Deriva dei continenti e tettonica delle placche

Circa 200 milioni di anni fa le terre emerse erano unite in un unico supercontinente chiamato Pangea, circondato da un unico oceano chiamato Panthalassa.

In seguito dopo 20 milioni di anni la Pangea si era divisa in due grossi continenti: a nord la Laurasia e a sud la Gondwana.
Circa 135 milioni di anni fa cominciarono a delinearsi i continenti attuali. L’India migrò e si congiunse al continente Euroasiatico. Contemporaneamente si formarono gli oceani Pacifico, Atlantico e Indiano.

Nei tempi antichi si pensava che la disposizione delle terre emerse e dei mari non fosse diversa da quella primordiale, ma dal momento in cui s’incominciarono a disegnare le prime carte geografiche e i primi planisferi questa certezza cominciò a vacillare.
Ci si accorse subito, infatti, della corrispondenza tra le coste occidentali dell’Africa e quelle orientali del Sud America. Tale corrispondenza fu ancora più evidente quando si confrontarono tra loro i profili della PIATTAFORMA CONTINENTALE, cioè della fascia rocciosa che contorna i continenti sotto il livello del mare.
Intorno al 1912 questa osservazione colpì Alfred Wegener, fisico e meteorologo tedesco, e gli suggerì l’idea che i continenti fossero un tempo uniti a formare un blocco unico. Questo “supercontinente” avrebbe in seguito cominciato a smembrarsi in più continenti che si sarebbero allontanati gli uni dagli altri, andando alla deriva, sino ad occupare le posizioni attuali.
La teoria di Wegener è conosciuta come teoria della deriva dei continenti. Nonostante le numerose prove che Wegener portò a sostegno della sua teoria, gli scienziati dell’epoca l’accolsero come scetticismo; non si capiva infatti quale fosse il fenomeno che permettesse ai continenti di spostarsi. Soltanto tra il 1950 e il 1970 nuovi studi compiuti sui fondali oceanici , spiegarono le cause della “deriva” e convinsero tutto il mondo scientifico dell’esattezza dell’ipotesi di Wegener.
Oggi si ritiene che, nel lungo periodo di tempo che ha preceduto la formazione della Pangea, i continenti si siano più volte uniti e separati e che anche la configurazione attuale sia in continua evoluzione.

Lo studio dei fondali oceanici, attraverso l’uso di navi dotate di ecoscandaglio, ha messo in evidenza che essi non sono affatto piatti e uniformi ma presentano delle catene montuose delle valli e delle pianure.
L’ecoscandaglio è uno strumento capace di misurare la profondità del fondale marino grazie agli ultrasuoni. I fondali oceanici sono costituite dalle dorsali oceaniche. Esse sono costituite da catene montuose parallele, separate da una valle che è una vera spaccatura della crosta terrestre, dalla quale fuoriesce incessantemente magma. Nell’Oceano Atlantico la dorsale si estende in direzione nord-sud, tagliando all’incirca a metà il fondale, viene perciò chiamata dorsale medio-atlantica. Studiando l’età delle rocce dei fondali si è scoperto che quelle situate in prossimità delle dorsali sono più giovani di quelle più lontane. Le dorsali rappresentano la parte dove la crosta terrestre si rinnova, facendo espandere i fondali: si è calcolato che l’Oceano Atlantico si sta espandendo alla velocità di 3 cm all’anno. Il magma che esce dalla spaccatura della dorsale si raffredda, solidifica e spinge lateralmente le vecchie rocce. Poiché il volume della Terra rimane inalterato, bisogna pensare che le rocce più vecchie dei fondali marini vengano distrutte. Ciò accade in particolari zone dei fondali, dette ZONE DI SUBDUZIONE; qui le vecchie rocce della litosfera sprofondano negli strati sottostanti. Dorsali oceaniche e zone di subduzione dividono la litosfera in tante porzioni, chiamate ZOLLE o PLACCHE.

Secondo la moderna teoria della TETTONICA A PLACCHE, formulata nel 1967 dagli scienziati Morgan e McKenzie, le zolle della litosfera galleggiano sulla sottostante astenosfera, più fluida, e si muovono in modo lento e continuo.

La causa del moto delle zolle è da ricercarsi nel mantello terrestre, di cui fa parte l’astenosfera. La zona più profonda del mantello è a contatto con il nucleo, che ha una temperatura di circa 4000°C, e la parte più esterna è a contatto con la crosta terrestre che è fredda; si creano perciò nel mantello dei movimenti convettivi simili a quelli che si hanno nei liquidi quando si riscaldano. Il magma più profondo, più caldo e meno denso, tende a salire, prendendo il posto del magma più superficiale, più freddo e più denso che scende verso il basso. Durante questi movimenti la litosfera si spacca nelle zone di risalita del magma, formando le dorsali e viene trascinata lateralmente fino alle zone di subduzione, dove sprofonda seguendo il moto verso il basso del magma.

Quando due zolle confinanti si muovono possono allontanarsi, avvicinarsi o scorrere l’una di fianco all’altra generando lungo i loro margini una serie di fenomeni accomunati dall’aumento di attività sismica.
SE LE ZOLLE SI ALLONTANANO
- Si forma una dorsale oceanica;
- Si forma nuova crosta terrestre e il fondale oceanico si espande;
- Si ha attività vulcanica lungo la dorsale.
SE LE ZOLLE SI AVVICINANO
Si distinguono tre casi:
1) Le due zolle sono continentali
- Si forma una catena montuosa: il fenomeno è detto orogenesi
2) Una zolla è oceanica e l’altra è continentale
- Si forma una fossa oceanica nella zona di subduzione;
- Si forma una catena montuosa costiera di tipo vulcanico: le rocce che sprofondano si riscaldano, si fondono e, non appena incontra una fenditura, il magma così formato, tende a salire;
- Si consuma crosta oceanica.
3) Le due zolle sono oceaniche
- Si forma una fossa oceanica;
- Si formano dei vulcani, che possono emergere dall’oceano e dare origine a una arco insulare.
SE LE ZOLLE SCORRONO L’UNA DI FIANCO ALL’ALTRA
- Si forma una frattura lungo i margini di scorrimento, che prende il nome di faglia trasforme;
- Non si forma né si distrugge crosta terrestre.
È ci che ha provocato la formazione della faglia di San Andreas in California.

FAGLIA DI SANT’ANDREA
La faglia di Sant'Andrea (in inglese, San Andreas Fault) è una faglia geologica di tipo trascorrente che si estende per 1300 km attraverso la California, tra la placca nordamericana e la placca pacifica. È famosa per i devastanti terremoti che si sono verificati nelle sue immediate vicinanze.
La faglia fu individuata per la prima volta nella California settentrionale nel 1895 da Andrew Lawson, professore di Geologia dell'Università di Berkeley, che la chiamò così a partire da un piccolo lago, la Laguna de San Andreas, situato su una valle formata proprio dalla faglia a sud di San Francisco. Dopo il terremoto di San Francisco del 1906, Lawson scoprì anche che la
La faglia di Sant'Andrea può essere divisa in tre segmenti.
Il segmento meridionale (noto come segmento Mojave) inizia presso il mare di Salton e procede verso nord curvando a poco a poco verso ovest incontrando le San Bernardino Mountains. Da qui, corre lungo la base meridionale di queste montagne e prosegue in direzione nordovest verso le San Gabriel Mountains. Queste montagne sono il risultato del movimento della faglia e sono chiamate anche Transverse Range (Catena Trasversale). Questo segmento rappresenta l'area di faglia più analizzata dai geologi di tutto il mondo. Ciò è dovuto alla presenza proprio sulla faglia della città di Palmdale, presso la quale le due zolle di crosta terrestre sono ben visibili.
Dopo aver attraversato il Frazier Park, la faglia inizia a piegare in direzione nordest. Quest'area, chiamata Big Bend (grande piega), è ritenuta essere il punto in cui le due placche esercitano la pressione massima l'una contro l'altra. In quest'area l'intervallo di tempo fra un forte terremoto ed il successivo è mediamente di 140-160 anni. A nordovest di Frazier Park, la faglia corre attraverso la Carrizo Plain, una lunga distesa priva di vegetazione lungo la quale la faglia è ampiamente visibile ed è chiamata Elkhorn Scarp.
Il segmento centrale della faglia corre in direzione nordovest da Parkfield a Hollister. Mentre la sezione più meridionale del segmento, e soprattutto Parkfield, ha sostenuto numerosi terremoti, il resto della faglia centrale è sottoposta al cosiddetto scorrimento asismico, che permette alla faglia di muoversi senza che avvengano terremoti.
Il segmento settentrionale parte da Hollister e attraversa la Penisola di San Francisco, lambendo la città, presso la quale percorre un tratto di mare. Segue dunque la costa californiana fino ai pressi di Capo Mendocino, dove è presente una tripla giunzione di placche tettoniche diverse, che risulta essere tra le regioni geologicamente più instabili. La regione è un'area di subduzione della placca Juan de Fuca, sia sotto alla placca pacifica (a ovest) che sotto alla placca nordamericana (a nord).

Il piccolo paese di Parkfield, come detto, è situato lungo la faglia di Sant'Andrea. I sismologi hanno scoperto che questa sezione della faglia produce terremoti di magnitudo 6.0 con intervalli regolari di circa 22 anni. Dopo i terremoti avvenuti nel 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 e 1966. A causa della frequente e regolare attività, Parkfield è diventata una delle località più popolari del mondo in cui tentare di prevedere e registrare grandi terremoti.
Nel 2004, sono cominciati i lavori a nord di Parkfield nel San Andreas Fault Observatory at Depth (SAFOD). L'obiettivo del SAFOD è di effettuare una perforazione vicina ai 3 chilometri nella crosta terrestre e dentro la faglia di Sant'Andrea. Una griglia di sensori sarà installata per monitorare e registrare i terremoti che avvengono in quest'area.
Altre ricerche sulla faglia, tese a monitorare la velocità di scorrimento lungo la faglia, hanno evidenziato che le città di Los Angeles e San Francisco (che giacciono su lati opposti della faglia) si stanno avvicinando tra loro, trasportate dalla faglia stessa, alla velocità di 6 mm all'anno.

I tre terremoti più rilevanti legati all'attività geologica della faglia di Sant'Andrea sono i seguenti:
• 1857 - frattura di 350 chilometri (220 miglia) nella California centrale e del sud, da Parkfield fino a Cajon Pass (a sud di Wrightwood). Conosciuto come terremoto di Fort Tejon, l'epicentro è stato posizionato appena a sud di Parkfield. Sono state registrate solo 2 morti. Magnitudo stimata: 8.0.
• 1906 - frattura di 430 chilometri (270 miglia) nella California del nord, da San Juan Bautista ad Eureka. L'epicentro fu nei pressi di San Francisco. Approssimativamente morirono 3000 persone nel terremoto e nel susseguente incendio. Magnitudine stimata = 8.3. (Terremoto di San Francisco)
• 1989 - frattura di 40 chilometri (25 miglia) presso Santa Cruz, che causò 63 morti e gravi ma localizzati danni nell'area della Baia di San Francisco. Magnitudo = 7.1. (Terremoto di Loma Prieta).
Il 28 settembre 2004 alle 10:15 del mattino, un terremoto del sesto grado della scala Richter colpì Parkfield sulla faglia di Sant'Andrea. Sulla base delle ultime teorie, conosciute all'epoca, sulla predizione dei terremoti ci si aspettava che questo terremoto avvenisse nel 1993. Sono passati undici anni prima che questa predizione si avverasse. Sebbene la previsione temporale si sia rivelata largamente imprecisa, (38 anni contro una media di un intervallo di 22 anni tra un terremoto ed un altro), la magnitudine del terremoto fu esattamente quella prevista.
Da tempo si parla del Big One, cioè un terremoto di enormi proporzioni che, secondo il libro di Curt Gentry Last Days of the Late, Great State of California, farebbe staccare la California dal continente americano: tuttavia, come detto prima, la faglia di San Andreas è del tipo trascorrente, di conseguenza questo scenario è totalmente implausibile.

Nel film Superman, il primo della saga di Christopher Reeve, il super-criminale Lex Luthor tenta, mandando un missile contro la Faglia, di staccare la California dal continente americano. Il suo piano è di far sprofondare la costa pacifica nell'oceano, in modo che la parte invece interna, desertica e di sua proprietà, si riempia di spiagge e abbia un clima mediterraneo.
Nel videogioco Grand Theft Auto: San Andreas esiste una specie di tributo a questa faglia, infatti, nella costa est della città di San Fierro (ispirata alla città di San Francisco), andando sott'acqua si può facilmente vedere una enorme spaccatura che è ispirata alla faglia di Sant'Andrea.