a02 geologia

CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E CENNI DI DINAMICA CROSTALE
Le illustrazioni di sinistra sono tratte dal “The
Sacred Theory of the Earth (1684)” e di destra
dal “Telluris Theria Sacra (1681)” entrambe
opere di Thomas Burnet in cui la formazione
dei rilievi terrestri viene spiegata con il Diluvio
biblico. Secondo Burnet una porzione della
superficie terrestre si spaccò e le acque
sotterranee sgorgarono e sommersero il
pianeta. Poi rifluirono nella depressione
formatasi, dando vita agli oceani che
successivamente si ritirarono quanto bastava
per lasciare all’asciutto le montagnose rive dei
continenti circondati di isole.
I maggiori ponti continentali utilizzati dai
fissisti per spiegare la distribuzione di
moltissimi fossili animali e vegetali (da
Trevisan e Tongiorgi, 1976)
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E CENNI DI DINAMICA CROSTALE
La teoria della deriva dei continenti di Alfred Wegener
La teoria di Wegener trovò forti
opposizioni in campo
scientifico.
Per arrivare all'affermazione
della mobilità dei continenti
bisogna arrivare agli anni
Sessanta con l'enunciazione
della “Plate Tectonic”
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E CENNI DI DINAMICA CROSTALE
La teoria della deriva dei continenti di Alfred Wegener
Alla fine del Paleozoico tutti i continenti erano riuniti a formare
un unico continente, la PANGEA.
Durante i Mesozoico la Pangea cominciò a smembrarsi e i
frammenti si separarono fino ad assumere le caratteristiche
che li contraddistinguono
Prove a sostegno della teoria di Wegener:
Corrispondenze delle coste atlantiche di Africa e Sud America
Corrispondenza di aspetti geologici regionali e delle provincie
biogeografiche
GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA
TERRA
La crosta terrestre e la teoria dell'isostasia
La crosta terrestre ha una minore densità del mantello sottostante e si comporta come ghiaccio
che galleggia sull'acqua.
L'isostasia è una condizione di equilibrio relativa al galleggiamento dei continenti su un mezzo a
densità maggiore: i volumi che si elevano al di sopra del geoide devono essere compensati da
un maggior volume in profondità
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE
Generalità
Ipotizzando un profilo ideale che rappresenti la sezione di un oceano è possibile riconoscere i
seguenti tipi morfologici:
Zona litorale
Piattaforma continentale
Scarpata continentale
Bacino oceanico
Area di rift
Area di fossa
Guyot e Seamounts
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE
Rappresentazione del fondo degli Oceani basata sugli studi di Bruce C. Heezen e marie Tharp del Lamont
Doherty Geological Observatory
Ricostruzione dell'assetto geografico
mondiale dalla fine del Paleozoico ad oggi
(a) La scissione della Pangea. Così dovrebbe essersi presentato, circa 200 milioni di anni fa,
alla fine del Paleozoico e all’inizio del Mesozoico, l’antico supercontinente Pangea (“tutta
terra”). Il Pantalassa (“tutto mare”) si è trasformato nell’Oceano Pacifico attuale, mentre il
Mare Mediterraneo odierno rappresenta, nella porzione orientale, un residuo della Tetide.
Depositi glaciali permiani si rinvengono in aree fra loro notevolmente lontane, come l’America
meridionale, l’Africa, l’India e l’Australia. Ciò si spiega in modo semplice ammettendo che
durante il Permiano un solo grande ghiacciaio continentale ricoprisse la regione polare
meridionale della Terra di Gondwana, prima della scissione dei continenti. La probabile
estensione di questo enorme ghiacciaio è indicata dalla zona ombreggiata. (b) Ricostruzione
dell’assetto geografico mondiale alla fine del Triassico, circa 180 milioni di anni fa, 20 milioni
di anni dopo l’inizio della deriva. Il nuovo fondo oceanico è rappresentato in colore. Le zone
di espansione sono indicate da linee in marrone scuro, le faglie trasformi da linee nere e le
zone di subduzione da un tratteggio, mentre le frecce descrivono il movimento dei continenti
a partire dall’inizio della deriva. (c)Assetto geografico mondiale alla fine del Giurassico, circa
135 milioni di anni fa e 65 milioni di anni dopo la deriva. Il fondo oceanico creato nei
precedenti 45 milioni di anni è indicato in colore. (d) Assetto geografico mondiale alla fine del
Cretacico, circa 65 milioni di anni fa. In colore è riportato il nuovo fondo oceanico, formatosi
nei precedenti 70 milioni di anni, quanti ne sono intercorsi dall’immagine della figura
precedente. (e) Assetto geografico mondiale attuale. In colore il fondo oceanico creato negli
ultimi 65 milioni di anni, cioé durante il Cenozoico (da R.S. Dietz e J.C. Holden, The Breakup
Pangaea, Scientific American, 1970).
GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA
TERRA
La struttura interna della Terra: nucleo e mantello
Raggio medio terrestre = 6371 Km
Dendità media = 5.517 g/cm3
Profondità massima d'indagine
Interna= 13000 m
Dallo studio della propagazione delle onde sismiche di tipo “P” e di tipo “S”
Sono stati identificate delle superfici di discontinuità che rispondono in modo
omogeneo alle sollecitazioni elastiche
GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA
TERRA
La struttura interna della Terra: nucleo e mantello
Le discontinuità di Moho (8-70 km), di Gutenberg (2920 Km) e di Lehmann (4980 Km)
separano la terra in sfere concentriche di densità decrescente dal centro verso l'esterno
Dal centro della Terra alla superficie:
Nucleo interno (solido, costituito da nichel e ferro)
Nucleo esterno (fluido, costituito da ferro ed elementi leggeri quali silicio, zolfo ed ossigeno)
Mantello (silicati ricchi di ferro e magnesio, da solo costituisce l'83% del volume terrestre)
Crosta terrestre
GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA
TERRA
La crosta terrestre e la teoria dell'isostasia
La curva ipsografica della superficie terrestre (a sinistra) esprime in milioni di Km 3 l'ampiezza
delle aree comprese entro i limiti di altitudine e di profondità. La maggior parte della superficie
terrestre appare distribuita in due gradini (840m, altitudine media dei continenti e 3800 m,
profondità media degli oceani)
I modelli Pratt e Airy (a destra) spiegano l'isostasia in modo diverso
Modello di Pratt (1855): i settori crostali hanno densità diverse e inversamente proporzionali alla
loro elevazione
Modello di Airy: i settori crostali hanno la stessa identità ma profondità diverse, direttamente
proporzionali alla loro elevazione
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE
La dinamica crostale e la tettonica delle placche
La teoria della tettonica delle placche si basa su un modello
dinamico con placche litosferiche rigide che si muovono su
un'astenosfera plastica.
Le placche possono essere formate indistintamente da crosta
oceanica e/o crosta continentale.
La crosta terrestre oceanica e la crosta continentale differiscono
per composizione e densità:
La crosta oceanica ha una composizione basaltica (toleiti)
La crosta continentale ha una composizione sialica
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE
Le dorsali oceaniche
Le dorsali oceaniche hanno forme diverse dalle
catene montuose dei continenti e si estendono per
una lunghezza di circa 80.000 Km
Nascita e l'evoluzione di un oceano:
Apertura di un fascio di fratture ed allontanamento
delle zattere continentali
Risalita di masse basiche
allargamento del nuovo oceano
dal
mantello
ed
Ulteriore espansione oceanica, formazione di una
grande dorsale centrale e formazione per attrito di
catene montuose
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE
I bacini oceanici
Si tratta di grandi pianure
sommerse con profondità
che vanno dai 2000-2500 m
fino ai 4000-5000 m e che
si estendono per centinaia
di Km2.
I pendii sono coperti da un
sottile strato di sedimenti
che si accumula lentamente
sul fondo oceanico.
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE
Le fosse oceaniche
Sono depressioni di forma allungata che si
sviluppano ai margini degli oceani e che
rivelano le zone dove la crosta oceanica si
immerge in profondità sotto i margini
continentali.
Hanno una struttura larga 50-100Km e
profonda mediamente 6 Km. Possono
tenere nella gola assiale una striscia di
sedimenti recenti, spessa 2-3 Km
Sono tipicamente asimmetriche: il lato
oceanico è sempre meno ripido di quello
continentale
CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI
AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE
Strutture indipendenti: guyot e seamount
I guyot sono vulcani a cima tronca sottomarini talvolta in attività (Hawaii) talvolta coperti
completamente da barriere coralline (atolli dell'Oceano Pacifico)
Le seamounts sono rilievi sottomarini isolati o in catene di forma conica
Profilo sismico a riflessione attraverso la zona di subduzione della fossa di Giava, a Sud di Bali.