Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere
6 - 7 Novembre 2008
COSA CI RACCONTANO
LE ROCCE DELLA TERRA
APPRENDERE E COMPRENDERE
Cima Fiammante, Austroalpino delle Alpi Orientali
Guido Gosso & Maria Iole Spalla
Milano
rocce
minerali
scoprire come sono nate,
trovare il loro ambiente d’
d’origine, … ci fanno pensare al profondo della Terra,
alla litosfera terrestre, generatrice di tutte le variazioni dello stato delle rocce
conoscere l’l’architettura completa dela crosta e del mantello sottostante
con gli occhi dele indagini geofisiche
che cosa vediamo in profondita’
profondita’.........
WNW
ESE
L
A
N
D
5
N
S
L
A
N
D
Lozej,2003
3
raddoppi recenti di crosta e mantello che coinvolgono la Moho
(.. la base della crosta continentale)
Km 0
Solarino et al.,2006
100
profili sismici DSS nelle Alpi Centrali e Occidentali
in superficie...... localizzare le grandi famiglie di rocce
per poi trovare il loro ambiente d’origine, scoprire dove sono nate
Besançon
Biella
Torino
Milano
AFFRONTARE LA COMPLESSITA’
COMPLESSITA’ NELLE CATENE MONTUOSE
implicazioni megastrutturali tra oceano e continente
in una vista dal confime italo-svizzero
a 150 verso W
Cervino
Valle d’Aosta
Gran Paradiso
Monte Bianco
Monviso
Triassic shelf deposits
Grand Combin
pre-Alpine crust
pre-Alpine or
rift granulites
metagranites
Permian rifting gabbros
shelf, slope, trench sediments, ophiolites
pre-Alpine crust sheets
underneath ohpiolites
le catene montuosae sono un grande sandwich Big Mac…
Mac… costruito con vari tipi di crosta
le pareti alpine sono una finestra nella crosta terestre
le celebrate “falde di ricoprimento pennidiche”
pennidiche”, note dal 1911-1916, sono oggi il luogo
per ricostruire i processi tettonici della litosfera terrestre
(rift,
rift, subduzione, esumazione, collisione, collasso orogenico)
- tettono-stratigrafia dell’
dell’intera catena
- cinematica dell’
dell’ispessimento crostale
- origine delle rocce oceaniche (ofioliti)
( types of pre-orogenic crust and architecture of the belt )
( mechanisms of “nappe”
nappe” formation )
( related basinal rocks and types of crustal floors )
- regime termico delle fasi tettoniche
( rate of plate motion vs. heat transfer )
- correlazione delle scale delle deformazioni
( localised deformation vs plate motion )
a 150 degrees view to the West from the Italian-Swiss border
Matterhorn-Cervino
in superficie......... mettere ogni roccia nell’
nell’architettura reale
Riffelberg-Garten eclogitic agglomerate
a provocative rock
Triassic shelf deposits
infolded in the Dent Blanche nappe
European continental margin
African margin
0-to VI=continental fragments
circa cento anni fa un geologo geniale aveva compiuto un’operazione semplice: dividere nella
catena alpina le rocce degli oceani da quelle dei continenti tracciando il loro contorno
EMILE ARGAND’s OUTSTANDING CONTRIBUTION OF 1910-16.
FIRST REPRESENTATION OF THE EFFECTS OF ALPINE CONVERGENCE:
RECUMBENT FOLDING OF OCEAN-CONTINENT BOUNDARIES
CONTINENTAL WRAPS PINCH THE “GREENSTONES”(OPHIOLITES AND SEDMENTS) IN SYNCLINES
EMILE ARGAND - (1879-1940) Early ‘900 3D model of the Western Alps
NW-SE Besançon-Biella profile across the W-Alps:
W-Alps: 1911-16
N
Besançon
black=
oceanic rocks
red=
continent
red = fragments of the “pre-Trisssic”
continental crust,
to each continental “nappe” a historical
tectonostratigraphic name,
from 0 - to VI: (lower, in Ossola-Tessin)
0=Verampio, I=Antigorio, II=Lebendun,
III=Monte Leone), (upper, in W-Alps)
IV=Gran San Bernardo (Mischabel)
V= Monte Rosa
VI=Dent Blanche (Mt. Matterhorn)
Biella
E. Argand inizio’ come geologo dilettante:
in realta’ era un architetto
Pre-Mesozoic continental rocks
NW
Mesozoic (shelf,
shelf, pelagic and
trench sediments,
sediments, with ohpiolites)
ohpiolites)
SE
Southern Alps
Prealps=
EUROPE
AFRICA
Apulia-Adria
MB=Mont Blanc
Matterhorn
Monte Rosa
Dolomites
disegno tridimensionale a mano libera che mostra come si sono
implicati i frammenti crostali di rocce oceaniche e continentali
nelle Alpi Occidentali (rosso= continente),
i contorni tra ocenao e continente si sono “con-piegati”
plasticamente in profondita’ durante subduzione e collisione
Bes.
G.San
Bernardo
ELVETICO
Cervino
Chamonix
Monte Rosa
Monte Bianco
Courmayeur
ALPI
MERIDIONALI
PENNIDICO - AUSTROALPINO MERIDIONALE
Biella
sezione crostale Besançon - Biella
strutture
superficiali
profonde
100 m
1
cm
micropiega in eclogite glaucofanica da
basalto
Rochers d’Armentier, crosta europea riftata
PRINCIPALI FRAMMENTI CROSTALI E AMBIENTI ALPINI
lungo la sezione Besançon - Biella delle Alpi Occidentali
syn-orogenic alpine molasse upon european crust
Monte Bianco
Cervino Monte Rosa
late-orogenic
Biella pluton
20 km
margine indeformato
dell’E U R O P A
margine deformato
sutura tra continenti e oceano
Alpi Meridionali =
margine A F R I C A NO
la parte assiale della catena ha un’architettura complicatissima
e percio’ e’ quella che racconta piu’ fatti, se distrchiamo le impronte dei vari avvenimenti passati
SI DEVE AFFRONTARE LA COMPLESSITA’ PER POTER SCEGLIERE LE ROCCE UTILI A FARE AVANZARE
LE CONOSCENZE
OGNI ROCCIA NASCE DA PROCESSI NON
TANTO COMPLESSI IN SE’,
MA INTERATTIVI, CHE SONO IL
RISULTATO DI MOLTI ALTRI PROCESSI,
CIASCUNO CON DIVERSA VELOCITA’
porre domande utili: c’e’ un luogo, un tempo
-dove inizia il ciclo di una roccia?
-dove inizia il ciclo dei suoi costituenti minerali?
-dove inizia il ciclo dei suoi costituenti chimici?
I Breithorn e il Ghiacciaio di Verra
Che cosa si accumula in fondo a questo laghetto
dal bellissimo color turchese?
NON BASTA CLASSIFICARE !!! SI DEVE SEMPRE RAGIONARE ........
CORRELARE ........ TROVARE LE CONSEQUENZIALITA’........
Lago del Pian di Verra
LA GRANDE FRONTIERA DELLA NUOVA UNIFICAZIONE ESOGENO-ENDOGENO
disequilibri gravitazionali del geoide
frattura crostale di sollevamento-espansione
della catena montuosa
deserto del Takla Maklan,
Maklan, a Nord del Karakoram
E’ AVVANTAGGIATO CHI SA ANALIZZARE A MOLTE SCALE
i tempi della trasformazione da una roccia all’altra
sono molto variabili
dipendono dai moti della litosfera, dal clima, dal
trasferimento di calore tra le rocce profonde....
NEL TEMPO, OGNI ROCCIA HA MADRI E FIGLIE
LE PARENTELE TRA LE ROCCE SVELANO COME FUNZIONA LA TERRA
E CHE EFFETTI GENERANO LE TRASLAZIONI LITOSFERICHE
GLI AMBIENTI DI GENERAZIONE DELLE ROCCE
SONO MOLTISSIMI: SE NE DESCRIVONO CONTINUAMENTE DI NUOVI
CONCATENARE MOLTE DELLE TRACCE IMPRESSE NELLE ROCCE
DURANTE IL LORO PERCORSO NELLA CROSTA E NELLA LITOSFERA
PER COMPROVARE I PASSAGGI DEL MATERIALE DA UN AMBIENTE ALL’ALTRO
DIMOSTRARE L’ARRIVO DI NUOVO MATERIALE DAL MANTELLO NELLE CROSTE
DOBBIAMO RIUSCIRE AD ARRICCHIRE LE INFORMAZIONI SULL’ORIGINE DELLE ROCCE
(PETROGENESI) AGGIUNGENDO MOLTE CASELLE, PER ARMONIZZARE GLOBALMENTE
TUTTI QUANTI I FATTI ALL’INTERNO DI UNA SOLA SPIEGAZIONE
TROVARE MOLTE DELLE TRACCE
IMPRESSE NELLE ROCCE
DURANTE IL LORO PERCORSO
NELLA CROSTA E NELLA LITOSFERA
Roan Series del Copperbelt, nel NordOvest - Zambia
Rocce fortemente uranifere e ricche di
rame
Sedimenti eolici in origine,
poi .....
divenuti metamorfici nella bassa crosta, a
P e T elevate (scisti bianchi)
come trovare la loro roccia madre
( protolite ) ??
Navajo Sandstones
Utah
riconoscere le strutture dei
sedimenti deposti dal vento
(eolici) in un deserto antico
le strutture laminari dei
granuli del sedimento,
possono essere
fossilizzate, congelate
nella posizione originale,
come al momento del loro
accumulo, oltre 150 miloni
d’anni fa
piccola stazione ferroviaria in Centovalli
fossilizzazione di una fogli in se dimenti marnosi recenti
molti fossili vegetali hanno apparenza effimera ….
quando li troviamo ci domandiamo come vestigia simili abbiano potuto salvarsi:
oggetti che rimasero intrappolati tra i granuli minerali arrivano sino a noi, almeno nella loro immagine
Callipteridium, Permo-Carbonifero della
Schieferhuelle di Franz et al., 1991, 750 gradi ºC:
una delicatissima e rara conservazione;
notare la scala
Petrified Forest, Trias,
come resto vegetale fossilizzato.......
questo sarebbe assolutamente convincente,
Arizona
Callipteridium, fossile vegetale:
manifesta l’ambiente di formazione della roccia
originali ( protolite ), trasformata
successivamente in alta temperatura
DICE CORVO SAGGIO :
RAGIONATE......
SULLE ROCCE
E SUI LORO
MINERALI
NON IMPARATE I NOMI …
A MEMORIA
Un nuovo importante percorso d’indagine scientifica degli ultimi 15 anni :
ora possiamo sfruttare altri fossili,
molto piu’ abbondanti:
sono i semplici granuli minerali, comuni in
tutte le rocce.
.
La stishovite, minerale di altissime P e T
si manifesta anche quando di fatto non
c’e’ piu’.
Se n’è formata nelle rocce
terrestri sotto l’impatto del
meteorite del’Arizona
Non solo la roccia si e’
fratturata conicamente
(shatter cones) … per la
violenta pressione
istantanea,
… ma contiene minerali
che ne rivelano l’ambiente
di generazione anche dopo
che sono scomparsi
Meteor Crater, Arizona …..
… un terribile impatto di 50.000 ani fa
quando il Titanio esce come ossido (rutilo)
dal reticolo della stishovite, il granuletto di
rutilo va ad occupare una posizione ben
precisa rispetto al reticolo cristallinodel
quarzo:
SI TRATTA DI UN’INFORMAZIONE SU
UN FOSSILE CHE NON ESISTE PIU’
E’ FOSSILIZZATA SOLO L’IMPRONTA,
DIREBBE UN PALEONTOLOGO
Liu et al. / Earth and Planetary Science Letters 263
(2007) 180–191
RACCOGLIEREMO DA
SINGOLI GRANULI DI UN
MINERALE UNA NUOVA
SERIE DI INFORMAZIONI
CHE TRACCIANO IL
PERCORSO DI UNA ROCCIA
NELLA LITOSFERA,
ATTRAVERSO PIU’ AMBIENTI
DEL PASSATO, NON LA SUA
SINGOLA POSIZIONE IN UN
SOLO AMBIENTE, COME
SAPPIAMO FARE DA TEMPO
fratture coniche: un modo di propagazione delle fratture in volume
fratture piumose: un modo di propagazione
delle fratture in un piano
ci vuole un fido cavallo: LA PROPRIA CULTURA SCIENTIFICA
non bisogna cedere alle prime difficolta’
ogni regione della Terra ha avuto i suoi geologi pionieri,
come in Italia Franchi, in Arizona Gilbert (e il suo cavallo Billy), alla fine dell’ ‘800
il cavaliere dev’essere resistente: UNO SCIENZIATO TENACE, CAPACE DI REGGERE AI LUNGHI VIAGGI
PASSANDO INDENNE ATTRAVERSO TUTTE LE “RIFORME” DELL’UNIVERSITA’
PROVANDO....
E RIPROVANDO ..
CAPIREMO LA
TERRA
