Teoria della
tettonica delle
placche
Un po’ di storia…
L’idea di una “Terra mobile” nasce nel 1910 ad opera
di
Wegener
(pubblicazione in forma completa 1915)
Egli osservò
“la concordanza delle coste atlantiche”
(incastro tra Africa occidentale ed America
sud-orientale) e
maturò l’dea di una
“deriva dei continenti”
Argomenti paleontolgici
Per spiegare identità o similarità floristiche e faunistiche tra continenti
differenti, all’inizio del secolo, ammettevano che tra essi potessero essere
esistiti dei ponti continentali sottoforma di grandi lingue di terra che poi
sarebbero sprofondati negli oceani. Wegener rifiuta questa ipotesi e
dimostra che i continenti oggi separati, si sono staccati e allontanati da
un unico grande continente.
Le “zattere galleggianti”
Wegener riteneva che le aree continentali
fossero come delle zattere che galleggiavano
sulle aree sottostanti
Il meccanismo della deriva
la deriva sarebbe stata causata dal moto di
rotazione della Terra
Il lavoro di Wegener risultò interessante ma il
meccanismo del suo funzionamento venne
considerato poco convincente
Per il perfezionamento della teoria si
dovranno aspettare gli anni Sessanta
Le scoperte degli anni
Sessanta
Grazie alla comparsa di nuovi strumenti e di
più avanzate tecniche d’indagine fu
possibile studiare in maniera innovativa i
fondali oceanici
Il fondo degli oceani
non è stabile ma in continua evoluzione:
la crosta oceanica si forma e si distrugge in
continuazione
Carta topografica dei fondali oceanici
Espansione dei fondali oceanici
La formazione della nuova crosta è
permessa dalla presenza delle dorsali
oceaniche (oltre 60.000 Km)
La sua distruzione, invece, dalle fosse di
subduzione
Dorsali e fosse di subduzione
Le dorsali non sono
La struttura delle
come le catene
montuose continentali
dorsali oceaniche
Sono invece un’ampia
fascia di crosta
oceanica larga dai
1000 ai 4000 Km che
si inarca verso l’alto
Può raggiungere i 20003000 m di altezza
È quasi ovunque segnata
da un solco
longitudinale largo
qualche decina di Km
Esse sono anche un’attiva fascia
e profondo 2000-3000 sismica (ovvero sede di terremoti).
m, tale solco è detto
rift valley
Espansioni dei fondali
Quindi…
Le colate di lava che fuoriescono scendono dal
rilievo della dorsale si espandono nella piana
abissale, dove formano la crosta oceanica che
ricopre i fondali degli oceani.
Le colate più giovani spingono lontano dalla
dorsale i prodotti delle colate più antiche e, in
questo modo, gli oceani si allargano.
Il fenomeno procede con la continua risalita del
magma che continua ad espandere la crosta
oceanica e ad allontanare sempre di più le
placche.
Il fondale ha varie età
Gli studi sulle dorsali hanno rivelato che lo
strato di sedimenti che ricopre il fondo
oceanico aumenta gradualmente di
spessore allontanandosi dalla dorsale.
Questo dato suggerisce che il fondo oceanico
sia più vecchio ai margini (dove si
accumula più materiale sedimentario) e più
giovane al centro
Tale ipotesi è confermata anche dalle
datazioni paleontologiche dei sedimenti.
Una prova inconfutabile
Gli ultimi dubbi sulla correttezza del
meccanismo di espansione dei fondali
oceanici come base per spiegare la dinamica
delle placche fu apportate dal
paleomagnetismo
Studiando il campo magnetico generato da
rocce sui fondali degli oceani sono state
rilevate anomalie positive e negative.
Una volta mappate, le anomalie producono
una figura a strisce di bande parallele.
Le bande
paleomagnetiche
Le inversioni del campo magnetico danno luogo alle
anomalie magnetiche che si riscontrano sui fondali
oceanici
La prova indipendente
La lava eruttata in differenti periodi lungo il rift e la cresta
delle dorsali medio atlantiche conservava differenti
anomalie magnetiche ossia quelle relative al periodo
durante il quale è avvenuta l’eruzione
Se il campo magnetico terrestre si è invertito
nell'intervallo di tempo intercorso tra due eruzioni, i
flussi di lava avranno conservato un set di bande
parallele con proprietà magnetiche differenti.
Riscontrare quindi bande parallele ai due lati del rift con
differenti proprietà magnetiche indica che il fondale si è
indiscutibilmente formato (e si sta ancora formando) in
tempi diversi
Tutto ciò è noto come prova indipendente
Le fosse di subduzione
Una fossa è una depressione del fondale oceanico
relativamente stretta ma molto profonda (anche
più di 10.000 metri).
Man mano che la crosta oceanica si allontana dalla
dorsale essa diviene sempre più fredda e più
pesante e ciò causa la sua discesa in profondità
nella fossa che così si viene a formare
In queste strutture, quindi, il fondale oceanico tende
a sprofondare (movimento di subduzione) cosa che
ne causa la sua rifusione a causa dell’aumento di
pressione e temperatura
Subduzione
Come avviene la subduzione
Dove avviene la subduzione, dunque, si
creano in profondità condizioni che
favoriscono la formazione di magma.
Questo risale provocando eruzioni
prevalentemente di tipo esplosivo.
Gran parte dei vulcani attivi sulla superficie
della terra si trovano in corrispondenza delle
zone di subduzione.
Il processo di subduzione avviene con velocità
variabile, da pochi millimetri a una decina di
centimetri l'anno.
I margini di subduzione
Il lembo della crosta terrestre adiacente alla fossa
di subduzione è detto margine di subduzione
Nei margini di subduzione si possono riscontrare:
– placche entrambe oceaniche (tipo Marianne),
– oppure una placca oceanica che si immerge sotto
una continentale (tipo Andino o Cileno).
La crosta oceanica viene quindi continuamente
distrutta a livello dei margini di subduzione e
continuamente formata ai lati delle dorsali
Questo è il motivo per il quale la crosta oceanica è
molto più recente di quella continentale
Conseguenze del processo di
subduzione
La subduzione implica importanti
conseguenze:
– Sismicità: il sottoscorrimento di una placca in
un’altra causa enormi attriti che determinano
terremoti (le regioni vicine alle fosse di
subduzione sono altamente sismiche)
– Vulcanesimo: il materiale in fusione risale
sotto forma di magma e ciò provoca la
comparsa di archi vulcanici o isole vulcaniche
Archi
vulcanici
Se la fossa fiancheggia il margine di un continente lungo
questo margine si innalza una catena di vulcani che
individua un arco vulcanico (es Ande parallele alla fossa
del Perù-Cile)
Isole
vulcaniche
Se la fossa si sviluppa in pieno oceano si forma,
parallelamente, una arco di isole vulcaniche (es. isole
Marianne lungo l’omonima fossa)
Il sistema arco-fossa
Poiché, quindi, le fosse di subduzione sono
accompagnati da archi vulcanici si parla di
sistema arco-fossa
I moti convettivi del mantello
Queste ed altre scoperte portarono ad ipotizzare
l’esistenza di profondi moti convettivi che trasportano
in superficie, in corrispondenza delle dorsali mediooceaniche, materiale roccioso fuso.
Il magma tende a salire verso la superficie spostando
verso il basso il materiale meno caldo e formando in
questo modo grandi correnti convettive organizzate in
celle cilindriche.
Quando una corrente convettiva urta la crosta, la
solleva. La crosta sollevata si assottiglia fino a
fessurarsi lasciando fluire verso l'esterno il magma. Il
magma che giunge all'esterno si raffredda e
consolidandosi chiude la fessura.
Le celle convettive
L’intero meccanismo si deve, quindi, a masse rocciose
fuse che, a livello delle dorsali, si solidificano una volta
giunte sui fondali marini, migrano su di essi,
sprofondano nelle fosse di subduzione, tornano a
fondersi e riemergono a livello delle dorsali
Per fare spazio alla continua aggiunta di nuova crosta
le placche che si trovano sui due versanti vengono
lentamente ma continuamente allontanate.
1
km
(Faglia di San Andreas)
Le faglie
Lungo le dorsali oceaniche il magma
non fuoriesce nello stesso tempo ed
alla stessa velocità
Questo determina che mentre in una
certa zona della dorsale esso causa la
formazione di nuova crosta oceanica in
un’altra si ha un periodo di stasi
Per accomodare gli sforzi generati da
diseguali velocità di espansione dei
fondali si formano, lungo la dorsale e
trasversalemente ad essa, delle
fratture dette faglie trasformi (famosa
quella di S. Andrea dove la zolla
pacifica scivola lungo la zolla
americana alla velocità di circa 5 cm
all’anno)
La Tettonica delle Placche
Alla fine degli anni Sessanta si è quindi
giunti alla elaborazione della teoria globale
della Tettonica delle Placche
Si parla di teoria globale perché tramite essa
si dà spiegazione di gran parte degli eventi
che riguardano la litosfera: “deriva dei
continenti”, espansione dei fondali oceanici,
vulcanesimo, terremoti, processi orogenetici.
Le placche
La presenza di dorsali oceaniche, fosse di
subduzione e faglie trasformi delineano
un’immensa rete su tutta la litosfera
dividendola in placche (circa 20 delle quali 6
molto grandi)
I margini delle singole placche possono
essere suddivisi in:
– Margini costruttivi (o divergenti)
– Margini distruttivi (o convergenti)
– Margini conservativi
Le placche
Attività lungo i margini
Margini costruttivi: sono rappresentati dalle dorsali
oceaniche; qui si forma nuova litosfera oceanica che si
allontana dalla dorsale. Si osserva sismicità e vulcanesimo
effusivo.
Margini distruttivi: sono rappresentati dalle fosse di
subduzione dove la litosfera divenuta più fredda e pesante
tende a sprofondare. Le placche interessate da margini
convergenti possono essere entrambe oceaniche, entrambe
continentali oppure una oceanica ed una continentale. Si
osserva grande attività sismica e vulcanesimo esplosivo.
Margini conservativi: sono rappresentati da grandi faglie
trasformi dove la litosfera si muove trasversalmente ma
senza variazioni di volume. Si osserva forte sismicità e
fenomeni di metamorfismo.
Le placche tettoniche
I continenti non devono essere pensati
erranti attraverso la crosta oceanica, ma si
devono considerare come parte di placche
che si muovono sulla soffice e plastica
astenosfera.
Le placche sono mosse dalle correnti
convettive del mantello, che costituiscono
una sorta di forza motrice.
Tutta la crosta terrestre è quindi divisa in un
certo numero di placche o zolle semirigide.
Processi orogenetici
Quando le due placche che entrano in contatto
sono entrambe continentali non si verifica la
subduzione perché la crosta continentale ha densità
inferiore a quella dell'astenosfera e quindi le
placche non possono "affondare" in essa
Il margine di collisione tra due placche continentali
è detto di collisione.
Ciò è alla base dei processi orogenetici che portano
alla formazione dei rilievi montuosi
L’Himalaia ad esempio si è formato a seguito dello
scontro tra la placca indo-australiana e quella
asiatica.
