le deformazioni delle rocce

Cognome ............................................................................ Nome .................................................................................. LE DEFORMAZIONI DELLE ROCCE Come abbiamo più volte accennato, grandi masse della litosfera sono soggette all’azione delle forze endogene che, operando nel corso di migliaia e milioni di anni, lasciano tracce evidenti nelle rocce; queste, infatti, come ogni materiale solido, se sono sottoposte all’azione di una forza si possono deformare, piegandosi o fratturandosi. Possiamo renderci conto degli effetti imponenti prodotti su grande scala dalle forze endogene osservando, per esempio, come certe formazioni di rocce sedimentarie formatesi sul fondo degli oceani vengano ora a trovarsi sui rilievi dei continenti, con i loro strati originari variamente deformati (spezzati, piegati, inclinati o ribaltati). Questo tipo di fenomeni è studiato dalla geologia strutturale o tettonica, una disciplina che si occupa di individuare le cause e ricostruire i meccanismi all’origine delle deformazioni subite dalle rocce e in generale dalla crosta terrestre. Una roccia si deforma se su di essa si esercitano forze di compressione, di distensione e di taglio; il comportamento di una roccia in risposta a una forza deformante può essere di tipo plastico, e in questo caso la roccia si piega (come accade quando deformiamo con le dita una barretta metallica), oppure di tipo rigido e come risultato la roccia si frattura (come accade quando spezziamo un’assicella di legno). Il manifestarsi dell’uno o dell’altro comportamento dipende da vari fattori, tra i quali: le caratteristiche fisiche della roccia, come la compattezza; le condizioni di temperatura e pressione (una roccia normalmente “rigida” può diventare “plastica” se si trova in profondità, sottoposta a elevate temperature e pressioni); l’intensità e la durata delle forze deformanti (una roccia soggetta a una forza deformante di piccola intensità protratta a lungo nel tempo tende più facilmente a piegarsi; se la forza è più intensa e agisce in un tempo relativamente breve, la roccia tende più facilmente a spezzarsi). Le pieghe Le rocce a comportamento plastico, se sono sottoposte a forze di compressione laterale si incurvano deformandosi in pieghe, che sono facilmente osservabili nelle rocce stratificate come quelle sedimentarie. Spesso si trovano associati due tipi di pieghe: le anticlinali, che sono “inarcamenti” con la concavità rivolta verso il basso, e le sinclinali, che sono “infossamenti” con la concavità rivolta verso l’alto; è detto piano assiale quello che passa per le zone dove è massima la curvatura. Il piano assiale raramente è verticale; in genere è poco o molto inclinato e la piega è inclinata o rovesciata. Si ha infine una piega coricata quando il piano assiale diventa quasi orizzontale: una piega di questo tipo, se le forze di compressione continuano ad agire, può “scorrere” sopra altre formazioni rocciose sovrapponendosi e formando falde di ricoprimento (queste strutture si ritrovano nelle Alpi e negli Appennini). 1 Le fratture e le faglie Quando una massa rocciosa è sottoposta a una forza deformate sufficientemente intensa, può reagire in modo rigido e subire una frattura; se le due parti a contatto lungo la superficie di rottura non si spostano, la frattura è detta diaclasi; se invece le due parti si spostano scorrendo l’una rispetto all’altra, la frattura, come abbiamo visto parlando dei terremoti, prende il nome di faglia: la superficie di rottura è detta piano di faglia, mentre lo spostamento è chiamato rigetto. Si distinguono tre tipi principali di faglie: normali o dirette, provocate da forze di distensione, inverse, provocate da forze di compressione, trascorrenti, provocate da “forze di taglio”. Le faglie non sono quasi mai isolate, ma associate tra loro in sistemi; un’associazione di faglie dirette, cioè di tipo distensivo, che interessano aree molto ampie, è all’origine delle fosse tettoniche o rift valleys (rift = spaccatura); queste sono depressioni o valli, estese in lunghezza anche migliaia di km, fiancheggiate da bordi rilevati disposti a “gradoni”, detti pilastri. Le fosse tettoniche continentali possono ospitare fiumi o laghi; l’esempio più noto è la Great Rift Valley dell’Africa orientale, che si estende per circa 6000 km dal Mar Morto (Palestina) al Mozambico, passando attraverso il Mar Rosso: questa depressione ospita i grandi laghi africani ed è sede di attività vulcanica. Anche in Europa si trova un’imponente fossa tettonica, quella della valle del Reno (Germania occidentale): i pilastri che la fiancheggiano corrispondono ai massicci montuosi dei Vosgi e della Foresta Nera. Fosse tettoniche sono anche le spaccature che decorrono lungo l’asse delle dorsali oceaniche. 2 LA DEFORMAZIONE DELLE ROCCE Che cosa sono le forze endogene? La …………………………….. o geologia strutturale, è una disciplina che si occupa di individuare le cause e di ricostruire i meccanismi all’origine delle deformazioni subite dalle rocce e in generale dalla crosta terrestre. All’interno del seguente crucipuzzle sono nascoste 17 parole (anche composte) sull’argomento: trovale! N
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Quali sono le forze che si possono esercitare su una roccia affinché essa si deformi? 1)
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.......................................................... Alla forza deformate, la roccia può reagire in due modi: 1)
...................................... , se la roccia si piega 2)
...................................... , se la roccia si frattura Il diverso comportamento della roccia può dipendere da alcuni fattori, quali: 1)
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...................................................................................................... 3)
...................................................................................................... LE PIEGHE Se delle rocce a comportamento ..................................... , sono sottoposte a forze di compressione di tipo .............................................. , si incurvano deformandosi e formando delle pieghe. CLASSIFICAZIONE DELLE PIEGHE. Esistono numerosi tipi di pieghe. Quelle più semplici sono di due tipi: ∙
le pieghe convesse, o ........................................... ∙
le pieghe concave, o ............................................. Il nome anticlinali deriva dal greco e significa approssimativamente “pendenti da parti opposte”; il nome sinclinali significa invece “pendenti dalla stessa parte”. Per chiarire il significato, basta immaginare di far rotolare due palloni lungo i pendii contrapposti di una piega: in un’anticlinale (convessa) si allontanano, in una sinclinale (concava) convergono. 4 GEOMETRIA DELLE PIEGHE. In una piega si riconoscono alcuni elementi geometrici importanti. I principali sono i fianchi e la cerniera (immagine a lato). Il nucleo è la parte più interna della piega, mentre il ..................................... è il piano che la divide in due passando per i punti di massima curvatura (cerniere). Il piano assiale può essere: a. .................................. b. .................................. c. .................................. o ................................. È importante notare come al nucleo delle anticlinali si trovano le rocce più antiche (più profonde), mentre al nucleo delle sinclinali le rocce sono più recenti (ved. immagine alla pagina precedente). LE FAGLIE Al contrario delle pieghe, le faglie sono deformazioni rigide. Le rocce, sotto l’effetto delle sollecitazioni telluriche, si spezzano anziché piegarsi. È naturale che questi fenomeni siano più violenti rispetto alla formazione di pieghe, e infatti si manifestano sotto forma di terremoti. Gli epicentri dei terremoti sono normalmente in corrispondenza di faglie attive, cioè ancora in movimento. CLASSIFICAZIONE DELLE FAGLIE. Le faglie si classificano sostanzialmente in base al tipo di sforzo che le produce. Semplificando al massimo, le rocce si possono rompere (o le faglie possono scorrere): 1) perché vengono tirate fino alla rottura (faglie normali o ...................... ) 2) perché vengono compresse fino alla rottura (faglie .............................. ) 3) perché i due labbri della faglia scorrono in direzioni opposte tra loro (faglie ................................................. ). Dalla figura a sinistra risulta facile comprendere le caratteristiche geometriche dei vari tipi di faglia. Tuttavia, non si deve credere di vedere scarpate così nette o addirittura a strapiombo come nel caso della faglia inversa: l’erosione pareggia rapidamente le asperità e le rende difficilmente distinguibili. 5 SISTEMI DI FAGLIE. Come le disgrazie, anche le faglie non vengono quasi mai da sole: possono essere raggruppate in semplici fasci, formati da poche faglie tra loro parallele, fino a formare giganteschi sistemi complessi in cui si possono isolare pilastri tettonici o ................................... tettoniche. Horst = pilastro Graben = fossa UNA FAGLIA IMPORTANTE NELLA ZONA DI SCHIO (Alpi Meridionali). La più grande frattura crostale della nostra zona è la Linea Schio‐Vicenza, una gigantesca faglia diretta che parte dai dintorni di Rovereto, transita per il Passo della Borcola, Posina, poi per il Passo di S. Caterina che separa il Novegno dal M. Enna, passa per Schio, raggiunge Vicenza, traccia il limite orientale dei Colli Berici e degli Euganei per poi perdersi nella pianura verso Venezia. Il suo percorso a valle di Schio quasi coincide con quello delle strade statali 46 e 247 (Riviera Berica). Andando da Schio a Vicenza e poi verso Noventa Vicentina, a sinistra si ha sempre la pianura, corrispondente al lato ribassato della faglia, a destra una sequenza quasi continua di colline, che ne rappresentano il lato sollevato. E’ una faglia lunga 100 o forse 200 km, con un rigetto (spostamento verticale) di più di 2 km! Se un normale terremoto provoca uno spostamento di pochi cm (solo i più grandi raggiungono il metro), chissà quanti ne sono occorsi per raggiungere lo stato attuale. 6