Presentazione di PowerPoint - Digilander

http://www.ingv.it/
http://www.etnaweb.net/Joomla/i
ndex.php
://www.vulcanoetna.com/gallery/v/
eruzioni/speciale_eruzione_2006/
la superficie terrestre tenderebbe a essere spianata dagli
agenti degradanti
se non intervenissero i movimenti verticali della crosta
che ricostituiscono continuamente i rilievi
•degradazione fisica o chimica
ROCCE SEDIMENTARIE
(70% delle rocce superficiali ma 5% della crosta)
costituite da materiali (detti sedimenti)
provenienti dalla disgregazione di rocce
preesistenti
spesso sono stratificate
sono importanti per lo studio dei fossili.
ciclo sedimentario
- I fase: alterazione delle rocce preesistenti con formazione di
detriti e di sostanze in soluzione.
- II fase: trasporto del materiale (fiumi, venti, ghiacciai, ecc.)
- III fase: deposizione (sedimentazione) del materiale
(continentale, marino, ecc.) per strati successivi.
- IV fase: formazione della roccia (litificazione dei sedimenti)
dovuta alla pressione di altri sedimenti (diagenesi)
Tutte le rocce sedimentarie hanno un corrispondente
nei sedimenti attuali non litificati.( rocce
sedimentarie coerenti e incoerenti)
I FASE DEL PROCESSO SEDIMENTARIO
alterazione atmosferica
processi fisici
•disintegrazione della roccia (degradazione meteorica: temperatura,
erosione ghiacciai, abrasione vento, solubilizzazione ad opera
dell’acqua). detriti
I processi chimici
•cambiamenti nella composizione della roccia (es.: carsismo, piogge
acide, caolinizzazione dei feldspati). materiale in soluzione
I processi biologici
•attività di muschi e alghe che favoriscono i fenomeni fisici e chimici
processi contemporanei (climi umidi come quello dell'Italia
settentrionale)
II FASE DEL PROCESSO
SEDIMENTARIO
Il trasporto del materiale detritico
avviene per
gravità (frane, colate, ecc.)
ad opera delle acque continentali (fiumi,
laghi, falde)
delle correnti marine,
dei ghiacciai,
del vento.
Il trasporto del materiale in soluzione
avviene ad opera
delle acque.
Ebro river
Delta of the
, Spain, which deposits
sediment into the western Mediterranean Sea. Image
courtesy of NASA.
erosione o degradazione fisica
processi di prelievo e di incisione della superficie terrestre
progressivo abbassamento del rilievo
agenti diversi: la gravità, l'acqua, il vento
 la temperatura (termoclastismo e crioclastismo)
combinazione di alcuni di essi
tipo di roccia o sedimento in cui si sviluppa.
L'erosione di versante
o degradazione
quando la gravità
ha il sopravvento sui
terreni
precipitazione a
valle lungo un pendio
sotto forma di frana.
L'erosione eolica
vento
azione abrasiva.
scarsi cambiamenti morfologici
L‘erosione marina
onde, correnti marine e vento,
nel caso di coste costituite da scarpate rocciose (falesie)
anche processi di degradazione chimica
erosione fluviale
prelievo e trasporto del
materiale detritico dal
fondo e dalle sponde.
l’energia della corrente
deve superare le forze di
gravità e di attrazione
delle particelle,
nei ruscelli e nei torrenti
montani
nei fiumi di pianura,
avviene la
sedimentazione
l'acqua dei fiumi
scorrerà sempre
dall'alto (la sorgente)
verso il basso (la foce)
lungo una percorso
chiamato alveo.
Più l’alveo è inclinato
più l'acqua è
veloce(aumento della
capacità erosiva e di
trasporto di sedimenti)
1 km/h e i 40 km
orari.
andamento dell'alveo.
alveo rettilineo: velocità più elevata al centro
del fiume
alveo incurvato: lato più esterno
• livello di base: il livello più basso al quale un fiume
più arrivare ad erodere il suo alveo es lago
• il livello di base assoluto, detto terminale, è il livello
del mare poiché al disotto di tale livello il fiume non
può scavare
il fiume scava il suo alveo se il livello di base è molto
basso
;
gole dell'Alcàntara (Sicilia) scavate in colate laviche dell'Etna
azione erosiva si manifesta: a monte
trasporto: parte mediana del fiume
la deposizione:la foce e poi in mare
delta Nilo Mississipi Po.
se le correnti marine trasportano via il
materiale: estuari
Nella carta accanto la
costruzione schematica del
delta del Po:
linea rosa intorno al 100 a.C.
linea nera intorno al 500 d C
linea rossa intorno al 1200
linea grigia nel 1600;
linea verde nel 1750
effetto dell’erosione: dipende dalle tipologie di rocce su
cui scorre il fiume:
alternanza di rocce tenere e resistenti: locali variazioni
del livello di base (rapide, o cascate)
Niagara
nelle pianure i corsi d'acqua
si muovono in ampie anse,
meandri
cambiano spesso posizione,
sia lateralmente, che verso
valle
Le piane alluvionali
prodotte dall'accumulo dei sedimenti
trasportati dai fiumi (alluvium)
alluvioni: le pianure ricevono nuovi sedimenti,
il letto del fiume si alza
L’acqua delle
precipitazioni sulla
superficie terrestre
Se incontra rocce
permeabili
Acque sotterranee
penetra nel terreno
spinta dalla forza di gravità
Quando incontra uno strato impermeabile
si ferma e si formano le
Quando l'acqua trova rocce
impermeabili si ferma e si forma la
Una falda freatica che si trova
fra due strati di roccia impermeabili
prende il nome di
Cosa succede quando
una falda affiora?
Quando una falda affiora si formano
In montagna
In pianura
Sorgenti
Fontanili
Le acque delle sorgenti ricche di sali prendono il nome
di acque minerali.
Le acque delle sorgenti che hanno temperatura più alta
di quella atmosferica prendono il nome di acque termali
I laghi
Le acque che si raccolgono in depressioni del suolo non
comunicanti direttamente col mare formano i laghi
Come si classificano
i laghi?
laghi tettonici
laghi craterici
laghi carsici
laghi di
sbarramento
laghi
glaciali
laghi relitti
conseguenze:
arrotondamento degli spigoli
negli elementi detritici (clasti),
forma sempre più sferica o a
contorni arrotondati man mano
che ci si allontana dal luogo di
origine,
dimensioni (sempre minori),
Quando l'alterazione avviene sul
posto, senza cioè trasporto
dei materiali, si ha la
formazione di un suolo.
III FASE sedimentazione .
Caratteristica della sedimentazione è la disposizione dei
materiali in strati successivi, ciascuno riconducibile ad un
singolo episodio sedimentario
3 tipi di sedimentazione
La sedimentazione meccanica
•riguarda il materiale detritico
• perdita della capacità di trasporto del mezzo (acqua, vento, ghiaccio)
es foci
La sedimentazione chimica
•il materiale trasportato in soluzione
• variazioni intervenute nel mezzo (aumento di temperatura, assenza di
moto, ecc.).
sedimentazione biochimica
• interessa il materiale trasportato in soluzione (ad
esempio il carbonato di calcio)
• le sostanze vengono fissate da organismi acquatici
(molluschi, brachiopodi, coralli, foraminiferi) per la
formazione del proprio guscio.
•
I gusci, dopo la morte degli animali, si depositano e si
accumulano nei bacini sedimentari.
IV FASE DEL PROCESSO SEDIMENTARIO
diagenesi,
insieme di processi chimici e fisici che portano
alla formazione della vera e propria roccia
(litificazione)
mutamenti di composizione e di tessitura.
temperatura inferiore ai 200°C (a temperature
superiori si parla di metamorfismo)
La durata complessiva dei processi diagenetici
è pari ad alcune decine di milioni di anni.
DIAGENESI.
compattazione è dovuta al peso dei
sedimenti sovrastanti,
ricristallizzazione coinvolge alcuni
minerali instabili presenti nel sedimento.
dissoluzione e la sostituzione
interessano alcuni minerali che possono
disciogliersi o essere rimpiazzati da altri
minerali (dolomitizzazione).
La precipitazione di nuovi minerali nello
spazio fra i grani del sedimento provoca la
cementazione del sedimento stesso.
classificazione
sulla base di:
meccanismo di formazione (clastiche o chimiche)
composizione (calcaree o silicee)
a seconda delle dimensioni dei sedimenti:
conglomerati
dimensioni dei singoli elementi
detritici (clasti) hanno un
minimo di 2 mm
ghiaie INCOERENTI
puddinga e breccia (se i clasti
non hanno subìto trasporto ed
hanno mantenuto gli spigoli
vivi) COERENTI.
arenarie
(15% delle rocce
sedimentarie)
dimensioni dei clasti sono
comprese fra 2 e 0,062 mm.
sabbie INCOERENTI
arenarie COERENTI. La
cementazione può essere
mediante la calcite oppure da
argilla o quarzo
argille
dimensioni dei clasti sono al di
sotto di 0,062 mm.(invisibili
nelle rocce coerenti)
limo (particelle più grandi)
argilla (particelle più piccole
INCOERENTI
siltiti (particelle più grandi)
argilliti e marne (particelle
più piccole COERENTI
Il processo diagenetico
principale è la compattazione:
per via meccanica e chimica
senza cementazione
caolinizzazione dei feldspati "weathering dei silicati"
Le argille sono costituite quasi esclusivamente da fillosilicati
(caolino)
prodotti dall‘idrolisi dei feldspati
nell’atmosfera e nell’acqua:
H2O + CO2 = H2CO3 H2CO3= H++ HCO3feldspati di K (ma anche di Na o di Ca)
+ acido carbonico ad
alta temperatura dà caolino + silice
2KAlSi3O8+ 2H++ H2O = Al2Si2O5(OH)4 + 2K+ + 4SiO2
nelle marne è contenuto anche carbonato di Ca (maggiore
durezza)
Sono trasportati in sospensione nelle acque
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es1202/es1202p
age01.cfm?chapter_no=12
others chemical weathering
Oxidation.
Oxygen dissolved in water combines with atoms of metallic
elements
the soil assumes a brownish red to red color.
hematite (Fe2O3) is formed:
4Fe+3 + 3O2 -> 2Fe2O3
Hydration
involves the absorption of water
conversion of hematite to limonite:
2Fe2O3 + 3H20 -> 2Fe2O3 . 3H20
hydration can be considered a physical weathering process.
I tufi o rocce piroclastiche
origine legata alle eruzioni vulcaniche
esplosive.
depositi di aspetto stratificato in modo
regolare dei materiali lavici
quando prevalgono i lapilli si parla di
tufi
ROCCE EVAPORITICHE
ROCCE ORGANOGENE
CARBONATICHE
SILICEE
1. derivano dalla precipitazione chimica o mediata da organismi
di sostanze presenti in soluzione nell'acqua (sedimenti da
alterazione chimica)
2. cementazione attraverso la precipitazione dei cristalli nelle
cavità del sedimento
evaporiti
Le si formano con la precipitazione di sali
(concentrazione e temperatura):
carbonato di calcio CALCITE INORGANICA
solfato di calcio biidrato GESSO, anidro
ANIDRITE
cloruro di sodio SALGEMMA
dove si formano
• bacini lagunari con climi caldi e aridi.
 marini: chiusura dello stretto di Gibilterra 6
milioni di anni fa
(GESSO in mar Mediterraneo e Appenini), laghi
salati (Salt lake, Mar Morto)
 acque dolci: acque calcaree idrotermali
(TRAVERTINO lapis tiburtinus) grotte
(STALATTITI E STALAGMITI, ALABASTRO)
• diagenesi per compressione
Le rocce residuali derivano dall’accumulo di
sedimenti nel luogo stesso della degradazione
Rocce organogene
carbonatiche
CALCITE (carbonato di
calcio), DOLOMITE
(carbonato doppio di Ca e
Mg)
fissazione da parte di
organismi invertebrati che li
utilizzano per formare il
proprio guscio.
accumulo e diagenesi dei
sedimenti dei gusci oppure
costruzione diretta da parte
dei microrganismi
(stromatoliti e coralli)
organismi fissatori CALCITE:
alghe azzurre (monere) STROMATOLITI
foraminiferi (protozoi con guscio),
animali: crostacei, molluschi CALCARI
AMMONITICI (ammoniti: molluschi estinti)
organismi fissatori DOLOMITE: coralli (cnidari,
meduse con endoscheletro)
fissano carbonato di Ca ma l’acqua di mare
sostituisce parte del Ca con Mg
silicee
organismi fissatori della silice contenuta nell’acqua
1. protozoi: diatomee e radiolari (alghe unicellulari con
parete cellulare impregnata di silice)
2. animali (spugne)
FARINA FOSSILE sul fondo di bacini lacustri
diagenesi limitata per tempo e temperatura SELCE,
OPALE (amorfa)
più prolungata e a temperature più elevate
CALCEDONIO e poi QUARZO
ambiente di
formazione
tipi di rocce
esempi
detritiche di tipo
alluvionale
-breccia
-conglomerato
-arenaria
-travertino
detritiche, chimiche e
organogene di tipo
lacustre
-marna
-argillite
-travertino
detritiche, chimiche e
organogene di tipo
marino
-calcare
-dolomia
-selce
prevalentemente
chimiche e organogene
di tipo lacustre (bacini
salati)
-gesso
-anidrite
-calcare
-torba
chimiche residuali di
tipo carsico
-travertino
detritiche di tipo
morenico (dep. glaciali
e fluvioglaciali)
-puddiga
-torba
CARSISMO(un altro weathering)
deriva da Carso (al confine tra Italia e
Slovenia)
particolare paesaggio dove affiorano rocce di
composizione calcarea o gessosa, le anidriti, le
dolomie le marne
scarsa vegetazione, depressioni e cavità
sotterranee (grotte).
carsismo: da cosa è provocato
sulle rocce a solubilità maggiore cioè 15% delle terre
emerse
azione delle acque di origine meteorica (la pioggia),
mare in prossimità della linea di costa, risalita di acque
profonde.
stato di fratturazione della roccia in questione
la solubilità del carbonato di Ca in acqua pura e a
temperatura ambiente è molto bassa,
aumenta notevolmente in presenza di acidi
l’acido carbonico di origine atmosferica o biologica
CO2 + H2O = HCO3- + H+
formazione dei bicarbonati
corrosione:
CALCITE
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca2+ + 2HCO3DOLOMITE
CaMg(CO3)2 + 2CO2 + 2H2O = Ca2++ Mg2+ + 4HCO3la solubilità delle rocce carbonatiche è tanto maggiore
quanta più CO2 è presente nelle acque circolanti.
L'acqua piovana ha in genere tenori di CO2 piuttosto
bassi
nei suoli invece, a causa delle attività biologiche, si
riscontrano tenori di CO2 piuttosto elevati
la solubilità dei gas in acqua
diminuisce con l’aumento della
temperatura
effetti sull'aspetto superficiale del
terreno
si ha una infiltrazione di acqua nel terreno
presenza di forme che raccolgono l'acqua
che possono essere di dimensioni molto
variabili (karren o campi carreggiati)
di dimensioni maggiori come gli inghiottitoi
o le doline
i polje che sono dei bacini chiusi di
dimensioni chilometriche
Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 + CO2 + H2O
caverna
concrezioni
carbonatiche
quando le
condizioni di
concentrazione e
temperatura
spostano
l’equilibrio a
destra (stalattiti
e stalagmiti)
Classificazione silicati
Nesosilicati
Olivina
(Mg-Fe)2SiO4
Granati
Al - Ca - Cr - Mg
Sorosilicati
Epidoto
Ca - Fe - Al
Ciclosilicati
Berillio
Be
Tormalina
Na
Inosilica
Pirosseni
Anfiboli
Fillosilicati
Talco
Mg
Muscovite
K - Al
Biotite
Al - K - Fe
caolino
Al
Serpentino
Mg
Tectosilicati
Quarzo
SiO2
disposizione 3d
Feldspati
Ortoclasio
Albite
Anortite
Feldspatoidi
Leucite
Classificazione non silicati
Solfuri
Pirite
FeS0
Aloidi
Salgemma
NaCl
Fluorite
CaF2
Carbonati
Dolomite
CaMg[CO3]4
Calcite
CaCO3
Aragonite
CaCO3
Ossidi
Magnetite
FeO - Fe2O3
Corindone
Al2O3
Ematite
Fe2O3
Quarzo
SiO2
Calcedonio
SiO2
Opale
SiO2 * nH2O
Bauxite
Al2O3 * nH2O
Solfati
Anidrite
CaSO4
Gesso
CaSO4 * 2H2O
Fosfati
Apatite
Ca
Elementi Nativi
Cu
S8
Au
Ag
C
grafite / diamante
Ca - Fe - Mg
catena semplice
catena doppia
KAlSi3O8
NaAlSi3O8
Si legato ad Al
KAlSi3O8
> presenza Al
classificati in base al residuo acido
rubino, smeraldo, zaffiro
amorfo
Classificazione rocce ignee
1# % Silice contenuta
Acide
> 65%
Neutre
65-52%
Basiche
52-45%
Ultrabasiche
< 45%
2# Struttura cristallina
Intrusive
magma
Effusive
lava
struttura granulare
struttura amorfa/microgranulare
rocce metamorfiche
Sono rocce che hanno subìto modificazioni nella
composizione mineralogica o nella struttura e
nella tessitura in seguito a mutamenti di
temperatura e pressione (metamorfismo).
1.
2.
3.
METAMORFISMO
avviene sempre in profondità nella crosta terrestre;
le rocce possono venire in superficie in seguito a
fenomeni orogenetici e geomorfologici.
Tutte le rocce (magmatiche, sedimentarie,
metamorfiche) possono essere soggette al
metamorfismo.
processi metamorfici
temperatura di poco superiore ai 300°C, inizio
metamorfismo
aumento della temperatura e coinvolgimento di
tutti i minerali originari ed anche di neoformazione.
"relitti“: alcuni minerali originari di grande stabilità.
tipi di metamorfismo 1
A) Metamorfismo regionale:
interessa una grande
estensione di rocce (decine,
fino a centinaia di chilometri)
FILLADE GNEISS
‘propriamente detto’
1. interessa aree sottoposte a
movimenti orogenetici
2. aumento generalizzato di
temperatura e di pressione.
metamorfismo da carico
1. aumento di pressione
provocato dal peso delle
rocce soprastanti (spessore
fino ad alcuni chilometri)
2. provocato dall’apposizione di
sedimenti
tipi di metamorfismo 2
B) Metamorfismo locale: aree di crosta più modeste
m. da contatto MARMO
1.
aumento di temperatura per la vicinanza di intrusioni
magmatiche.
2.
gli effetti diminuiscono man mano che ci si allontana
dall'intrusione.
Metamorfismo dinamico:
1.
aumento di pressione in prossimità di zone di frattura o di faglia
FATTORI DEL METAMORFISMO
1.
1.
2.
1.
2.
3.
4.
Gradiente geotermico:
aumento di temperatura con la
profondità (circa 3°C ogni 100m);
Pressione di carico:
prodotta dalle rocce e dai sedimenti
dipende dalla profondità e dalla
densità delle rocce soprastanti.
Pressione orientata:
è causata dalle spinte e dalle
deformazioni orogenenetiche;
non è uniforme
strutture e tessiture diverse da quelle
dovute a aumento di temperatura.
metamorfismo regionale ma non di
contatto.
LIMITI DEL METAMORFISMO
l metamorfismo è compreso fra una temperatura di
circa 300°C ed una temperatura di 800°C
quando questa temperatura viene superata si produce
la fusione differenziale o anatessi con formazione di
nuovi magmi
FACIES METAMORFICHE
facies: l'insieme dei caratteri che una roccia
presenta testimoniano l'ambiente di
formazione.( condizioni di T e P = grado di
metamorfismo)
1. facies metamorfica rocce che hanno subìto un
metamorfismo negli stessi intervalli di
temperatura e di pressione.
STRUTTURA E TESSITURA
1.
1.
2.
3.
ricristallizzazione dei minerali
cristallizzazione contemporanea,
forma irregolare (allotriomorfi)
tessitura scistosa
scistosità :divisibilità in lastre
sottili secondo piani paralleli.
dovuta a pressione orientata,
disposizione allungata dei
minerali (fibrosa,
lamellare:miche).
Altre tessiture massiccia (granuli
senza orientazione metam.
basso), zonata (bande parallele
differenti per struttura e colore),
occhiadina (grossi noduli chiari
circondati da sottili bande scure,
dovute a P elevate).
calcari, dolomie
argilla
fillade
grana fine
sfaldabile
marmi calcitici o dolomitici
micascisti
gneiss
granulosa
strati visibili
no scistosità
grossi cristalli
Marmi (5) colore variabile da bianco a
grigio venato, a rosa a giallo; grana
molto diversificata (maggiore nei marmi
alpini, minore in quelli appenninici),
scistosità ridotta. COMPOSIZIONE:
calcite o dolomite; possono essere
presenti quarzo e muscovite in
corrispondenza di venature.