crosta terrestre e morfostruttura

La crosta terrestre
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Classificazione delle Rocce Ignee
Le due cose importanti necessarie per classificare una roccia ignea sono:
 tessitura
 composizione
La tessitura di una roccia ignea si riferisce essenzialmente alla grandezza e alla forma
dei cristalli che la costituiscono e al rapporto con cui questi stanno gli uni con gli altri.
La composizione di una roccia si basa sul riconoscimento dei minerali che
costituiscono la roccia stessa.
Ovviamente per alcune rocce vulcaniche i minerali possono
essere tanto piccoli da non essere
distinguibili, nemmeno tramite
microscopio. In questo caso dovremo
basarci sulla composizione chimica
della roccia.
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Tessitura
Questa è una fotografia
macroscopica di un
GRANITO
Roccia composta
essenzialmente da:
-Quarzo
-Feldspato alcalino
-Plagioclasio
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Tessitura
Questa è
una
fotografia
di una
sezione
sottile vista
al
microscopio
di un granito
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Tessitura
mica
quarzo
Feldspato.
alcalino
plagioclasio
I vari minerali non sono cementati tra di loro e
i cristalli sono orientati a caso.
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Quenching (congelamento)
Quando un magma è esposto a temperature relativamente basse (atmosfera terrestre o acqua in
superficie) non ha il tempo di adeguare la sua energia per formare cristalli organizzati.
Il risultato è la formazione di vetro in un processo chiamato quenching (congelamento).
Ossidiana
Pomice
La struttura della pomice e dell’ossidiana è
composta essenzialmente di vetro, ad
indicare la sua formazione al contatto tra il
vulcano e l’aria.
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Lave a cuscino
Pressione Idrostatica
Risalita
di
magma
Le lave a cuscino (pillow lavas) si formano quando i flussi di lava in ambiente
marino sono sottoposti ad elevata pressione idrostatica
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Raffreddamento lento
Con il raffreddamento
lento, si formano meno
nuclei e questo
permette lo sviluppo di
singoli cristalli più
grandi.
Questo è quello che si
vede in una roccia
ignea intrusiva.
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Raffreddamento a due stadi
Molte rocce ignee hanno dimensioni dei cristalli molto differenti
Questa è chiamata tessitura porfirica.
1) In un primo momento il raffreddamento avviene relativamente in
modo lento (in profondità); ciò permette lo sviluppo dei cristalli più
grandi.
2) Poi il magma viene raffreddato più rapidamente: i cristalli più grandi
(ed in genere quelli più sviluppati) vengono intrappolati in una
matrice di materiale a grana più fine.
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Tessiture porfiriche
Molte rocce ignee hanno una grana variabile: alcuni cristalli piccoli ed
altri più grandi.
Microfotografia di un
fenocristallo di
feldspato (1 cm) in una
matrice (nera) vetrosa
Campione macroscopico di una roccia
a grana media con fenocristalli
centimetrici di feldspato
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Perchè le rocce fondono?
la fusione parziale di una roccia può essere
causata da
•Aggiunta di H2O
•Diminuzione di pressione
•Aumento di temperatura
Quindi quando si formano rocce
magmatiche dobbiamo chiederci
quale di questi meccanismi stia
avvenendo.
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La crosta terrestre
La crosta terrestre è uno
degli involucri concentrici in
cui è suddivisa la Terra:
si intende lo strato più
esterno avente uno spessore
medio variabile fra
5 km (crosta oceanica) e
35 km(crosta continentale).
La crosta si distingue dal
mantello perché le sue rocce
cristalline sono
prevalentemente acide o
basiche, mentre quelle del
mantello sono ultrabasiche
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Spessore della crosta terrestre in km
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Crosta oceanica
Crosta Continentale
Spessore: 2-10 km (in media 7 km)
Crosta Oceanica
•Stratigrafia relativamente
uniforme  serie ofiolitica
–
Sedimenti di mare profondo
–
lave a cuscino (pillow basalts)
–
dicchi basaltici
–
gabbri massivi
–
Rift centrale
Lave a cuscino
Sedimenti
Peridotiti (mantello)
Dicchi
basaltici
Gabbri
massivi
Peridotite
(Mantello)
Camera magmatica
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Formazione della crosta oceanica
La crosta oceanica si forma a partire dalle dorsali medio-oceaniche, dalle quali
fuoriesce in continuazione magma basaltico proveniente dalla fusione parziale
delle peridotiti del sottostante mantello
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Crosta continentale
•Spessore: 20-70 km; in
media ~ 35 km
Crosta Continentale
Crosta Oceanica
•Composizione molto
variabile (~ granodiorite)
Divisa in:
- Crosta Superiore (più leggera, più ricca in SiO2 e relativamente
povera in MgO) e
- Crosta Inferiore più pesante (meno ricca in SiO2 e più ricca in
MgO)
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Eterogeneità della crosta continentale
Mentre nella crosta oceanica predominano i basalti, la
composizione prevalente delle rocce sedimentarie o
metamorfiche che formano la parte superiore della crosta
continentale è di tipo granitoide (graniti, granodioriti) o
metamorfico (gneiss).
In molte aree è presente una copertura sedimentaria, con
spessori che possono giungere a qualche chilometro. La
grande varietà di associazioni di rocce si manifesta con una
caratteristica eterogeneità della crosta continentale, che
contrasta con la relativa omogeneità della crosta oceanica.
Le principali morfostrutture sono i cratoni , le fosse
tettoniche, gli archi insulari e i margini continentali
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Cratoni
Un cratone (dal greco κράτος = forza) è una parte antica e
stabile della crosta continentale che non ha subito
modificazioni e che è sopravvissuta alla fusione e
separazione di continenti e supercontinenti per almeno
500 milioni di anni. I cratoni si trovano generalmente
all'interno dei continenti e possono estendersi fino a
profondità di 200 km
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Scudi e tavolati
I cratoni sono costituiti da scudi con rocce molto antiche
e da tavolati che si estendono intorno agli scudi e sono
costituiti oltre che da un substrato di rocce
metamorfiche e magmatiche anche da una copertura
sedimentaria
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Aree di frattura (rift valley)
Per rift (dall'inglese: «frattura, spaccatura») o fossa tettonica si intende
un’area in cui la crosta terrestre e la litosfera vengono separate
sotto l'azione di forze di trazione. Caratteristiche tipiche sono una
depressione centrale detta Graben (in tedesco, letteralmente:
«fossa») con dei fianchi laterali detti horst (in tedesco:
«pilastro»). I blocchi ribassati scorrono su fratture dette faglie. In
questo caso la distensione determina la formazione di faglie
normali o dirette
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Aree di frattura
All’interno delle fosse tettoniche vi è un’attività
vulcanica con magmi basici (es. Kilimangiaro)
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Orogeni
Il termine orogenesi (dal greco ὄρος = rilievo + γένεσις = origine, causa
produttiva) si riferisce ai processi che sono coinvolti nella formazione
di qualsiasi rilievo;
nel linguaggio geologico, il termine orogeni indica quelle catene
montuose le cui masse rocciose hanno subito una deformazione.
Gli orogeni sono fasce lunghe che si estendono intorno ai cratoni.
Queste fasce presentano un’intensa attività magmatica e
metamorfica. Gli orogeni si formano ai margini dei cratoni quando
questi sono coinvolti in fenomeni di collisione tra placche
litosferiche
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Orogeni
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Archi insulari
Si formano quando una porzione di crosta oceanica subduce sotto altra crosta
oceanica
.
Nella zona di subduzione gli elementi volatili inclusi nella porzione di crosta
subdotta inducono fusione parziale del mantello sovrastante, generando dei fusi la
cui alcalinità aumenta all'aumentare della distanza dalla fossa. Il magma così
creato risale la crosta e causa l'attività vulcanica degli archi
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Margini continentali
La piattaforma continentale si estende fino alla linea di
demarcazione di un continente e può distare anche centinaia di
chilometri dalla linea costiera. La piattaforma termina nel punto
in cui il pendio aumenta fortemente la sua inclinazione. Questo
punto di "rottura" è detto scarpata continentale, la quale a sua
volta termina nella parte più bassa degli oceani, detta anche
piana abissale.
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Interno della Terra
Composizione stratificata
sia in termini di composizione chimica
che mineralogica.
Mantello Superiore (dal contatto con la
crosta fino a 410 km).
Il contatto con la crosta è detto
Discontinuità di Mohorovicic (Moho)
Mantello litosferico (solido) spessore
variabile (in genere fino a ~80 km)
Mantello Astenosferico (parzialmente
fuso) ~ 80-220 km
Mesosfera di nuovo solida (peridotite a
granato)
Crosta
Profondità (km)
80
Mantello Superiore 220
Discontinuità
Zona di transizione 410
di Mohorovicic
660
Mantello
Discontinuità di
Gutenberg
Mantello
Inferiore
2900
Nucleo
Esterno
(liquido)
Nucleo
5145
Nucleo
Interno
(solido)
6370
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Litosfera e astenosfera
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La litosfera
La litosfera (dal greco "sfera rocciosa") è la parte
della Terra che comprende la crosta terrestre e la
porzione più superficiale del mantello superiore
La litosfera è per lo più composta da materiali allo stato
solido; essa poggia sull'astenosfera, che, a causa della
temperatura, che si avvicina al punto di fusione dei
materiali che la compongono, ha un comportamento
plastico.
La conseguenza di tale differenza di densità comporta un
processo nel quale la litosfera, suddivisa in blocchi
(placche), galleggia sull'astenosfera, con conseguenti
movimenti verticali.
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L’astenosfera
L'astenosfera è una fascia superficiale del mantello terrestre,
compresa tra i 100 e i 250 km di profondità, in cui le rocce sono
parzialmente fuse.
La presenza di materiale che si comporta come un fluido ad
altissima viscosità è provata dai movimenti isostatici della
superficie terrestre. Si tratta di movimenti verticali conseguenti
a variazioni di peso della crosta, interpretabili come fenomeni di
galleggiamento (isostasia).
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Isostasia
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Terremoti solo nella Litosfera
I terremoti sono provocati da movimenti relativi tra blocchi di
roccia e avvengono solo nella litosfera
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Astenosfera e tettonica delle placche
Sull’astenosfera (low velocity layer) si muovono
orizzontalmente le placche litosferiche
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Curva ipsografica
La curva ipsografica della superficie terrestre è una curva cumulativa in cui per
ogni punto il valore sull'ascissa indica l'estensione della superficie terrestre
compresa fra la quota del valore riportato sull'ordinata è l'altitudine massima
della superficie terrestre; in ascisse sono riportati sia i valori assoluti che la
percentuale rispetto all'estensione totale
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Lettura della curva ipsografica
Dalla curva ipsografica si ricava che:
il 7% della superficie sottomarina è occupato dalla piattaforma continentale
(zona di raccordo tra la zona subaerea e la scarpata continentale; si estende
dal livello marino a circa 200 m di profondità);
il 9% della superficie sottomarina è interessato da scarpate continentali(più
ripida rispetto alla piattaforma; è la zona di raccordo tra la piattaforma
continentale e i fondali oceanici e raggiunge circa i 2.000 m di profondità);
l'83% della superficie sottomarina è occupato dai fondali oceanici la cui
profondità media è di -3.800 m e si estendono fino ad una profondità di 6.000 m;
l'1% della superficie sottomarina riguarda le fosse o abissi oceanici che
comprendono tutte le depressioni oltre i 6.000 m di profondità.
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Lettura della curva ipsografica
Le altezze medie della crosta continentale e di quella
oceanica sono rispettivamente di 820 m e -3.800 m; queste
differenze sono dovute alla differente composizione e
quindi densità media delle due porzioni più esterne della
Terra che portano ad un differente "livello di
galleggiamento" sul Mantello.
Infatti la densità media della crosta continentale è di
2,2 - 2,3 g/cm3 ,
mentre la crosta oceanica ha una densità media di
3,2 - 3,3 g/cm3 ;
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