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Litosfera

Contributo delle onde sismiche: il maggiore all’elaborazione di un modello interno della terra viene dallo studio delle onde sismiche infatti la loro velocità di propagazione dipende dalle caratteristiche fisiche delle rocce attraversate aumentando proporzionalmente alla loro densità. Le onde S non potendosi trasmettere attraverso i materiali liquidi ci rivelano quali parti interne della terra sono liquide. Ogni volta che esse incontrano una discontinuità litologica o fisica subiscono rifrazioni (deviazione dalla sua direzione) o riflessioni (riflesso all’indietro).


Crosta mantello nucleo: il nostro pianeta è formato da tre gusci concentrici separati da discontinuità, in corrispondenza delle quali varia la velocità delle onde sismiche. Essi sono dall’alto verso il basso:


    1 Crosta: strato più superficiale della terra, è spesso in media 35 km: 4km crosta oceanica (densità maggiore, costituiti da rocce basaltiche ricoperte da sedimenti), 70km croste continentali (minore densità, costituiti da materiale cristallino ricoperti da sedimenti).

    2 Mantello: a 2900km dalla superficie, occupa la maggior parte del volume terrestre. Inizia con la discontinuità di Mohorovicic (che fa variare la velocità delle onde sismiche per il passaggio da basalti a ultrabasalti, peridotiti). Si distinguono mantello superiore (passaggi da stato solido a liquido)e inferiore (interamente solido, da silicati a ossidi di ferro, silicio e magnesio) separati da una discontinuità a 700km di profondità.

    3 Nucleo: sfera di 3470km di raggio al centro della terra che inizia a 2900km di profondità dove le onde segnano un aumento della densità delle rocce (discontinuità di Gutemberg). A 5170km c’è la discontinuità di Lehmann, il passaggio da nucleo esterno liquido a nucleo interno solido entrambi composti come meteoriti da ferro/nichel.

Litosfera astenosfera: la divisione in tre gusci si basa su composizione litologica mentre quella tra litosfera e astenosfera è sul loro stato di aggregazione. La litosfera è il guscio superficiale di consistenza rigida che comprende la crosta e la parte superficiale del mantello, è composta da rocce peridotitiche allo stato solido. L’astenosfera si trova sotto la litosfera (detta inizialmente strato a bassa velocità per il rallentamento delle onde per le rocce fuse), comprende il mantello superiore, è di consistenza plastica e consente alla litosfera di muoversi lentamente.

Dinamicità litosfera: nel 1915 il tedesco Alfred Wegener ipotizzò l’esistenza di un unico continente che in origine avrebbe riunito tutti quelli esistenti attualmente: la Pangea che circa 200 milioni di anni fa si sarebbe spezzata creando i singoli continenti andati alla deriva. Da qui il nome della teoria di Wegener “Deriva dei continenti”, la prima in grado di affrontare contemporaneamente diversi fenomeni geologici (dinamica globale). Nel 1960 il geologo americano Harry Hess disse che le fondali oceaniche fossero strutture da cui si verificava l’espansione dei fondali oceanici. Alla fine degli anni ’70 John Wilson formulò la teoria della tettonica delle placche basata sull’assunto che la litosfera sia divisa in placche, che si muoverebbero le una rispetto alle altre per effetto del trascinamento da parte di lenti moti convettivi che interessano le rocce plastiche nell’atmosfera. L’identificazione delle placche è resa possibile dalla constatazione che i fenomeni vulcanici e sismici si concentrano soprattutto lungo particolari fasce attive, i margini delle lacche. A seconda del movimento tra due placche adiacenti si distinguono tre tipi di margine di placca:


    1 Margini divergenti: si verifica l’allontanamento reciproco delle placche. Sono detti costruttivi perché lungo questi risale il magma basico dall’astenosfera che, raffreddandosi da origine a nuova litosfera oceanica (dorsale oceanica grand rift valley). Valle tettonica (rift valley): al progressivo allargarsi della frattura i grandi blocchi che si sono formati ai margini cominciano ad assestarsi e ad affondare verso il basso. Depressioni: in alcune porzioni della fattura, l’abbassamento dei blocchi può portare il fondo della valle a giacere al di sotto del livello del mare. Fiumi, laghi allungati e salati: lungo la valle tettonica possono scorrere corsi d’acqua che creano laghi stretti e nella rift valley salati. Terremoti vulcanismo secondario: in corrispondenza delle valli tettoniche si verificano terremoti a ipocentro superficiale e manifestazione vulcaniche basiche. Mari stretti allungati: quando la valle tettonica è profonda viene invasa da un bacino marino stretto.

    2 Margini trasformi: sono i margini lungo i quali le placche scivolano una accanto all’altra senza modificare la litosfera oceanica, dette anche conservatrici. Le dorsali oceaniche non hanno un andamento continuo ma sono interrotte da fratture trasversali chiamate faglie trasformi. Lungo di esse non ci sono fenomeni endogeni vistosi a parte vulcani sottomarini con terremoti frequenti ma deboli con ipocentri poco profondi. L’esistenza delle faglie trasformi si spiega con la forma sferica della terra e la loro velocità di allontanamento varia a seconda della latitudine maggiore all’equatore e minore ai poli. Di conseguenza la nuova litosfera lacerata da fratture trasversali il cui scorrimento è accompagnato da terremoti. I margini trasformi sono presenti nelle aree oceaniche con l’eccezione della faglia di S. Andreas.

    3 Margini convergenti: in cui le placche scivolano reciprocamente in collisione. Si dicono anche distruttivi perché lungo di essi c’è una distruzione continua della litosfera oceanica. In essi avviene il fenomeno della subduzione cioè dello scorrimento di una placca di litosfera al di sotto di quella adiacente. Essa avviene sul piano inclinato di Benioff. Ci sono tre tipi di convergenza a seconda della natura delle placche: tra due placche oceaniche, tra una oceanica e una continentale, tra due continentali. La subduzione avviene solo tra placche sottili composta da rocce dense (basalti, peridotiti).

    La grande Rift Valley dell’Africa orientale è una lunghissima frattura lungo la quale si possono individuare gran parte dei fenomeni. È presente un fenomeno di convergenza litosferica ancora a uno stadio giovanile. Se il fenomeno continuasse per qualche milione di anni il Mar rosso si ingrandirebbe e l’Africa orientale si distaccherebbe. Se continuasse per decine di milioni di anni si aprirebbe un nuovo oceano poiché la continua fuoriuscita di materiale basaltico coincide con una dorsale oceanica (sistema di catene vulcaniche sottomarine sopraelevate rispetto al fondale) formando un fondale in allargamento.

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