CAPITOLO 7
1.
La stratigrafia e la tettonica nello studio delle scienze della terra
1.1 Informazioni dalle rocce
La stratigrafia si occupa di ricostruire le forme dei corpi rocciosi, la loro disposizione nello spazio. Le
giaciture originarie delle rocce e soprattutto l'ordine con cui le rocce stesse si sono formate.
La tettonica studia le deformazioni che si manifestano, con il passare del tempo, in una successione di rocce,
come conseguenza dei movimenti di abbassamento, sollevamento e spostamenti laterali della crosta
terrestre.
1.2 Ricostruire storie geologiche
La stratigrafia studia la successione cronologica dei vari corpi litoidi e i rapporti geometrici tra tali corpi al
momento della loro formazione; il problema è che ogni roccia, prima o poi, subisce l'azione di qualche forza
che ne provoca la deformazione; bisogna ricorrere per cui alla tettonica, che studia il modo in cui i materiali
della crosta possono deformarsi, le strutture che i corpi litoidi possono assumere con la deformazione e i movimenti
che hanno subito e che hanno fatto loro acquisire la giacitura attuale.
2. Elementi di stratigrafa
La stratigrafia si prefigge due obiettivi principali:
risalire alla natura e all'estensione geografica dei singoli ambienti fisici che hanno originato (nel tempo) i tipi di
rocce che formano la crosta;
ricostruire l'ordine in cui si sono formate nel tempo tali rocce, cioè stabilire la loro cronologia relativa.
La stratigrafa studia le formazioni geologiche. Una formazione geologica è un corpo roccioso caratterizzato da
natura litologica uniforme, riferibile a un ambiente di formazione rimasto omogeoneo per un certo intervallo di
tempo. (formazioni sedimentarie, formazioni ignee, formazioni metamorfiche).
Lo strato è l'unità più piccola di una serie rocciosa ed è delimitato, nei confronti di altri strati, da superfici di
discontinuità, più o meno parallele fra loro, dette piani di stratificazione.
2.1 Le facies sedimentarie
Il termine facies indica l'insieme delle caratteristiche litologiche di una roccia. Riconoscere una determinata
facies significa quindi identificare l'ambiente fisico di formazione della roccia e poter risalire alla forma complessiva
del corpo litoide. In base all'ambiente di formazione le rocce sedimentarie si possono distinguere in tre gruppi:
le facies continentali,
le facies di transizione,
le facies marine.
Le facies continentali sono riconoscibili in rocce depostesi su terre emerse in ambiente subaereo, cioè a diretto
contatto con l'aria; tra queste sono molto diffuse le facies fluviali, le facies moreniche e le facies desertiche. Le facies
deducibili dalle rocce permettono di stabilire la presenza di antichi ghiacciai in zone in cui sono totalmente
scomparsi, o di ricostruire il percorso di fiumi che non esistono pià o, di documentare l'esistenza, per un certo
periodo di tempo, di climi diversi dall'attuale, ecc.
Le facies di transizione sono tipiche della fascia di passaggio delle terre emerse al mare; es.: le facies palustri, le
facies lagunari, le facies ad estuario e di delta, le facies delle dune costiere.
Le facies marine sono tra le più diffuse. Esse possono essere schematicamente raggruppate in tre grandi
suddivisioni: le facies litorali, le facies neritiche (nerites=conchiglia, fondi sabbiosi o fondi rocciosi) le facies
pelagiche (deposizione di argille e fanghi nei fondi oceanici).
I sedimenti delle facies marine si accumulano strato per strado per centianai di metri, prendono origine così
corpi litoidi tabulari, con spessori costanti su grandi distanze. Si tenga conto inoltre che il passaggio laterale, da un
tipo di facies all'altro può avvenire bruscamente o in modo graduale e sfumato. In entrambi i casi si parla di eteropia
di facies.
2.2 I principi della stratigrafia
Principio di orizzontalità originaria: i sedimenti si depositano, di regola, in strati pressochè orizzontali e, una
volta divenuti rocce, dovrebbero continuare ad apparire come strati più o meno orizzontali.
Principio di sovrapposizione stratigrafica: in una successione di rocce sedimentarie ogni strato è più antico
dello strato soprastante e più recente di quello sottostante.
Principio di intersezione: intrusioni di magma che tagliano altre rocce sono più giovani di queste.
2.3 Il mare va e viene: trasgressioni e lacune
Regressione: fenomeno del ritirarsi del mare
Trasgressione: fenomeno dell'avanzare del mare ricoprenso un'area emersa.
Una discordanza angolare mette in luce che nel passato una data regione appartente a uno strato inferiore è
stata deformata fino ad emergere e ad assumere una giacitura tendente al verticale, di solito sotto forma di
catena montuosa. Essa è stata poi erosa fino ad essere quasi spianata, infine sull'antica superficie è ritornato il
mare e si sono accumulati nuovi sedimenti.
In una discordanza semplice si presenta quando gli strati rimangono paralleli.
In entrambi i casi discordanza, per un certo intervallo di tempo si è avuta erosione e non si sono deposte nuove
rocce: questi fenomeni danno luogo a una lacuna di sedimentazione.
Elementi di tettonica
Osservando diversi affioramenti rocciosi si noterà che la loro giacitura non corrisponde a quella originaria,
questo perchè le rocce sono state spostate (<<dislocate>>) o compresse (<<corrugate>>) da movimenti terrestri
che si manifestano sulle rocce sotto forma di pressione litostatica.
3.1 Come si deformano le rocce
Quando la pressione litostatica è abbastanza forte da deformare le rocce si dice che si è raggiunto il limite di
elasticità e quindi che la deformazione è plastica, cioè permanente. Aumentando lo sforzo il corpo si rompe in
corrispondenza di un valore di sollecitazione chiamato carico di rottura.
La natura delle rocce influisce sul loro comportamento: alcune si comportano in modo elastico ma fragile,
altre in modo plastico o duttile. All'interno della crosta le rocce sono sottoposte a una pressione litostatica
dovuta alle altre rocce che la circondano. All'aumentare della pressione litostatica aumenta l'intervallo in cui si
registra la deformazione plastica. All'aumentare della temperatura diminuisce l'intervallo di elasticità e risulta
facilitato un comportamento plastico. La presenza di fluidi fa abbassare il limite di elasticità e facilità la
deformazione plastica.
Velocità di deformazione: materiali che si comportano in modo fragile se sollecitati bruscamente si rompono, se
sollecitati per lunghi tempi invece si comportano in modo plastico.
Bassa pressione e temperatura: comportamento elastico. Alta pressione e temperatura: comportamento plastico.
3.2 Quando le rocce si rompono: le faglie
Quando viene applicato uno sforzo molto intenso a una roccia si forma una lunga e profonda lacerazione che
porta allo scivolamento delle due parti per parecchi metri: questa frattura viene detta faglia. La superficie
lungo cui si è verificato il taglio si chiama superficie di faglia. Le rocce ai lati della faglia risultano spesso frantumate e
si chiamano brecce di frizione. L'entità dello spostamento di una parte rispetto all'altra si chiama rigetto. Le faglie si
dividono in:
• Faglie con piano di taglio inclinato: possono essere dirette o inverse. Si parla di faglia diretta quando il
blocco di rocce che si trova sopra il piano di taglio risulta spostato verso il basso rispetto a quello contiguo.
Si parla di faglia inversa quando invece è spostato verso l'alto.
• Faglie con piano di taglio verticale: i blocchi risultano uno sollevato e uno abbassato; il movimento può
essere avvenuto lungo la verticale oppure obliquamente, questo lo si può dedurre dalle strie che si sono
formate. Quando però le strie indicano che il movimento è stato orizzontale si parla di faglie trascorrenti.
Spesso le faglie sono associate in sistemi, ad esempio quelle che determinano una fossa tettonica: in questo
caso due sistemi paralleli di faglie disposte a gradinata provocano l'abbassamento della striscia di crosta tra
essi interposta (fossa).
3.3 Quando le rocce si piegano: le pieghe
Se le rocce si deformano incurvandosi senza rompersi si formano le pieghe. Le pieghe più frequenti sono le
succesioni di anticlinali e sinclinali: le prime hanno la convessità verso l'alto, le seconde verso il basso.
3.4 Quando le rocce si accavallano: sovrascorrimenti e falde
Se un settore di crosta, scivolando lungo una faglia, finisce per accavallarsi sul settore vicino si genera un
sovrascorrimento in cui la parte sovrascorsa viene chiamata falda o coltre di ricoprimento. I terreni sovrascorsi
vengono chiamato alloctoni quelli su cui è avvenuto il sovrascorrimento vengono chiamati autoctoni.
Finestra tettonica: “valle” abbastanza profonda che permetta di osservare sul fondo la serie sottostante,
coperta dai terreni sovrascorsi. Scogli tettonici: lembi residui se l'erosione ha demolito quasi tutta la falda
sovrastante.
4. Il ciclo geologico
La serie stratigrafica di un'area descrive la successione verticale delle formazioni che affiorano. La lettura e
l'interpretazione delle serie stratigrafiche mette in luce delle ripetizioni cicliche di alcuni eventi.
Il ciclo geologico (o ciclo di Hutton) comprende titpicamente:
• la formazione di rocce, in genere sul fondo del mare;
• la deformazione tettonica di tali rocce per movimenti della crosta, con sviluppo di magmatismo e metamorfismo e
con sollevamento di catene montuose;
• la demolizione e l'erosione delle strutture prodotte dalla deformazione tettonica, fino allo spianamento della
superficie.
Dopo tempi lunghissimi il mare può ricoprire la superficie di erosione (trasgressione): inizia così una nuova fase di
accumulo di rocce, alla quale seguirà un'altra fase di deformazioni e così via.
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