Tettonica delle Placche

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Categoria:	Biologia
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Data:	26.09.2001
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Nella lezione di oggi nn vogliamo far altro che raccogliere in un quadro unico le informazioni che abbiamo sparpagliato qua e là nella descrizione della espansione dei fondali oceanici. Alcuni testi chiamano la teoria riassuntiva dei diversi fenomeni di attriti come teoria della tettonica delle zolle ma in realtà è preferibile l’uso del termine PLACCHE perché per placca si intende una struttura estesa in superficie dallo spessore ridotto, col termine ZOLLA nn si sa bene cosa uno intenda applicando termini che derivano dall’ambiente agricolo.
Per cui la chiameremo: TETTONICA DELLE PLACCHE!

Secondo questa teoria tutta la litosfera (ricordiamoci che per litosfera nn intendiamo soltanto la crosta ma anche la parte solida al di sopra della astenosfera del mantello superiore insomma!) è frantumata e suddivisa in quelle che vengono chiamate PLACCHE, vi sono placche di dimensioni enormi e placche molto più ridotte: 12 sono le principali (le + grandi), però a ben vedere ce ne sono altre che magari nn vengono riportate sul planisfero del nostro bellissimo libro, che però vanno a aumentare il numero delle placche. Importante è che nn esistono spazi vuoti fra una placca e l’altra! Quindi queste placche sono delimitate da quelli che vengono definiti MARGINI DI PLACCA, con caratteristiche magari diverse ma che sono cmq a contatto l’uno con l’altro.
Che tipo di margini delimita il bordo di una placca? Abbiamo i margini DIVERGENTI, che corrispondono alle dorsali che abbiamo descritto, ad esempio, quelle oceaniche, divergenti perché in corrispondenza della dorsale viene emesso nuovo materiale da parte del mantello sottostante e quindi praticamente i due margini tendono ad essere allontanati l’uno dall’altro per essere praticamente rimpiazzati dalla nuova lava che si frantumerà e formerà un nuovo margine divergente. Abbiamo i margini CONVERGENTI che sono invece quelli in cui si ha la consunzione del materiale del fondo oceanico, cioè quelli che corrispondono alle fosse del fondo oceanico, dove la crosta oceanica si immerge al di sotto della crosta continentale (questo perché venendo a contatto, essendo la crosta oceanica più densa, è lei che si immerge al di sotto di quella continentale che tende per conto suo a galleggiare per il discorso della spinta di Archimede). E abbiamo infine gli altri margini che sono quelli TRASVERSALI, che vengono chiamati dal nostro testo trasformi ma ricordiamo che per noi la faglia trasforme è solo quel pezzettino del margine orizzontale, dove avviene il movimento in senso opposto dei due settori della dorsale oceanica per l’emissione delle lave basaltiche: in una direzione rispetto a un settore della dorsale, e nell’altra direzione rispetto all’altro settore della dorsale. Solo quel pezzettino è una faglia trasforme, il resto del margine orizzontale nn può essere detto trasforme perché lì nn ho il movimento in senso opposto delle due placche, quella la chiamo trascorrente. Sul nostro testo nn fa questa distinzione; quindi la faglia trasforme è solo quella compresa tra i due settori di dorsale sfasati uno rispetto all’altro dove il materiale sta scorrendo in direzioni opposte. Al lato di questa continuiamo ad avere la frattura orizzontale ma nn possiamo più chiamarla trasforme, semmai la chiamiamo trascorrente..CAPITO?! Allora queste sono i nostri margini, a livello di queste zone avvengono tutti i fenomeni attivi dal punto di vista del comportamento endogeno della terra, è qui che noi troviamo i terremoti e l’attività vulcanica, anche se per quanto riguarda quest’ultima sono state descritte eruzioni in corrispondenza del centro per esempio delle placche, quindi che nn hanno nulla a che vedere con i margini. Però per spiegare il perché di questa attività vulcanica sono state prese in considerazione altri fenomeni riguardanti il nucleo della terra su cui torneremo più avanti. I grandi terremoti a cui siamo abituati noi avvengono sempre in corrispondenza dei margini, sappiamo perché l’abbiamo già detto che là dove c’è la faglia trasforme il terremoto è superficiale, e l’intensità è abbastanza bassa, ma nel momento in cui arriviamo invece nella zona di subduzione, là dove c’è il piano di BEINIOFF, questo piano inclinato dove il fondo oceanico si immerge al di sotto del continente, lì via via gli ipocentri sono più profondi e anche l’intensità dei terremoti chiaramente è più elevata. Ma oltre all’attività sismica e vulcanica, le caratteristiche dell’attività vulcanica nn le abbiamo ancora descritte perché abbiamo lasciato il capitolo otto come ultimo, però siete in grado lo stesso di capire cosa dice sul vs testo, perché dopotutto nella classificazione delle rocce ignee i riferimenti ai vari tipi di magma li abbiamo già fatti, sappiamo che il magma basico è quello più fluido( perché ha temperatura più alta ed è anche di origine primaria e che quindi viene dal mantello) e se è magma fluido uscirò a livello delle dorsali in maniera tranquilla,formerà i cuscini di lava, il vulcanismo sarà caratterizzato da un magma che scorre, che ha pochi gas da espellere, e quindi sarà tutta un’attività più tranquilla. Quando noi abbiamo la zolla che se ne và contro, cioè siamo nella zona della subduzione il materiale che passa sotto nn è soltanto la crosta oceanica che è di natura basica, ma comprende anche il materiale acido che si è raccolto come sedimenti sul fondo del mare; quindi la composizione del magma che si ottiene in corrispondenza di una zona di subduzione è più acida rispetto a quella di una dorsale, quindi se è più acida, il magma è più viscoso, se il magma è più viscoso tende a scorrere di meno, nn è detto che arrivi in superficie, ma se ci arriva dà chiaramente fenomeni più di tipo esplosivo che di tipo effusivo, quindi i vulcani che sono posizionati in prossimità delle zone di subduzione sono vulcani la cui lava è di caratteristiche intermedie, quindi a volte può iniziare a fluire tranquillamente e dare l’effusione ma il più delle volte è accompagnata da grandi esplosioni e anche gli effetti che ha sulle popolazioni costiere è diverso: una lava che trabocca tranquillamente dando il tempo alle persone di mettersi in salvo..(divaga dicendo che lave fertilizzano dopo 50 anni), se invece siamo in prossimità di attività di tipo esplosivo accompagnata da emissione di grandissime nubi, vapore acqueo a temp di 200-300 gradi che rotolano giù dalle pendici del vulcano..SIETE MORTI!!! Per cui che ci sia un tipo di vulcanismo in prossimità delle dorsali o un tipo di vulcanismo completamente diverso in prossimità delle coste anche questo possiamo arrivare tranquillamente a dedurlo dallo studio delle rocce ignee che avevamo già studiato! Ma se questa tettonica delle placche deve essere considerata una teoria globale della zoologia nn mi basta che mi spieghi perché ci sono i terremoti in quelle zone, le caratteristiche di questi terremoti, perché c’è l’attività vulcanica in quelle zone, le caratteristiche dell’attività vulcanica in quelle zone, deve spiegarmi anche quegli altri fenomeni che accompagnano la descrizione geologica della superficie terrestre e tra qs fenomeni abbiamo la formazione degli OROGENI. Noi delle orogenesi ne abbiamo parlato e abbiamo visto che in tempi abbastanza recenti se ne sono succedute almeno 3 (Caledoniana, Ercinica, Alpina); ma il meccanismo di formazione di qs catene montuose alla luce della tettonica delle placche come deve essere inteso? Nn è corretto cominciare la descrizione della formazione delle orogeni dalla situazione odierna della superficie terrestre perché oggi ci sono già i continenti, ma in passato la terra primitiva una volta che si è raffreddata deve avere una costituzione a livello di crosta abbastanza informe in tutte le sue zone, perché il materiale più leggero siamo d’accordo che si è raccolto alla superficie ma si è raccolto tutto alla stessa distanza dal centro. Quindi una terra costituita per la maggior parte da quella che noi ora chiamiamo crosta oceanica, col livello delle acque distribuito in maniera abbastanza uniforme sulla superficie della terra stessa. Questa crosta oceanica è stata frantumata in corrispondenza delle dorsali e ha cominciato a muoversi praticamente, allontanandosi dalla zona delle dorsali e convergendo nelle zone praticamente laterali. Nel momento in cui vengono a contatto due croste oceaniche, nn è che una è più leggera rispetto a quell’altra, hanno la stessa densità, ci sarà un richiamo verso mantello che coinvolga entrambe le mie due parti della crosta oceanica. Ricordiamoci che ancora oggi noi abbiamo ancora delle placche che sono costituite solo da crosta continentale,placche in parte da crosta oceanica e in parte continentale(pensate la placche che porta nella parte centrale l’Africa comprende anche tutto il basamento dell’oceano atlantico sul lato ovest), ed abbiamo anche placche fatte tutte da crosta oceanica. E se vengono a contatto,spinte lateralmente, due placche oceaniche tenderanno ad immergersi tutte e due anche se di preferenza ce ne sarà cmq una che passa sotto l’altra, però siamo sempre in un tentativo di risucchio. Ma quando io faccio il risucchio, porto il mio materiale a una temperatura più elevata perché vado verso il centro, e portando a una temperatura più elevata quali sono i minerali presenti che fondono per primi? Anche se parto da una situazione uniforme di distribuzione dei minerali, però tra i vari minerali quelli che hanno una composizione leggermente più acida sono quelli che abbiamo visto (studiando i silicati) hanno un punto di fusione più basso. E quindi sono loro che per primi passano allo stato fuso. E passando allo stato fuso diventano meno densi rispetto agli altri (già erano leggermente meno densi ma diventano ancora meno densi) e quindi tendono a risalire e si forma la prima cintura di vulcani uno dietro l’altro in corrispondenza proprio dei margini convergenti la prima serie di isolette costituita da materiale più acido rispetto a quello che invece è stato ridigerito dal mantello circostante. Queste cinture di isolette si possono essere formate in una zona, in un’altra zona della superficie terrestre, le placche sono in continuo movimento, ovviamente può capitare che una placca di fondo oceanico adesso vada a collidere con uno di questi archi insulari formatisi in precedenza. L’arco insulare è sicuramente meno denso rispetto al fondo oceanico quindi qui sicuramente lui resta emerso, una volta che il materiale è stato in questo modo separato dal mantello è impossibile che ritorni ad essere ridigerito nel mantello sottostante, ed è la placca oceanica che si immerge al di sotto della nostra prima cintura di isole a natura continentale. Nel momento in cui passa sotto, chiaramente abbiamo tutte le detonazioni, comincia il fenomeno del metamorfismo, su questa placca oceanica ha già incominciato a raccogliersi del materiale eroso dall’arco insulare che era emerso prima, quindi ancora materiale acido che tenderà a fondere di nuovo per primo; quindi di nuovo una attività vulcanica che porterà ad accrescere le dimensioni del primitivo arco insulare. E siccome poi sappiamo che succede a una certa distanza l’immersione, ecco che si forma un arco insulare e un altro arco insulare che andranno poi a finire col sbattere l’uno contro l’altro col movimento del fondo oceanico. Nn è detto che tutto il fondo oceanico venga distrutto, cioè ritorni ad essere assorbito dal mantello, perché può anche darsi che in tutti questi movimenti e queste contrazioni dei frammenti di fondo oceanico vengano trascinati dal materiale più acido, quindi riemergano nel costituire questi embrioni di catene montuose, dove ancora oggi infatti troviamo rocce (tipo le Ofioliti) che sono rocce verdognole che contengono basalto metamorfosato, perché proprio perché parte dal fondo oceanico magari è stato ritrascinato verso l’alto dal materiale acido, ed è andato a costituire praticamente il nocciolo della nostra catena montuosa. In alcune catene montuose addirittura vedete proprio i cuscinetti di lava cioè la parte di fondo che è stato trasportato verso l’alto e nn ha neanche cambiato la sua disposizione e voi vedete i cuscini a 2000-3000 m di quota. Noi abbiamo quindi la formazione di catene montuose costiere per l’immersione di una placca oceanica sotto quella che sta diventando materiale continentale a tutti gli effetti, via via si accresce e diventa sempre più abbondante. Può capitare che gira di qui, girà di là, arrivino a collidere le due parti continentali di una placca. Allora se sono due placche continentali, sono tutte e due poco dense, quindi nn ce ne sarà una che decide di sacrificarsi per l’altra e quindi si immerge, nn avremo la fossa di subduzione, ma praticamente un accatastarsi del materiale acido uno sopra l’altro con la formazione di pieghe, di pieghe che si capovolgono, di rocce metamorfiche ottenute dalla pressione laterale esercitata dalle due placche che continuano a cercare di sovrapporsi, quindi otterremo una catena montuosa nn più però al bordo del continente, per accrescimento quindi crostale e continentale, ma nella parte mediana del nuovo continente che così viene a formarsi per la saldatura di due placche precedenti. Quindi in questo modo con la descrizione della nostra tettonica delle placche riusciamo a giustificare: sia le catene montuose che vanno a costituire gli archi insulare, sia le catene montuose che si trovano sul bordo dei continenti (vd. le Ande), e le catene montuose che si trovano nella parte centrale del continente (vedi massiccio dell’Hymalaia). Ma se è vero che c’è un continuo movimento può anche capitare che la frattura iniziale nn vada a finire là dove già c’è acqua, nn può darsi che una dorsale spostando materiale caldo che rigonfia la parte superficiale venga a determinarsi in mezzo a un continente per esempio? Anche di questo noi abbiamo parecchie testimonianze, perché è vero che nel momento in cui il materiale caldo risale dal mantello può capitare nel bel mezzo di un continente! E allora che modifiche effettuerà su questa crosta continentale? Anche la crosta continentale tenderà a rigonfiarsi come avevamo descritto per il fondo degli oceani, anche la crosta continentale ad un certo punto collasserà nella parte mediana con la formazione dell’insieme delle faglie dirette che vanno a costituire una fossa. Questa fossa rispetto al territorio circostante sarà ovviamente a una quota più bassa; e allora quando piove l’acqua si raccoglierà all’interno di queste fosse, ed ecco che noi spieghiamo quindi l’insieme dei grandi laghi africani che sono messi tutti in fila l’uno all’altro, proprio localizzando nella regione dell’Africa la formazione di quello che fra un pò (milioni di anni) diventerà un nuovo oceano, perché è chiaro che questa sia la fase embrionale dell’oceano quindi ci sono i grandi laghi, ma se l’attività della dorsale continua, ad un certo punto, allontana sempre di più il materiale crostale finché questo viene a contatto col livello del mare delle zone circostanti, l’acqua del mare entra...[ED ENTRA ANCHE IL GRANDE MIRRANDA->ci chiama subito sciaggurati!] ... e quindi noi otteniamo dei mari lungi e stretti. Anche di questo stadio della parte giovanile di apertura di un oceano noi abbiamo delle testimonianze, perché c’è il Mar Rosso praticamente che nn è altro che una zona in cui i due blocchi continentali stanno allontanandosi e quindi, inizialmente lì forse c’erano dei laghi, poi è stato separato e abbiamo la formazione del lago lungo e stretto, continuando l’allontanamento dei bordi continentali si formerà un nuovo oceano. E capite di qua c’è la dorsale medio- Atlantico che sta spingendo, da quest’altra la nuova dorsale che sta allontanando la zona asiatica dalla zona africana, ad un certo punto una delle due prenderà il sopravvento e da che cosa dipende che una delle due prenda il sopravvento e che porti l’oceano a morire con la chiusura dopo questa parte di allargamento? Dipende da tutto meno il movimento.
E veniamo quindi all’ultimo discorso cioè: le placche chi le fa muovere? Se è vero che per Wegner era solo la parte medialica a muoversi sul Sima! E noi invece abbiamo ribadito oggi che è tutta la litosfera frantumata che si muove, e nn il continente che galleggia sulla parte più basica del mantello superiore; è anche vero che abbiamo sottolineato era proprio la causa nn citata da Wegner quella che aveva fatto un pò mettere in secondo piano la sua teoria. Pare che l’interno della terra nn sia semplicemente caratterizzato dal gradiente così come l’abbiamo descritto noi, ma ci è possibile attraverso l’analisi della propagazione delle onde sismiche anche ricostruire, con quello che prende il nome di Topografia del pianeta, la distribuzione del calore nelle zone interne cioè arrivare a stabilire dove è un pò più caldo rispetto a dove c’è un pò più freddo. E questo probabilmente dipende dalle diversa distribuzione del materiale radioattivo che sono la causa di questo calore terrestre. Ora sono state descritte anche nel nucleo interno delle correnti convettive con spostamento di materiale dalla zona più calda alla zona più fredda. Correnti che essendo il nucleo interno allo stato solido, per le pressioni che ci sono, sono estremamente lente, molto più lente delle correnti che sono presenti, abbiamo già detto, nel nucleo esterno (vi ricordate che sono proprio queste correnti del nucleo esterno che abbiamo citato per spiegare il magnetismo terrestre) Ma che siano presenti nn tanto nella parte interna del nucleo, ma correnti pur con velocità diverse sia nel nucleo esterno che nel mantello inferiore, che nel mantello superiore, quindi il materiale più caldo tende a formare queste specie di strati circolari. Per alcuni la corrente ascendente del mantello porta alla formazione di materiale meno denso che tende a risalire all’interno del mantello formando veri e propri pennacchi. Pennacchi di materiale più caldo che arrivando in prossimità della superficie, cala la pressione, quindi passa allo stato fuso, e dà origine a un vulcanismo che può capitare a livello delle dorsali, ma può capitare anche in mezzo alla placca. Questi pennacchi di materiale caldo proveniente dal nucleo, risalendo tutto il mantello, in vicinanza della crosta, porterebbero alla fusione del materiale e quindi all’emissione di attività vulcanica. Le Haway, ad esempio, sono isole di tipo vulcanico che sicuramente traggono origine da pennacchi di questo genere, perché è possibile notare lungo tutto l’Arcipelago delle Haway che sono soltanto nelle isole sorte recentemente è ancora in atto l’attività vulcanica, mentre tutte le altre sono ormai isole vulcaniche spente. E allora si è fatta questa ipotesi: ho il pennacchio e quindi la risalita di materiale caldo, che fonde la zona in superficie e si forma il vulcano, ma se la zona viene spostata dalle dorsali, pian piano, siccome il pennacchio sta sempre fermo dov’è, il vecchio vulcano, che è stato traslato, verrà sostituito da un nuovo vulcano attivo messo praticamente nella direzione opposta al movimento che sta compiendo la zolla. Riassumendo per l’Erika: Ho il Pennacchio sempre fermo, e la zolla sopra che si muove.... Tracciando praticamente la direzione dell’arcipelago, comprendendo le isole più vecchie con i vulcani ormai spenti fino alle isole nuove, io posso stabilire come si è mossa la zolla sovrastante. Vengono chiamati punti caldi queste sommità praticamente dei pennacchi di provenienza dal nucleo. Ma se c’è materiale che descrive queste celle convettive nel nucleo perché nn deve esserci anche a livello del mantello? È chiaro che il mantello inferiore è solido, và avanti piano, la zona dell’astenosfera già permette correnti convettive che siano più rapide; e allora la formazione delle placche viene proprio spiegata con la formazione di queste celle convettive, là dove il materiale caldo sale, determina l’innalzamento della crosta, determina la formazione della dorsale, ma il materiale caldo quando sale ad un certo punto scende, e là dove scende si trascina via il fondo oceanico, andando a costituire i margini discontinui? della zolla stessa. Quindi le dorsali nn sono altro, in questa teoria, che la parte sommitale della cella convettiva che riguarda cosa? In questo caso i geologi nn sono tutti d’accordo, e infatti il vostro testo nn presenta entrambe le ipotesi. Da una parte una cella convettiva gigantesca che coinvolga l’intero mantello; dall’altra parte celle convettive che riguardano il mantello inferiore e celle convettive più piccole che riguardano il mantello superiore. Sia notato che peraltro è nel punto dove c’è la risalita del materiale caldo che si viene a creare la frattura e quindi a formare la dorsale e i vari tipi di oceani. Poiché queste correnti però possono cambiare la loro posizione nel tempo, ecco perché una dorsale può smettere di emettere lava e quindi smettere di far allontanare i due lembi, e viene sostituita da un’altra dorsale perché la cella convettiva arriva a salire leggermente spostata rispetto alla posizione precedente. È chiaro che nn è tutto così chiaro e pacifico quanto descrive l’interno della terra però con i dati che abbiamo questa è l’ipotesi migliore a cui si può arrivare. Se scopriremo nuovi dati cambieremo ipotesi.