energia interna della Terra: il flusso di calore
La geoterma (curva rossa) descrive l’aumento della temperatura con
la profondità.
Il campo magnetico terrestre
Il campo magnetico terrestre è molto simile, per l’andamento delle sue
linee di flusso, al campo che verrebbe prodotto se al centro della Terra
fosse posta una gigantesca barra magnetica, inclinata di 11° rispetto
all’asse di rotazione.
Il campo magnetico terrestre
Curve della «migrazione» apparente
del Polo nord magnetico, costruite in
base all’analisi di rocce prelevate da
diversi continenti.
Il campo magnetico terrestre
Scala paleomagnetica, costruita in
base all’età delle inversioni
magnetiche «registrate» in colate di
lava degli ultimi 5 milioni di anni.
La struttura della crosta
Crosta oceanica e crosta continentale: confronto tra spessori, struttura e
natura.
La struttura della crosta
Distribuzione degli scudi, e relativi tavolati, e delle grandi fasce orogeniche.
La struttura della crosta
La spinta isostatica è paragonabile, concettualmente, a quella che consente
il galleggiamento di un iceberg.
La struttura della crosta
Esempio di aggiustamento isostatico
in corso: il caso della penisola baltica.
La carta riporta i valori (in metri sul
l.d.m.) del sollevamento della
Fennoscandia (la regione che
comprende la Penisola scandinava e la
Finlandia) negli ultimi 5000 anni.
L’espansione dei fondi oceanici
Schema semplificato del sistema globale di dorsali, fosse e faglie
trasformi.
L’espansione dei fondi oceanici
Ricostruzione della Pangèa e del suo
successivo smembramento secondo
Wegener.
L’espansione dei fondi oceanici
Prove paleontologiche della deriva dei
continenti: la separazione tra
Africa e America Meridionale.
A. Distribuzione attuale dei resti
fossili della pianta Glossopteris
(in verde) e del Mesosaurus
(puntinato)
B. Unendo insieme i continenti in cui
si trovano resti della flora a
Glossopteris, si ricompone una
grande terra emersa (che i geologi
hanno chiamato continente
Gondwana, dal nome di una
provincia dell’India).
L’espansione dei fondi oceanici
La Dorsale Medio-atlantica emerge in Islanda. (Icelandic
Photo / ZEFA)
L’espansione dei fondi oceanici
Struttura della litosfera in corrispondenza di una dorsale oceanica.
L’espansione dei fondi oceanici
Struttura della litosfera in corrispondenza di una fossa oceanica, come
lungo l’arcipelago delle Isole Marianne.
Le anomalie magnetiche sui fondi oceanici
Un rilevamento oceanografico sulla Dorsale di Reykjanes, una parte della
Dorsale medio-atlantica a Sudovest dell’Islanda, ha messo in luce uno schema
particolare nella
distribuzione
dell’intensità
del campo
magnetico.
(Rielaborato
Da Press
e Siever)
Le anomalie magnetiche sui fondi oceanici
Lo schema mondiale dell’espansione dei fondi oceanici è messo in evidenza
dall’età dello strato 2 della crosta oceanica (le lave basaltiche sotto i
sedimenti), che è stata determinata in base alle anomalie magnetiche, e
controllata in più punti con sondaggi.
La Tettonica delle placche
Il mosaico di
placche in cui
è suddivisa la
litosfera.
Ogni placca è
delimitata
da una
combinazione
di dorsali,
fosse
oceaniche
e faglie
trasformi.
(Rielaborato da Press e
Siever)
La Tettonica delle placche
Orogenesi della catena andina, come conseguenza della subduzione
della Placca di Nazca al di sotto della Placca sudamericana.
La Tettonica delle placche
Un’immagine spettacolare del batolite granitico che affiora in Patagonia, lungo
il tratto più meridionale delle Ande.
La Tettonica delle placche
Collisione tra due continenti.
A. La parte oceanica di una
placca che trasporta un
continente entra in subduzione
sotto una placca continentale.
B. I due continenti entrano in
collisione.
La Tettonica delle placche
Un esempio spettacolare delle deformazioni provocate nelle rocce
dalle collisioni tra frammenti di crosta nel corso di un’orogenesi
per accrescimento crostale.
La Tettonica delle placche
Le principali fasi che
caratterizzano l’apertura di un
nuovo oceano.
La verifica del modello
Il mosaico delle placche e la distribuzione dei vulcani e dei terremoti.
La verifica del modello
Schema dei rapporti tra vulcanismo e struttura della litosfera.
La verifica del modello
Confronto schematico fra strutture della litosfera in movimento
e localizzazione degli ipocentri dei terremoti.
Moti convettivi e punti caldi
La tomografia sismica descrive la
struttura tridimensionale del mantello.
La sezione della Terra mostra le
variazioni di velocità delle onde S
ricavate dalla tomografia sismica.
Regioni con onde S più veloci
indicano rocce relativamente più
fredde e più dense.
Moti convettivi e punti caldi
Temperature a varie profondità nel mantello, dedotte da variazioni
della velocità delle onde S.
Moti convettivi e punti caldi
Vulcanismo da punto caldo.
Lo schema mostra come si può
formare una catena di vulcani in una
placca che si muova sopra
l’estremità di un pennacchio ritenuto
fisso per tempi lunghissimi.