Appunti di Geologia

Appunti geologia

La terra è uno sferoide, struttura non omogenea.

Raggio 6370 km, densità media 55 KN/m³, densità rocce superficiali 20-30 KN/m³.

Come abbiamo capito cosa c’è dentro la terra?

Indagini dirette, scavando al massimo un centinaio di metri.

Indagini indirette grazie allo studio delle onde sismiche: onde longitudinali (P di compressione) sia nei solidi che nei fluidi, onde trasversali (S o taglio) queste solo nei fluidi.

Le onde percorrono traiettorie concave e ritornano in superficie, in base ai tempi e alla distanza, si ricava la velocità, poi la densità e si ricostruisce il modello interno della terra.

Fatto nel modo seguente:

• Crosta terrestre. Da pochi km a 60 km.
• Mantello, interno ed esterno spessore tot. 2900 km.
• Nucleo, interno ed esterno 3470 km.

Due discontinuità:

• Mohorovicic: separa la crosta dal mantello.
• Gutenberg: separa mantello e nucleo.

Sedimento es (sabbia). Rocce es (marmo granito) materiale compatto.

Crosta oceanica (6-7 km). Crosta continentale (20-60 km).

Tettonica a placche

Litosfera: crosta terrestre più una parte del mantello, quella più superiore RIGIDA.

Astenosfera: parte del mantello inferiore alla litosfera, VISCOSA.

Litosfera divisa in 15 placche, abbiamo detto rigida, sotto c’è la parte viscosa della astenosfera, che a causa di questa viscosità crea dei moti convettivi, che muovono le placche, ovviamente in tempi geologici.

Il magma sale perché si scalda, arriva in superficie e si raffredda, così torna giù, si creano i moti convettivi.

Le placche si possono scontrare in diversi modi, per esempio due placche continentali formano una catena montuosa, perché avendo la stessa densità vanno in alto. Invece una placca oceanica con una continentale, si crea una zona di subduzione, dove quella oceanica va sotto quella continentale. In queste zone dove si incontrano le placche, ci sono diversi fenomeni, come terremoti, eruzioni di vulcani ecc. L’Italia è piena.

I geofisici hanno fatto una scoperta interessante, hanno scoperto che la terra inverte il campo magnetico ogni tot anni, e questo lo hanno scoperto analizzando alcune rocce magmatiche, i minerali dentro le rocce, si comportano come aghi di una bussola naturale e registrano la direzione del polo nord magnetico che esisteva al momento della solidificazione della lava. Si stima si sia invertito circa 170 volte negli ultimi 76 milioni di anni.

Confini tra le placche

• Divergenti.
• Convergenti.
• Trascorrenti.

Divergenti, quindi due placche si allontanano, se sono due placche continentali, si forma una dorsale oceanica, come per esempio nell’oceano Atlantico. Se sono continentali, si crea una spaccatura nel terreno, come la Rift Valley, quando si crea questa spaccatura, il magma risale e si deposita in superficie solidificandosi.

Convergenti, sono le placche che si avvicinano, si scontrano, si possono verificare due possibilità, la subduzione e la obduzione, la prima è quando una placca oceanica, si scontra con una continentale, avendo masse differenti e densità differenti, quella oceanica tende ad andare sotto quella continentale. Invece quando si scontrano due placche continentali, avendo la stessa densità, creano il fenomeno della orogenesi.

Due tipi di subduzione:

• Arco fossa, placca oceanica che immerge sotto una zona continentale zona oceanica, es Giappone.
• Arco Cordigliera, placca oceanica che immerge sotto una zona continentale e dietro ancora continentale, per esempio in Cile.

Zone di Obduzione, per esempio l’Himalaya, processo di orogenesi, si crea una catena montuosa.

Zona di scorrimento laterale, FAGLIA, per esempio la faglia di S. Andrea, si verificano diversi terremoti in queste zone, perché le rocce scivolando l’una con l’altra, accumulano energia elastica che poi rilasciano tutta insieme quando si rompono, creando i terremoti.

Fenomeni endogeni

Partiamo con i Vulcani, il magma che è in profondità, a volte riesce a risalire in superficie creando dei vulcani, ci sono tre categorie di magmi:

• Magma sub crostale, con temperature elevate circa 1200 gradi, si origina nel mantello superiore.
• Magma intercostale, con temperature inferiori circa 500 gradi.
• Magma degli archi, che si origina nelle zone di subduzione.

C’è anche un’altra classificazione dei magmi:

• Magma acido, con molta silice sopra il 65%, molto viscoso.
• Magma intermedio.
• Magma basico con poca silice al di sotto del 45%, poco viscoso.

In base alla posizione, si possono formare diversi tipi di vulcano:

• Nelle zone di subduzione si formano vulcani con magma intermedio, che risale dal mantello dopo che è stato fuso a causa della pressione.
• Nelle zone continentali, possiamo trovare sia magmi acidi che magmi basici.
• Nelle zone oceaniche troviamo magmi basici, subcrostali.

Quando abbiamo un magma acido, quindi molto viscoso, spesso non riesce ad arrivare in superficie e si solidifica prima, all’interno della terra dando origine ai plutoni e alle rocce intrusive.

Filoni: propaggini di corpi magmatici insinuate in fenditure di roccia incassante.

Vulcani: corpi magmatici formati appunto da magmi che fuoriescono, se il magma è fluido quindi basico, si creano colate lente a temperatura elevata, se il magma è acido quindi viscoso, sono vulcani esplosivi, che creano anche prodotti piroclastici.

Tipi di vulcano

Vulcani a scudo: sono vulcani con magmi basici, fluidi, che quindi eruttano e depositano il magma in superficie creando il basalto, roccia vulcanica più comune. (originati per lo più nell’oceano, es Hawaii, Islanda.

Stratovulcani: sono vulcani formati da strati, alternano eruzioni effusive con eruzioni esplosive; quindi, si creano strati di rocce vulcaniche e altri di materiale piroclastico. Es Vesuvio.

Vulcani a Caldera: sono vulcani ormai non più attivi, che nell’ultima eruzione, si è svuotata la camera magmatica ed è collassata la parte superiore, formando così una depressione, chiamata caldera che poi con il tempo viene riempita da acqua e si forma un lago.

Materiali Piroclastici: insieme di polveri, ceneri lapilli che accompagnano l’eruzione esplosiva del vulcano, danno origine ai depositi piroclastici. Possono manifestarsi per: caduta gravitazionale, colata e ondata basale.

Ignimbrite: flusso di emulsione molto caldo trifase, con sia gas, liquidi e solidi.

Nube Ardente: flusso bifase, gas e solido meno calda dell’ignimbrite.

Ondata basale: flusso bifase di acqua e solidi, formata dal contatto fra il magma in risalita e l’acqua di falda, formando violente esplosioni e un cratere vulcanico detto maar.

Indice di esplosività vulcanica (VEI): ha valori compresi fra 0 e 8 a seconda del volume del materiale emesso e, dalla quota raggiunta dallo stesso e dalla durata dell’eruzione.

Un altro pericolo derivato dai vulcani sono i lahars, che sono delle colate di fango provenienti dai vulcani.

Previsioni delle eruzioni: si può capire quando aumenta la camera magmatica, se aumenta la pendenza dei fianchi del vulcano, ed anche un graduale aumento della sismicità.

Terremoti

Fenomeni dovuti a improvvise rotture di grandi masse rocciose della litosfera. Il punto dove si rompe la roccia si chiama ipocentro; invece, il punto in superficie situato sulla verticale passante per il fuoco si chiama epicentro.

I terremoti danno origine alle onde sismiche, ci sono due tipi:

Onde longitudinali P di compressione: moto delle particelle nella stessa direzione di propagazione delle onde, sia nei solidi che nei liquidi.

Onde trasversali S o di taglio: moto perpendicolare alla direzione di propagazione delle onde. Solo nei solidi, velocità inferiore alle onde P.

Onde di Love: onde superficiali che si sviluppano solo in presenza di uno strato a bassa velocità e non si trasmettono nei fluidi.

Onde di Rayleigh: onde superficiali che determinano spostamenti ellittici delle particelle il cui moto avviene nel piano verticale con verso retrogrado rispetto alla direzione di propagazione.

Per registrare i terremoti, si usano i sismografi, che sono in grado di registrare le onde sismiche.

Per determinare la pericolosità del terremoto si usano due scale:

Scala Mercalli e la Scala Richter, la Mercalli più imprecisa, si basa sui danni che ha fatto il terremoto; invece, quella Richter si basa sull’ampiezza delle onde sismiche.

I terremoti avvengono in prossimità delle zone di contatto fra le placche, le principali conseguenze dei terremoti sono: lo scuotimento, effetti sismici locali (amplificazione, liquefazione) e frane sismo-indotte, tsunami ecc.

Per prevenire i terremoti, bisogna conoscere bene le carte geologiche del territorio, i depositi superficiali che ci sono in quell’area e i fenomeni sismici accaduti nel passato, grazie a tutte queste informazioni possiamo prevedere o no un terremoto, che però sono sempre molto difficili da prevenire. Ci sono anche le carte sismiche per comune, quindi molto dettagliate.

È molto pericoloso costruire su terreni diversi, per esempio metà casa su argilla e metà su roccia granitica, oppure delle case alla fine di una scarpata, o in cima ad uno strapiombo.

Liquefazione dinamica: incremento delle pressioni interstiziali in terreni granulari saturi.

I minerali delle rocce

I minerali sono sostanze naturali, solide, con una composizione chimica definita ed una struttura cristallina.

Abito cristallino, ogni minerale, ha una struttura anche esterna ben precisa oltre a quella interna.

Proprietà fisiche dei minerali:

Densità, quindi il rapporto fra la massa e ilv