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La deriva
dei continenti
e la tettonica
delle placche
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La deriva dei continenti:
la nascita di un’idea /1
L’astronomo tedesco Alfred Wegener nel 1915 è stato il
primo a proporre l’idea che i continenti un tempo fossero uniti
in un unico “supercontinente”, chiamato Pangèa, circondato
da un grande oceano chiamato Pantàlassa.
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La deriva dei continenti:
la nascita di un’idea /2
Secondo la teoria, i continenti si sono poi separati e si sono
allontanati fino a raggiungere le attuali posizioni.
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La prova geografica
Wegener era stato
impressionato
dall’osservazione che i
profili dei continenti
africano e sudamericano
sembrassero
complementari.
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La prova paleontologica
Gli stessi fossili del rettile
Mesosaurus e della pianta
Glossopteris (vissuti tra
l’Era Paleozoica e l’Era
Mesozoica) sono stati
trovati sia sulle coste
africane sia su quelle sud
americane.
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La prova paleoclimatica
Wegener ha notato che
la distribuzione di rocce
nei continenti
suggerivano un’origine
in condizioni climatiche
diverse da quelle attuali.
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Quali sono le cause della deriva
dei continenti?
Al tempo della pubblicazione della teoria, Wegener non
poteva spiegare in modo convincente le cause all’origine
della deriva dei continenti.
La teoria è stata così rifiutata per molti decenni.
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La struttura interna
della Terra
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Alla ricerca di un “modello”
per la Terra /1
Il rapporto tra la massa e il volume della Terra fornisce una
densità media:
M
D=
= 5,52 g/cm3
V
Le rocce che si trovano nello strato più esterno hanno una
densità più bassa (2,7 – 3 g/cm3), quindi gli strati più interni
devono avere una densità maggiore.
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Alla ricerca di un “modello”
per la Terra /2
La Terra è composta da strati
concentrici di diversa natura e
con diverso spessore:
• una crosta sottile;
• un ampio mantello roccioso;
• un grande nucleo (diviso in
nucleo interno e nucleo
esterno).
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La crosta terrestre
Lo strato più esterno della
Terra è la crosta terrestre, o
litosfera.
È uno strato sottile, con
spessore disomogeneo
(da 6 a 70 km).
crosta
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La crosta continentale e la crosta
oceanica
La crosta continentale è composta soprattutto da rocce
metamorfiche e da rocce magmatiche, spesso coperte da
rocce sedimentarie.
La crosta oceanica è composta soprattutto da rocce
basaltiche, con una densità media più alta rispetto alla crosta
continentale.
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Il mantello della Terra
mantello
La discontinuità di
Mohorovicic è lo strato
che separa la crosta dal
mantello sottostante.
Il mantello (che
rappresenta l’82% del
volume terrestre) può
raggiungere una profondità
di 2900 km.
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Il mantello: litosfera, astenosfera e
mesosfera /1
crosta
litosfera
astenosfera
mantello
mesosfera
nucleo esterno
nucleo interno
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Il mantello: litosfera, astenosfera e
mesosfera /2
Lo strato più esterno del mantello è solido; insieme alla
crosta, forma la litosfera.
Sotto alla litosfera e fino a una profondità di 200-250 km, si
trova un altro strato di mantello, chiamato astenosfera. È
composto da rocce parzialmente liquefatte e plastiche.
Sotto alla astenosfera, la mesosfera raggiunge la profondità
di 2900 km. Con l’aumentare della pressione, il mantello
diventa più rigido e denso.
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Il nucleo della Terra
nucleo
esterno
nucleo
interno
La discontinuità di
Gutenberg è lo strato
che separa il mantello
dal nucleo.
Il nucleo rappresenta
il 16% del volume
della Terra.
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Il nucleo produce energia
Il nucleo esterno è più fluido, mentre il nucleo interno è più
solido e ha una densità maggiore (13 g/cm3).
Il nucleo produce energia sotto
forma di calore, in parte a causa
delle reazioni termonucleari che
avvengono al suo interno.
I geyser e i vulcani sono
espressioni di questa produzione
di calore.
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Il gradiente geotermico
e l’energia geotermica
La temperatura della crosta aumenta di circa 30 °C per km di
profondità. Questo tasso di aumento di temperatura al variare
della profondità è chiamato gradiente geotermico; non è un
tasso uniforme.
Il calore geotermico può essere convertito in energia nelle
centrali di energia geotermica.
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I moti convettivi nel mantello
L’energia termica all’interno della Terra è trasferita agli strati
più superficiali tramite celle convettive nell’astenosfera.
Questi movimenti di rocce fluide sono responsabili dei
movimenti delle placche.
moti convettivi di calore
nell’astenosfera
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Il campo magnetico della Terra
Il campo magnetico terrestre può essere considerato un
dipolo magnetico, inclinato di 11’ 30’’ rispetto all’asse della
Terra.
L’origine del campo magnetico è probabilmente legato al
movimento di cariche elettriche nel nucleo esterno della Terra.
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Il paleomagnetismo
Molte rocce diventano magnetiche durante la loro formazione
e possono mantenere tracce del loro antico campo magnetico
(paleomagnetismo).
Studiando la magnetizzazione delle rocce è possibile
conoscere la loro posizione rispetto ai poli magnetici. L’analisi
dei dati suggerisce che i continenti cambiano la loro
posizione nel tempo.
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La tettonica
delle placche
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Le dorsali oceaniche
Sul fondo dell’oceano c’è un sistema di dorsali oceaniche,
sollevamenti della crosta oceanica che presentano un
avvallamento centrale, chiamato rift valley. In questo
avvallamento, il magma basaltico emerge dal mantello, si
solidifica e diventa nuova crosta.
In alcuni punti, la cresta di
una dorsale emerge dalla
superficie del mare, come nel
caso della dorsale Medio
Atlantica in Islanda.
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L’espansione dei fondali oceanici
dorsale oceanica
Secondo la teoria dell’espansione dei fondali oceanici, le
dorsali oceaniche si presentano quando due placche
tettoniche divergenti si allontanano l’una dall’altra.
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La teoria della tettonica delle placche
La teoria della tettonica delle placche, formulata negli anni
Sessanta del secolo scorso, afferma che placche rigide di
litosfera “galleggiano” sull’astenosfera, più fluida, muovendosi
orizzontalmente.
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Diversi tipi di margini delle placche
margini
divergenti
margini
conservativi
margini
convergenti
A seconda dei movimenti
relativi di due placche
confinanti, è possibile definire
margini convergenti,
divergenti o conservativi.
Il movimento di una placca
influenza il movimento di una
placca confinante, quindi la
litosfera può essere
considerata un sistema
dinamico.
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Le placche convergenti e la subduzione
Al margine di due placche convergenti avvengono fenomeni di
subduzione: una placca tettonica scivola sotto un’altra placca,
affondando nel mantello.
A livello del margine
convergente tra la crosta
oceanica e la crosta
continentale appare una
lunga e profonda
spaccatura, chiamata
fossa oceanica.
fossa oceanica
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L’orogenesi
Il movimento delle placche convergenti può generare la
formazione di montagne (orogenesi): è un processo di intensa
deformazione della crosta, che coinvolge grandi volumi di
rocce.
La catena dell’Himalaya
si è formata dalla
collisione tra la Placca
Eurasiatica e la Placca
Indiana.
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I movimenti delle placche e i terremoti
Forti terremoti possono verificarsi durante l’orogenesi o
lungo i margini conservativi, dove due placche tettoniche
si spostano in parallelo ma in direzioni opposte.
La faglia di Sant’Andrea in California è un esempio di
margine conservativo tra due placche tettoniche. Lungo la
faglia si verificano molti forti terremoti.
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