Presentazione di PowerPoint

1
LA DINAMICITA' DEL NOSTRO PIANETA
ANALISI DEI PROCESSI E DELLE FORME CHE LO
CARATTERIZZANO
2
PERCORSO CHE FAREMO ...

• LA TERRA E UN PIANETA INSTABILE
• FENOMENI SISMICI
• FENOMENI VULCANICI
• STRUTTURA INTERNA DEL PIANETA

MOVIMENTI CHE CARATTERIZZANO IL PIANETA E IL SUO
SATELLITE NATURALE LUNA fasi ed eclissi -
STORIA DELLA GEOLOGIA
STRATIGRAFIA E TEMPO GEOLOGICO fossili ed ere
geologiche
ATMOSFERA struttura e composizione
circolazione IDROSFERA oceani, mari e acque
continentali BIOSFERA LITOSFERA minerali e rocce
CARTOGRAFIA ( reticolo geografico, proiezione
cartografico, costruzione di una carta geografica
)
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• TETTONICA A PLACCHE COME TEORIA UNIFICANTE
• e le forme che ne derivano
• e alcuni esempi di rapporto con le Scienze della
  Terra
• tsunami

COME VALUTARE PERICOLOSITA E RISCHIO IN UN
EVENTO NATURALE

• DINAMICA AMBIENTALE
• fattori endogeni
• fattori esogeni

MODELLAMENTO DELLA SUPERFICIE TERRESTRE
4
I PROTAGONISTI...UN PO' DI STORIA!
UNA MOLTEPLICITA' DI FORME... (la Tettonica delle
placche come teoria unificante)
...E LE ROCCE?
5
Una ipotesi di scoperta non avviene per caso è
frutto di un percorso storico che colloca la
scoperta in un certo contesto che comprende gli
avvenimenti che l'hanno preceduta e quelli che
l'hanno seguita
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• PRIME DISPUTE SULLA STRUTTURA DELLA TERRA
• Sir Francis Bacon
• G.B.Airy
• Antonio Snider-Pellegrini
• Edward Suess
• J.D.Dana
• A. WEGENER E LA TEORIA DELLA DERIVA DEI
  CONTINENTI
• Taylor e lo scorrimento crostale
• Wegener
• A. Holmes
• H.Benjoff
• HESS E LIPOTESI DI ESPANSIONE DEI FONDALI
  OCEANICI
• Harry Hammond Hess
• LA TETTONICA DELLE PLACCHE
• Tuzo Wilson
• Jason Morgan
• Fred Vine e Drummond Matthews

7
Nel 1620, l'astronomo Sir Francis Bacon, scrisse
di una sorprendente conformità dei margini
continentali che si presentava da entrambi i lati
dellOceano Atlantico, concludendo che i due
continenti erano come le tessere di un puzzle, un
tempo assemblate ma che in un qualche modo si
erano successivamente smembrate ed allontanate.
8
Verso la metà del 1800, gli studi sulla gravità
indicavano che lHimalaya apparentemente
esercitava unattrazione gravitazionale molto
inferiore a quella che ci si sarebbe aspettati
dalla sua enorme massa. Divenne convinzione
comune che le rocce più leggere costituenti le
montagne, si spingessero in profondità nella
crosta sottostante
Nel 1855 G.B.Airy formulò lipotesi che sotto la
crosta solida della Terra ci sia uno strato di
materiale che si comporta come un fluido ed è più
denso della crosta solida e che può considerarsi
come se galleggiasse su di esso
9
Nel 1858, un altro studioso, Antonio
Snider-Pellegrini, pubblicò un libro ("La
création et ses mystéres dévoilés") che includeva
una mappa in cui lAmerica e lAfrica erano
unite. Per la prima volta, su basi scientifiche,
Snider suggerì lipotesi che un tempo lEuropa e
le Americhe avessero fatto parte di un unico
continente egli aveva studiato fossili di alcune
piante vissute 300.000 anni prima ed aveva notato
una certa somiglianza tra quelli rinvenuti in
entrambi i continenti
10
Nel 1885, un geologo austriaco di nome Edward
Suess fornì ulteriori prove alla teoria
sviluppata da Francis Bacon, attraverso lanalisi
di fossili e suggerì che i continenti
dellemisfero Sud un tempo dovevano essere stati
uniti, poiché riportavano delle similitudini per
quanto riguardava i fossili rinvenuti egli parlò
di un unico grande ammasso di terra che chiamò
Gondwana.
Dato che, sia Bacon che Suess non seppero
spiegare il meccanismo che portò allo
smembramento della massa di terra, la comunità
scientifica non prese seriamente in
considerazione le loro teorie.
11
J.D.Dana E.Suess lorogenesi classica Le
prove che si accumulavano indicavano che i
continenti erano costituiti da materiale meno
denso e più leggero rispetto a quello che
costituiva i fondali. Queste osservazioni
portarono lamericano J.D.Dana a formulare
lipotesi del CONTRAZIONISMO secondo la quale la
Terra si raffredda, si contrae per cui la crosta
si piega e si incurva formando le montagne. Ciò
avrebbe dato inizio allerosione ed al trasporto
di roccia dalle zone sollevate ed alla sua
deposizione come sedimento nelle
depressioni. Quindi i sedimenti delle montagne
erose si accumulano nel mare, in grandi fosse, le
GEOSINCLINALI qui si compattano (subsidenza) e
sprofondano. Le pressioni laterali dei continenti
fanno riemergere i sedimenti che vengono piegati
e aumentano di spessore. Queste rocce subiscono
metamorfismo a causa delle forti pressioni. Anche
E. Suess propose un modello della Terra analogo
affermando inoltre che nel corso della
progressiva contrazione e solidificazione della
massa fusa, i materiali più leggeri venivano
spostati verso la superficie dando origine a
rocce metamorfiche chiamate SIAL, mentre al di
sotto vi erano rocce più dense dette SIMA, ricche
di magnesio, ferro e calcio. Sia le formulazioni
di Dana che quelle di Suess negavano però
implicitamente la possibilità di movimento
laterale delle masse continentali attraverso gli
oceani.
INDIETRO
12
Prima di Wegener, il geografo e geologo americano
F.B. Taylor, nel 1910 pubblicò un articolo in cui
sosteneva che lipotesi della contrazione fosse
inadeguata a spiegare in modo soddisfacente la
distribuzione delle catene montuose del Terziario
e la loro giovinezza. Immaginò un massiccio
movimento di scorrimento della crosta terrestre
da nord verso la periferia dellAsia. La tesi di
Taylor mancava di un punto importante e cioè il
meccanismo del movimento che produceva lo
spostamento delle masse continentali.
13
L'idea della deriva dei continenti, scrive
Wegener nella sua trattazione "The Origin of
Continent and Oceans", "mi si presentò già nel
1910. Nell'esaminare la carta geografica dei due
emisferi, ebbi l'impressione immediata della
concordanza delle coste atlantiche, ma
ritenendola improbabile non la presi per allora
in considerazione. Nell'autunno del 1911,
essendomi capitata in mano una relazione su un
antico collegamento continentale tra il Brasile e
l'Africa, venni a conoscenza dei risultati
paleontologici ottenuti, a me ignoti fino allora.
Ciò mi spinse a prendere in esame i dati
acquisiti nel campo geologico e paleontologico
riferentesi a questa questione ora, le
osservazioni fatte furono così notevoli che si
radicò in me la convinzione dell'esattezza
fondamentale di quell'idea. Idea che resi nota
per la prima volta il 6 gennaio 1912, in una
conferenza tenuta alla Società Geologica di
Francoforte sul Meno su "La formazione dei
continenti e degli oceani in base alla
geofisica".(1) A questa conferenza ne seguì il 10
gennaio una seconda su "Gli spostamenti
orizzontali dei continenti " che tenni alla
Società per il Progresso delle Scienze naturali
di Marburgo."
(1880-1930)
14
Alfred Wegener intorno al 1912 inquadrò in una
teoria organica i dati in parte già noti e
discussi la Deriva dei continenti . Egli
osservò la forma dei continenti, in particolare
dellAfrica e dellAmerica del Sud se noi
ritagliassimo lAmerica meridionale e lAfrica e
le accostassimo, vedremmo che i due continenti
combacerebbero perfettamente come se fossero due
enormi tessere di un puzzle. Wegener ipotizzò che
i due continenti un tempo fossero uniti in un
unico grande blocco. Questa affermazione
implicava una conseguenza molto importante se un
tempo erano uniti, vuol dire che i continenti
possono muoversi orizzontalmente e andare alla
deriva, come se fossero delle enormi
zattere. Egli propose quindi unidea di
superficie terrestre in movimento, in evoluzione,
con i continenti alla deriva negli oceani, come
pezzi di un primigenio, unico continente questo
supercontinente fu denominato PANGEA.
15
Secondo lo scienziato tedesco, fino a 200 milioni
di anni fa esisteva un unico grande continente
la Pangea, circondato da un unico grande oceano
la Pantalassa. Wegener ricostruì la Pangea
accostando fra loro le sagome dei continenti.
Secondo la sua teoria, 220 - 200 milioni di anni
fa, il grande continente Pangea cominciò a
lacerarsi, seguendo un movimento distensivo che
si protrasse per qualche decina di milioni di
anni, in due blocchi chiamati rispettivamente
Laurasia (formato da Europa, Asia e America
settentrionale) e Gondwana (costituito da America
meridionale e Africa), separati da un oceano
chiamato Tetide. A partire da questa primordiale
scissione, la Laurasia andò alla deriva verso
Nord, mentre il blocco Africa-America del Sud si
staccò dal blocco Australia-Antartide. Intorno a
190 milioni di anni fa, un evento simile a quello
che aveva diviso in due la Pangea, interessò una
zona del continente Gondwana e intorno a 80
milioni di anni fa, la frattura che aveva
originato l'Atlantico meridionale cominciò a
propagarsi anche verso Nord. Il continente
settentrionale venne diviso in due blocchi il
Nord-America e l'Eurasia e fra i due continenti
si aprì l'Atlantico settentrionale.
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INDIETRO
17
EPPUR SI MUOVE!
INDIETRO
18

• PROVE DI WEGENER
•  
• Prove geologiche forme dei continenti
  combacianti alcune catene montuose di un
  continente sembrano la continuazione di quelle di
  un altro continente ora lontano.
• Prove paleontologiche fossili di una stessa
  specie trovati in continenti oggi lontani tra
  loro a testimoniare la loro passata unione, es.
  fossili del rettile Mesosaurus (vissuto circa 270
  milioni di anni fa) ritrovati sia in Sud America
  che in Africa fossili della felce Glossopteris
  distribuiti in regioni molto lontane (America del
  Sud, Sud Africa, India, Antartide, Australia) a
  testimoniare che un tempo questi continenti erano
  uniti tra loro.
• Prove climatologiche circa 250 milioni di anni
  fa cerano ampie distese di ghiaccio nella parte
  sud-orientale dellAmerica del Sud, nella parte
  meridionale dellAfrica, in alcune zone
  dellAustralia e dellIndia. Lipotesi più
  semplice per spiegare questa distribuzione dei
  ghiacciai è quella che in quel periodo i
  continenti erano uniti e tutte quelle zone si
  trovavano in corrispondenza del Polo Sud.
• Il limite della teoria di Wegener fu quello di
  non riuscire a definire quale fosse il motore che
  muoveva i continenti portandoli alla deriva.

scrive egli stesso Il Newton della teoria
della deriva non è ancora apparsoè probabile che
la soluzione completa del problema delle forze
motrici sia ancora lontana a venire, perché
significa districare un groviglio di fenomeni
interdipendenti in cui spesso è difficile
distinguere la causa dalleffetto
19
Formulò tuttavia alcune ipotesi indicando due
possibili componenti una forza di fuga dei poli
per spiegare i movimenti dei continenti verso
lequatore e una forza di marea per spiegare la
deriva verso ovest dei continenti americani
Lobiezione più forte fu comunque quella che
sottolineava lincompatibilità tra il movimento
continentale e le idee accettate sulla struttura
della crosta. ANCHE SE I CONTINENTI ERANO ZATTERE
DI SIAL GALLEGGIANTI SUL SIMA, QUALE FORZA ERA IN
GRADO DI SUPERARE LENORME ATTRITO E DI SPINGERLI
LUNGO LA SUPERFICIE TERRESTRE ?
20
Con laiuto delle onde sismiche, gli scienziati
compresero che il mantello non era costituito da
roccia solida e che, dunque, poteva muoversi e
nel 1928, Arthur Holmes propose un meccanismo che
consentiva il movimento dei continenti a seguito
di questa nuova scoperta. Egli ipotizzò che il
calore intrappolato nella Terra originasse delle
correnti convettive, vale a dire aree dove i
fluidi al di sotto della crosta terrestre
ascendono, si spostano lateralmente e discendono
le correnti ascenderebbero sotto i continenti, si
espanderebbero ed infine discenderebbero sotto
gli oceani. Sfortunatamente Wegener morì nel
1930 e non ebbe lopportunità di adattare la
teoria sviluppata da Holmes alle sue idee sulla
deriva dei continenti ma nonostante tutto la sua
teoria e le prove da lui apportate non furono
completamente abbandonate nemmeno a seguito della
sua morte e per i successivi 40 anni l'idea della
deriva dei continenti fu oggetto di un "caldo"
dibattito.
21
Nel 1940 Hugo Benjoff tracciò la posizione dei
sismi profondi ai margini dell'Oceano Pacifico.
La sua carta indica una catena di sismi che oggi
è conosciuta come "Anello di fuoco del Pacifico"
ed a partire da essa gli scienziati hanno
tracciato la distribuzione dei vulcani e dei
sismi nel mondo. Lanalisi sistematica dei sismi
profondi permise di comprendere che essi non
avvenivano casualmente sopra la superficie
terrestre ma erano concentrati lungo vere e
proprie linee, localizzate sulla crosta terrestre
e corrispondenti al sistema mondiale delle
dorsali e delle fosse oceaniche.
Il fatto che la distribuzione dei sismi e dei
vulcani fosse simile al sistema di dorsali,
indicò a Benioff che la litosfera terrestre era
divisa in sezioni.
22
( Harry Hammond Hess 1906-1969 )
Nel 1962 pubblicò la propria ipotesi circa
lespansione dei fondali oceanici in un documento
intitolato History of ocean basins che
contribuì a fornire ulteriori conferme alla
teoria della deriva dei continenti
23
Le dorsali medio oceaniche- scrive Hess in
relazione al rapporto con la deriva- potrebbero
rappresentare i resti dei lembi ascendenti delle
celle convettive, mentre la fascia circumpacifica
di deformazione e vulcanismo rappresenta i lembi
discendenti. La Dorsale Medio-Atlantica è in
posizione mediana perché le aree continentali sui
due lati si sono allontanate alla stessa
velocitàNon è esattamente la stessa cosa nella
deriva dei continenti. I continenti non avanzano
attraverso la crosta oceanica spinti da forze
ignote, ma piuttosto si lasciano trascinare
passivamente sul materiale del mantello (come se
si trattasse di un nastro trasportatore) quando
sale alla superficie in corrispondenza della
cresta della dorsale e se ne allontana muovendosi
lateralmente.
24
Nel 1962, Harry Hess propose un'idea radicale per
spiegare la topografia del fondale oceanico e
l'attività che esiste lungo le dorsali e le
fosse, suggerendo che nuova crosta oceanica si
origina dalle rift (spaccature) delle dorsali
oceaniche ed il fondale e la roccia sottostante
sono formati proprio dal magma che risale dalle
profondità della Terra. Questo spiegherebbe
perché il sistema della dorsale è composto da
rocce basaltiche, ovvero da rocce di origine
vulcanica. Hess propose inoltre che il fondale
muovendosi lateralmente si allontana dalla
dorsale e sprofonda in una fossa lungo il margine
del continente per esempio la crosta originatasi
dalla East Pacific Rise, una dorsale oceanica
presente nel Pacifico orientale, affonda nella
fossa adiacente alle Ande nel lato occidentale
del Sud America. Nel modello di Hess, le
correnti convettive nell'astenosfera spingono il
fondale oceanico dalle dorsali alle fosse
tuttavia queste correnti dovrebbero spostare
anche i continenti poiché sia i continenti sia
l'oceano fanno parte della stessa litosfera. La
teoria dell'espansione dei fondali sviluppata da
Hess ebbe successo dove Wegener fallì. Non si
pensò più che i continenti attraversassero la
crosta oceanica ma furono considerati parte di
placche che si muovono sulla "soffice" e plastica
astenosfera. Inoltre il movimento di
allontanamento del fondale dalla dorsale,
contribuì anche a spiegare la distribuzione dei
sismi e dei vulcani scoperta da Benioff, infatti,
quando la litosfera sprofonda a livello delle
fosse nell'astenosfera, si originano sismi e
vulcani poiché le placche oceaniche dense (fatte
da rocce basaltiche) vengono spinte sotto le
placche continentali meno dense (fatte di rocce
costituite per lo più di materiale granitico).
L'immersione delle placche di subduzione, motiva
la distribuzione dei sismi e dei terremoti.
25
Nel 1965, le idee della deriva dei continenti e
dell'espansione dei fondali furono integrate nel
concetto di Tettonica a placche da Tuzo Wilson.
La tettonica divide lo strato superficiale della
Terra in dodici placche litosferiche distinte,
ognuna di circa 45-65 miglia.
Queste placche fluttuano sulla sottostante
astenosfera che, riscaldata dall'interno della
Terra e divenuta plastica, si espande, diventa
meno densa e si solleva. Incontrando la litosfera
devia e trascina le placche lateralmente finché
si raffredda e si condensa deviando nuovamente
per completare il ciclo.
26
Wilson fu il primo ad utilizzare il termine
placche, ma la formulazione teorica completa ed
il suo sviluppo furono opera del geofisico
americano Jason Morgan
27
Il movimento della placca è lento in termini di
anni umani circa 2 cm all'anno. Le placche
interagiscono allontanandosi una dall'altra,
scorrendo lateralmente o convergendo, cosa che
comporta che una placca venga spinta sotto
l'altra, oppure si corrugano dando origine a
catene montuose. La teoria della tettonica a
placche doveva essere verificata affinché venisse
accettata dalla comunità scientifica. La prova
che il fondale oceanico si espandesse arrivò dal
rilevamento di particolari disegni magnetici e
nel 1963 Fred Vine e Drummond Matthews
svilupparono una teoria per spiegare il pattern
zebrato delle anomalie magnetiche. Proposero che
i minerali ferrosi contenuti nella lava, eruttata
in diversi momenti lungo la rift della dorsale,
conservassero e registrassero in modo permanente
le caratteristiche che il campo magnetico
presentava in quel momento ed in quel luogo ad
esempio la lava eruttata quando il Polo Nord si
trovava nell'emisfero Nord, riportava una
polarità positiva, al contrario, lava eruttata
quando il Nord magnetico era nell'emisfero Sud
riportava una polarità negativa. Vine e Matthews
proposero che la lava eruttata sul fondale
oceanico in modo simmetrico rispetto alla rift,
si solidificasse e si allontanasse prima che
venisse eruttata nuova lava. Se il campo
magnetico si è invertito nel tempo intercorso tra
le due eruzioni, le due colate di lava daranno
origine ad una serie di bande parallele
caratterizzate da proprietà magnetiche
differenti. L'abilità di Vine e Matthews nello
spiegare il pattern delle anomalie magnetiche del
fondale fornì la prova che il fondale si
espandeva dalle dorsali.
28
(No Transcript)
29
... e la storia della Geologia continua !
TORNA ALLINDICE
30
?
è UNA LUNGA STORIA!
31
Terra
pianeta roccioso
rocce
litosfera
litosfera
involucro più esterno del globo
32
VIAGGIO AL CENTRO DELLA TERRA

• Nucleo
• alta densità
• metalli pesanti ( Fe, Ni )
• temperatura elevata (migliaia di gradi)
• gt press. Nel nucleo int.
• raggio 3500 Km

33

• Mantello
• silicati di tipo pesante (Si e O Fe e Mg)
• solido e rigido al di sotto della crosta e per
  quasi tutto il suo spessore ma tra 100 e 200 Km
  di profondità cè una fascia a comportamento più
  fluido e plastico astenosfera
• spessore di 2850 Km

• Crosta
• silicati di tipo leggero (Si e O Al)
• spessore variabile (tra i 5 e i 70 Km)
  mediamente 35 Km
• crosta parte superiore del mantello
  litosfera (rigida e fragile)
• la litosfera è divisa in placche

34
PRINCIPALI ELEMENTI CHIMICI DELLA CROSTA TERRESTRE
35
Insieme di minerali
ROCCIA
Spesso le masse rocciose non sono visibili perché
ricoperte dal suolo, il sottilissimo manto
superficiale che separa la sfera rocciosa solida
dallatmosfera in genere è anche presente la
vegetazione che affonda nel suolo le proprie
radici e vela ulteriormente le rocce. Altre volte
il suolo e la roccia sono coperti dalle acque,
come avviene nei laghi, nei mari e negli oceani.
36
Nel loro complesso i processi che hanno portato
alla formazione delle rocce sono riconducibili a
tre tipi fondamentali dai quali derivano 3 gruppi
principali di rocce
METAMORFICHE Trasformazione di rocce preesistenti
che si vengono a trovare in condizioni ambientali
diverse da quelle originarie. Aumento di
temperatura e pressione che induce in rocce
sedimentarie e ignee profonde modificazioni tanto
da formare rocce completamente diverse e nuove
IGNEE Raffreddamento e solidificazione di rocce
fuse (o magmi) ad alta temperatura (500-1300 C)
SEDIMENTARIE Accumulo, consolidamento e
cementazione di materiali di origine diversa,
come frammenti di altre rocce o resti di
organismi. Si formano sulla superficie terrestre
a scarsa profondità (fino a circa 10 Km) dove
temperatura e pressione non sono molto elevate
37
IGNEE METAMORFICHE
gt Parte della CROSTA
Le troveremo soprattutto in profondità
Sono le più abbondanti in affioramento cioè in
superficie dove spesso ricoprono le altre rocce
SEDIMENTARIE
Le sedimentarie sono spesso i principali
costituenti delle catene montuose, dove gli
strati sedimentari appaiono deformati, piegati e
spezzati dalle forze che li hanno sollevati
38
AMBIENTE GEODINAMICO DI FORMAZIONE
39
Costituite da un solo tipo di minerale (es.
CALCARE ---- spesso è formato solo da CaCO3 che
nella forma cristallina si chiama calcite)
ROCCE

• Altre sono costituite da vari minerali (es.
  GRANITO --- feldspato, mica, quarzo)
• se i minerali sono ben visibili a occhio nudo (
  ROCCIA MACROCRISTALLINA es.Granito)
• se i minerali non sono visibili a occhio nudo
  (ROCCIA MICROCRISTALLINA es.Basalto)

40
(No Transcript)
41
La Terra ha circa 4,6 miliardi di anni. Letà
media delle rocce della superficie terrestre è di
circa 1.8 miliardi di anni. Come mai le diverse
rocce che troviamo sul nostro pianeta non hanno
la stessa età ?
42
LE ROCCE NON VIVONO MA HANNO UNA "VITA"
43
PERCHE' ESISTE UNA OGGETTIVA DIFFICOLTA' NEL
PERCEPIRE L'EVOLUZIONE DI UNA ROCCIA ?
44
TEMPO GEOLOGICO - TEMPO BIOLOGICO
Milioni di anni
eventi
45
Mentre gli elementi chimici che formano le rocce
sono gli stessi che erano presenti anche nella
Terra primitiva, nel corso delle ere geologiche
le vecchie rocce si sono trasformate (e si
trasformano continuamente ) in nuove rocce,
prendendo parte ad un grande ciclo continuo il
CICLO DELLE ROCCE
FORZE CHE ALIMENTANO IL CICLO
Agenti atmosferici
Calore interno della Terra
46
FASI
SEMPLIFICAZIONE ESTREMA DEL CICLO
1
2
3
4
TORNA ALLINDICE
47
arenaria
gneiss
granito
ANALIZZIAMO LE SINGOLE ROCCE
TORNA ALLINDICE
48
Le rocce superficiali ( vulcaniche e sedimentarie
) sottoposte allerosione dellaria e dellacqua,
gradatamente si sgretolano e si trasformano in
detriti. Questi detriti, trasportati dai fiumi
,dai ghiacciai, dal vento, sono depositati nei
mari, dove formano sedimenti
49
PROCESSO SEDIMENTARIO
I sedimenti depositati sul fondo e compressi dal
peso dei nuovi materiali che vanno accumulandosi
al di sopra di essi, sono compattati e cementati
assieme (diagenesi) formano così una nuova
roccia sedimentaria
50
PROCESSO METAMORFICO
La nuova roccia viene spinta dai movimenti della
litosfera più in profondità qui, sottoposta ad
alte temperature e pressioni, si trasforma in
roccia metamorfica
51
PROCESSO MAGMATICO
Infine, se la roccia metamorfica viene
trasportata ad una profondità tale da fondere per
effetto del calore, perde completamente la sua
fisionomia originaria, per diventare magma.
Risalendo, il magma potrà solidificare in
profondità nella crosta terrestre o effondere in
superficie. Si formeranno così altre rocce ignee
e il ciclo si chiude
52
ROCCE IGNEE
da un punto di vista chimico
da un punto di vista fisico
alcuni esempi
TORNA AL CICLO LITOGENETICO
53

• sono fatte tutte da silicati
• soprattutto Si e O a cui si legano Al, Fe, Mg,
  Na, K
• silicio ossigeno SiO2 ( ossido di silicio o
  SILICE)

• in silice gt 65
• dette anche sialiche (Si e Al)
• colore chiaro

ROCCE IGNEE ACIDE

• in silice lt 52
• femiche ( Fe e Mg)
• colore scuro

ROCCE IGNEE BASICHE
ROCCE IGNEE NEUTRE

• in silice intermedia

54
MAGMI ACIDI ( che danno origine alle rocce
sialiche)
Sono generalmente più densi e viscosi dei MAGMI
BASICI che danno origine alle rocce femiche
55
ROCCE IGNEE o MAGMATICHE ( si formano in seguito
a solidificazione del magma o delle lave)
65 delle rocce della litosfera
IPOABISSALI o SUBVULCANICHE
VULCANICHE (o EFFUSIVE)
PLUTONICHE (o INTRUSIVE)

• Se derivate da rapido raffreddamento e
  degassazione di lave defluite in superficie a
  seguito di manifestazioni vulcaniche
• cristallizzazione rapida in cui si formano
  cristalli piccoli
• rocce con struttura porfirica pochi cristalli
  ben formati (fenocristalli) in una matrice
  microcristallina o addirittura abbiamo rocce con
  struttura vetrosa (es. ossidiana)
• nel caso in cui vengano eruttate in acqua i
  cristalli non si formano affatto e il
  consolidamento avviene allo stato vetroso

• Sono rocce che si sono intruse a livello
  superficiale della crosta terrestre sotto forma
  di filoni, camini(plugs) e piccole masse
• profondità intermedie tra le rocce intrusive ed
  effusive
• grana minuta e cristalli delle medesime
  dimensioni

• Se il consolidamento è avvenuto per lento
  raffreddamento di masse magmatiche al di sotto
  della superficie terrestre (circa 500-600 metri
  di profondità)
• hanno una grana più grossolana con cristalli ben
  visibili a occhio nudo (quarzo,feldspati,miche,
  anfiboli, pirosseni)
• cristallizzazione lenta che darà origine a rocce
  con struttura olocristallina

56
DIATREMI
57
(No Transcript)
58
PILLOWS- lava a cuscini
59
La Devils Tower si trova nel Wyoming (USA) si
tratta di una formazione rocciosa costituita da
basalto con fessurazione colonnare, risultato del
consolidamento del magma allinterno di un camino
vulcanico.
Il raffreddamento della lava produce spesso un
tipo di fessurazione detta prismatica o
colonnare le foto mostrano un insieme di colonne
prismatiche esagonali che si sono sviluppate in
una colata lavica.
60
Se la lava si frantuma in grossi blocchi
poliedrici viene chiamata "lava a blocchi".  
Se la superficie delle colate è liscia, con una
terminologia hawaiana si parla di lava
"pahoehoe".
61
  Quando la lava arriva a contatto con lacqua,
per esempio durante le effusioni sottomarine, si
formano strutture particolari che, per la loro
forma tondeggiante, vengono dette "a pillow"
(cuscino).
Quando la lava ristagna in corrispondenza della
bocca vulcanica, si formano accumuli di varie
forme e dimensioni, detti duomi o cupole di
ristagno.  
62
GRANITI rocce sialiche più comuni rocce acide
intrusive macrocristalline principali minerali
presenti feldspato,quarzo,mica
Monte Bianco
Adamello
Monte Bianco
63
(No Transcript)
64
(No Transcript)
65
BASALTI rocce femiche più comuni, sono rocce
basiche effusive, microcristalline
66
(No Transcript)
67
Sicilia area dellETNA è formata da
successive colate di lave basaltiche
68
(No Transcript)
69
(No Transcript)
70
(No Transcript)
71
CROSTA CONTINENTALE formata da rocce più
leggere e spesse con prevalenza di rocce di tipo
acido granitico CROSTA OCEANICA più pesante e
sottile con rocce prevalentemente di tipo basico
basaltico
72
SI POSSONO AVERE ANCHE ROCCE INTRUSIVE BASICHE ED
EFFUSIVE ACIDE
Esempi
Grossi cristalli verdi ( minerali chiamati
pirosseni) e cristalli chiari (minerali chiamati
plagioclasi)
GABBRI
Intrusive basiche (stessa composizione del
basalto)
73
Oppure
Effusiva acida stessa composizione del granito
PORFIDO
Usato ad esempio per la pavimentazione delle
strade
74
In alcune rocce effusive derivate da magmi
particolarmente acidi e viscosi, la
cristallizzazione è stata talmente scarsa che in
pratica la roccia si è solidificata in una massa
omogenea a struttura vetrosa nella quale manca
una struttura cristallina
OSSIDIANA
75
(No Transcript)
76
(No Transcript)
77
POMICE roccia effusiva acida
Cave di pomice - Lipari
78
(No Transcript)
79
(No Transcript)
80
(No Transcript)
81
ROCCE SEDIMENTARIE

• ambiente di origine superficie terrestre o
  sottosuolo a bassa profondità (pochi Km)
• si formano a T e P basse
• sono solo l 8 ma rappresentano i ¾ della
  copertura superficiale della Terra sono quindi
  quelle che vediamo più frequentemente
• formano uno strato molto sottile mentre il resto
  dello spessore della crosta è formato in
  prevalenza da rocce ignee e metamorfiche

TRASPORTO e DEPOSITO
DIAGENESI compattazione e cementazione
LITIFICAZIONE formazione della roccia
EROSIONE
Precipitazione tra i granuli di composti chimici
che fanno da cemento (SiO2 e CaCO3)
Compressione dei sedimenti e conseguente
riduzione degli spazi tra i granuli
82
AMBIENTE DI SEDIMENTAZIONE
83
GHIAIA
ARGILLITI (argille cementate)
Clasti non cementati
SILTITI (silt cementato)
PIETRISCO
CONGLOMERATI (diametro clasti gt 2mm)
Clasti cementati
BRECCE (spigoli arrotondati)
PELITI o LUTITI (diam. lt 1/16 mm)
PUDDINGHE (spigoli vivi)
ARENITI (diam. Clasti tra 2 e 1/16 mm)
SABBIE(clasti non cementati)
ARENARIE(clasti cementati)
da carbonato di calcio (CaCO3)
TRAVERTINO (ambiente fluviale) ALABASTRO
(caverne) STALATTITI e STALAGMITI (grotte)
da sali marini (EVAPORITI)
Accumulo e stratificazione di cenere, lapilli,
etc provenienti dalle eruzioni vulcaniche TUFO
PIROCLASTICHE
ROCCE SILICEE (SiO2 SELCI)
ROCCE CARBONATICHE (fossilimatrice di
CaCO3cemento a composizione variabile) CALCARI
ORGANOGENI
SALGEMMA (NaCl) GESSO (solfato di calcio)
Dolomia calcarea (prevale il carbonato di
magnesio)
SPONGIOLITI (spugne) RADIOLARITI
(radiolari-protozoi) DIATOMITI (diatomee-alghe)

• Conchigliari (conchiglie di molluschi)
• ammonitici
• nummulitici

Di scogliera (scheletri di coralli)
Calcari dolomitici (carbonato di calcio
carbonato di magnesio)
84
CONGLOMERATI
85
(No Transcript)
86
BRECCIA
PUDDINGA
87
ARENARIE
88
ARGILLE
89
STALATTITI E STALAGMITI
90
GESSO
SALGEMMA
91
ALABASTRO
92
TRAVERTINO
93
TUFO VULCANICO
94
SELCE
95
DOLOMITI
96
DOLOMIA del Trentino
97
ROCCE ORGANOGENE barriera corallina(i reef)
98
LUMACHELLE
99
CALCARE
100
TORNA AL CICLO LITOGENETICO
CALCARE A NUMMULITI
101
ROCCE METAMORFICHE
Sono rocce ignee o sedimentarie trasformate in
altre rocce in seguito allaumento di P e T
dovuto alla loro sepoltura e cottura in
profondità
Ambiente di formazione allinterno della crosta
terrestre a profondità intermedia (alcune decine
di Km) dove le T e P sono elevate ma la
temperatura non è ancora così alta da far fondere
i minerali
METAMORFISMO REGIONALE Legato a spinte prodotte
dai moti delle placche litosferiche e riguarda
masse rocciose di ampi territori
METAMORFISMO di CONTATTO Deriva dal contatto di
rocce preesistenti con magma incandescente e
riguarda brevi strati di roccia
GNEISS ARDESIE
derivano dal granito
da trasformazione del calcare
MARMO
derivano dalle argilliti
assumono un aspetto lamellare detto anche
SCISTOSO (nel corso del metamorfismo i minerali
tendono ad orientarsi su piani paralleli)
In altri casi, sempre a causa di variazioni di
temperatura e pressione, i minerali possono
ricristallizzare formando granuli di grosse
dimensioni. Es GNEISS OCCHIADINI (con grossi
granuli di feldspato di forma lenticolare)
102
(No Transcript)
103
GNEISS
104
GNEISS OCCHIADINI
105
MARMI
106
SCISTI
107
ALPI masse di GNEISS
CERVINO
108
GRAN PARADISO
109
MONTE ROSA
110
APPENNINO Alpi Apuane
TORNA AL CICLO LITOGENETICO
111
LA TETTONICA A PLACCHE

• e le forme che ne derivano
• e alcuni esempi di rapporto con le Scienze
  della Vita

112
alcune premesse...
113
  Se immaginiamo di sezionare la Terra, è
possibile riconoscere un sottilissimo strato
esterno detto CROSTA TERRESTRE , al di sotto del
quale si trovano MANTELLO e NUCLEO. La crosta
terrestre è lo strato più esterno, quello su cui
noi camminiamo e su cui si svolgono le attività
degli organismi viventi. E composto da materiali
solidi le rocce.        





CONTINENTALE ( forma i continenti spessa
mediamente 35 Km ma può raggiungere 60-70 Km in
corrispondenza delle catene montuose)
CROSTA TERRESTRE
OCEANICA
( forma i fondali
degli oceani e dei mari mediamente lo spessore è
di 10 Km ed è più densa rispetto alla
continentale)    
114
Il passaggio dalla crosta al mantello è segnato
dalla discontinuità di Mohorovicic (legata al
cambiamento di velocità delle onde P in
prossimità di questa superficie).   CROSTA
TERRESTRE PARTE SUPERFICIALE DEL MANTELLO
LITOSFERA   La Litosfera si comporta
rigidamente se sottoposta a tensioni.   Il
MANTELLO ha uno spessore di circa 2900 Km. E
formato da rocce parzialmente fuse che alimentano
il magma.  
115
La parte del mantello superiore a contatto con la
litosfera forma l ASTENOSFERA ( che ha un
comportamento plastico ). Il passaggio da
mantello a nucleo è segnato dalla discontinuità
di Gutenberg. Il nucleo ha uno spessore di circa
3470 Km ed è composto da una parte esterna
liquida e da una parte interna solida. Nel
passaggio dalla crosta al nucleo si osserva un
progressivo aumento della densità dei materiali,
della pressione e della temperatura.      Nel
mantello, che ha un comportamento plastico,
avverrebbero fenomeni di CONVEZIONE tipici dei
fluidi. Se riscaldiamo un fluido esso si espande
diventando meno denso rispetto al materiale
circostante e tende quindi a salire. Il materiale
più freddo tenderà invece a scendere instaurando
così un circolo che prende il nome di CELLA
CONVETTIVA. Queste correnti sono responsabili
della DERIVA DEI CONTINENTI e della TETTONICA
DELLE PLACCHE e forniscono magma ai vulcani e
alle dorsali oceaniche.
MANTELLO
SUPERIORE
INFERIORE
116
(No Transcript)
117
(No Transcript)
118
Negli anni 60 e 70 si realizza quella
rivoluzione scientifica delle scienze della Terra
che va sotto il nome di Tettonica a placche o più
propriamente TETTONICA GLOBALE, proprio perché
cerca di inquadrare e spiegare tutti i fenomeni
geologici del pianeta (continenti, oceani, catene
montuose, vulcani, terremoti, dati
paleontologici, paleoclimatici, paleomagnetici,
ecc).   Furono gli scienziati Morgan e McKenzie
che, nel 1967, formularono questa teoria che è
considerata una teoria unificante poiché permette
di spiegare molti fenomeni che apparentemente
sembrano non avere alcuna relazione tra loro per
esempio, la distribuzione dei fenomeni vulcanici
e sismici, la localizzazione delle catene
montuose, ecc Secondo la teoria della tettonica
delle placche (o zolle), la litosfera non forma
un guscio continuo, ma si presenta fratturata,
divisa in una serie di zolle o placche. Le zolle
galleggiano sulla sottostante astenosfera e sono
in continuo movimento, trascinando con sé i
continenti. Sono state individuate
complessivamente una ventina di zolle, di cui
sette più grandi e le altre di minore
estensione.  
119
(No Transcript)
120
LA CROSTA TERRESTRE E IN CONTINUO MOVIMENTO, IN
CONTINUA EVOLUZIONE
121
Ma qual è il motore, la causa che determina il
movimento di queste zolle e di conseguenza dei
continenti a queste associati ?
122
La causa sono proprio quei moti convettivi
presenti nel mantello che determinano la risalita
del magma verso la litosfera (più caldo e quindi
più leggero) e del suo ritorno verso
lastenosfera (più freddo e quindi più
pesante). Questi moti convettivi stabiliscono nel
mantello un movimento ciclico nei materiali
fluidi responsabile del lento spostamento delle
zolle. Naturalmente il movimento delle zolle è
molto lento, dellordine di pochi centimetri
lanno.
123
Tutti i margini tra le placche coincidono con le
principali zone sismicamente attive della Terra.
TRE TIPI DI MOVIMENTO
SCONTRO
SCORRIMENTO
ALLONTANAMENTO
124
ALLONTANAMENTOdelle placche
SI FORMA NUOVA CROSTA
Lo spazio che si forma tra le due zolle che si
allontanano, lascia posto alla fuoriuscita del
magma proveniente dal mantello che giunto in
superficie solidifica formando nuova crosta e
determinando per esempio lespansione dei fondali
oceanici. Questo allontanamento porta alla
formazione delle cosiddette dorsali oceaniche
(es. dorsale medio-atlantica). I margini di
queste zolle vengono detti margini di
accrescimento o costruttivi (perché si forma
nuova crosta terrestre) o margini divergenti
(poiché lungo questi margini le zolle divergono,
cioè si allontanano)  
125
Evidenza morfologica della dorsale Medio
Atlantica emersa in corrispondenza dellIslanda.
Le ripide pareti sono costituite da basalti
colonnari  
126
SCONTROtra placche
LA LITOSFERA VIENE CONSUMATA
SI FORMA UNA CATENA MONTUOSA
Margini convergenti o distruttivi
127
Possono verificarsi tre diversi tipi di scontro
che vengono di seguito mostrati
128
SCONTRO TRA UNA ZOLLA CONTINENTALE ED UNA
OCEANICA La zolla oceanica, più densa, si
flette sotto la zolla continentale e ritorna nel
mantello (processo di subduzione). Parte della
crosta terrestre viene distrutta,
nellastenosfera la crosta oceanica fonde e il
materiale fuso risale in superficie formando dei
vulcani sulla crosta continentale. Si forma
inoltre una fossa oceanica.
129
SCONTRO TRA DUE ZOLLE OCEANICHE La subduzione,
in questo caso, avviene in pieno oceano e si
formano archi vulcanici insulari e profonde fosse
oceaniche (ad es. la fossa delle Marianne
profonda 11.000 m).
130
SCONTRO TRA DUE ZOLLE CONTINENTALI In questo
caso si assiste al processo di orogenesi in cui
la litosfera si può corrugare e sollevare fino a
formare una nuova catena montuosa (le Alpi e
lHimalaya sono esempi di catene montuose
formatesi per questo fenomeno e, in particolare,
le Alpi si sono originate dallimpatto tra la
zolla africana e quella eurasiatica mentre
lHimalaya per limpatto tra la zolla
indo-australiana e quella eurasiatica.
131
A questo tipo di eventi sono legati i principali
fenomeni sismici che normalmente si verificano
lungo i margini di placca
132
SCORRIMENTOdelle zolle
Non si crea né si distrugge litosfera
I margini di placca soggetti allo scorrimento si
dicono margini conservativi.
Attriti e fratturazione delle rocce in
profondità. Terremoti e risalita di materiale
fuso sono normalmente i fenomeni legati a questo
tipo di movimento
Le faglie trasformi sono le fratture che si
formano quando due zolle scorrono luna accanto
allaltra in direzioni opposte (famosa è la
faglia di San Andreas in California dovuta allo
scorrimento, in direzioni opposte, della zolla
del Pacifico accanto a quella nord-americana)
INDIETRO
133
FAGLIA DI S.ANDREA IN CALIFORNIA
RIFT VALLEY IN AFRICA
134
RIFT VALLEY IN AFRICA
135
E se la Tettonica a placche si fermasse ?
136
La tettonica a placche gioca un ruolo importante
nella genesi e nel mantenimento della vita sul
Pianeta
Una drastica diminuzione della quantità di CO2
nellatmosfera, che controlla la temperatura
globale del pianeta
La scomparsa del campo magnetico terrestre e la
conseguente esposizione della Terra alle
radiazioni cosmiche e al vento solare
Se si fermasse a causa
Della diminuzione del calore generato dal
decadimento radioattivo
..un globo completamente sommerso
Dallinterruzione dei moti convettivi nel mantello
Diminuzione degli habitat attualmente presenti
con una conseguente diminuzione della biodiversità
Incremento dellerosione continentale, non più
contrastata dal sollevamento vulcanico e
orogenetico, con il rischio di un innalzamento
del mare fino alla completa sommersione del globo
Dallispessimento crostale o dellaumento di
viscosità del mantello
Dallinterruzione dei fenomeni vulcanici
Dalla variazione delle caratteristiche
fondamentali di inclinazione/rotazione del pianeta
SI VERIFICHEREBBE
137
ACQUA, BIOSSIDO DI CARBONIO E TETTONICA DELLE
PLACCHE
138
DETERMINANTE E IL MANTENIMENTO DI UN CAMPO DI
TEMPERATURA COMPATIBILE CON LO STATO LIQUIDO
DELLACQUA ( TRA 0C E 100C ). PER MANTENERE LE
VARIAZIONI DI TEMPERATURA IN TALE INTERVALLO DI
VALORI E DETERMINANTE LA QUANTITA DI CO2
PRESENTE NELLATMOSFERA
COSA HA PERMESSO ALLACQUA DI CONSERVARSI ALLO
STATO LIQUIDO FINO AD OGGI ?
LA CO2 VIENE IMMESSA NELLATMOSFERA PER CIRCA IL
20 MEDIANTE LE REAZIONI DI COMBUSTIONE E, PER IL
RESTANTE 80, MEDIANTE REAZIONI LEGATE AL
COSIDDETTO CICLO GEOCHIMICO DEL CARBONIO
Il CICLO GEOCHIMICO DEL CARBONIO regola il
trasferimento del carbonio tra la crosta,
loceano e latmosfera

1. La CO2 presente nel suolo reagisce con lacqua
   producendo acido carbonico
2. Lacido carbonico altera i minerali carbonatici e
   silicatici, producendo ioni bicarbonato, ioni
   calcio e silice in soluzione
3. Questi prodotti vengono trasportati dai fiumi
   fino agli oceani dove gli organismi viventi li
   incorporano, combinandoli nuovamente in carbonato
   di calcio e liberando CO2 che alla fine torna
   allatmosfera
4. Mentre il ciclo dei carbonati è in equilibrio,
   quello dei silicati comporta un deficit di CO2
   finale

e allora?
139
La compensazione di CO2 avviene nelle profondità
della Terra, dove il carbonato di calcio e la
silice riscaldati reagiscono e danno silicato di
calcio e CO2. La CO2 viene emessa nellatmosfera
da eruzioni vulcaniche e sorgenti di acque
minerali gassate, completando il ciclo.
LA DINAMICA DELLA TETTONICA DELLE PLACCHE RISULTA
QUINDI FONDAMENTALE PER IL MANTENIMENTO DEI
LIVELLI DI CO2 NELLATMOSFERA. LA CO2 ASSICURA LA
PRESENZA DI ACQUA LIQUIDA SULLA TERRA E PERMETTE
QUINDI LO SVILUPPO DELLA VITA NELLE FORME CHE
TUTTI CONOSCIAMO
140
Dove nacquero i primi esseri viventi?
Ci sono varie teorie.
Ultimamente una delle più attendibili presuppone
che le prime cellule viventi abbiano trovato un
ambiente ideale nelle bocche idrotermali nel
fondo degli oceani ( lungo le dorsali oceaniche )
E un altro collegamento tra le particolari
caratteristiche del nostro Pianeta e la comparsa
e lo sviluppo della vita.
TORNA ALLINDICE
141
THE END
Realizzato dal prof. Francesco Barberis
142
INDIETRO
143
(No Transcript)