Geologia applicata - nozioni generali

GEOLOGIA

Scienza che studia la costituzione e la struttura della terra, nonché le cause che hanno determinato e ne determinano l'evoluzione.

GEOMORFOLOGIA

Scienza che studia ed interpreta le forme della superficie terrestre.

GEOLOGIA APPLICATA

Scienza che studia e risolve i problemi di carattere ingegneristico ed ambientale che sorgono dall'interazione fra componente geologica di un territorio ed attività umane svolte su di esso.

GEOLOGIA APPLICATA

Evidenzia le condizioni geologico-stratigrafiche ed idrogeologiche del sottosuolo (MODELLO GEOLOGICO) attraverso un piano articolato di indagini geologiche, geomorfologiche, geologico-strutturali, idrogeologiche, geofisiche.

Indagini in sito (geologiche, geomorfologiche, idrogeologiche, ecc.)

Caratterizzazione geologica

Modello geologico

Modello geotecnico

Modello di calcolo

Progetto

GEOLOGIA STRUTTURA E

COMPOSIZIONE DELLA TERRA

Formata nelle sue linee essenziali da:

• CROSTA (oceanica, continentale)
• MANTELLO (superiore, inferiore)
• NUCLEO (esterno, interno)

STRUTTURA E COMPOSIZIONE DELLA TERRA

Crosta e mantello superiore sono sede dei fenomeni geologici che interessano più direttamente le attività umane.

INDIVIDUAZIONE DELLE DISCONTINUITÀ DELLA TERRA

Velocità delle onde sismiche di transizione delle discontinuità della Terra:

• Zona di discontinuità Nucleo-Mantello: 5-7 km/s
• Zona di discontinuità Mantello superiore-Mantello inferiore: 8-9 km/s

PROPRIETÀ DEGLI STRATI FORMANTI LA TERRA

[da Attewell & Farmer, 1976]

MODELLO CINEMATICO

Mantello rigido + Crosta terrestre = LITOSFERA

Mantello viscoelastico (parzialmente fuso) = ASTENOSFERA

TEORIA DELLA TETTONICA A PLACCHE

La litosfera (crosta + mantello rigido) è suddivisa in placche che possono coinvolgere contemporaneamente aree continentali e aree oceaniche, oppure solo le une o le altre.

SISTEMA TERRA E SUA EVOLUZIONE

Pipkin et al., 2005

Variazioni di temperatura all'interno della Terra =>=> correnti convettive nella astenosfera (reosfera ) =>=>> movimenti relativi fra le placche della crosta terrestre=> risalita di magma basaltico lungo le dorsali oceaniche=> formazione di nuova crosta e allontanamento fra le placche

EVOLUZIONE DELLA CROSTA TERRESTRE

c.ca 220 Ma c.ca 190 Ma

Posizionerelativa deicontinenti in 4periodi a partiredal Triasinferiore c.ca 140 Ma c.ca 65 Ma

MOVIMENTI RELATIVI FRA PLACCHE

Allontanamento di due placche (dorsali oceaniche) =>Scontro fra due pplacche ((una continentale e una oceanica)) =>Scontro fra due placche continentali =>Allontanamento di due placche

Dorsali oceaniche: zone di accrescimento (fuoriuscita di materiale lungoffratturett edd allontanamentoll t t delled ll placchel h simmetricoi t i lungol l'assel' dellad lldorsale)

Scontro fra due placche(continentale + oceanica)=> Zone di subduzione (inflessione della placca

oceanica e suo progressivo riassorbimento nel mantello)=> formazione di fosse oceaniche (e successivi processi di sedimentazione)=> fusione e formazione di nuovo magma=> origine di terremoti profondi

Scontro fra due placche(continentali)=> Zone di obduzione (accavallamento fra due placche)=> formazione di catene montuose (“orogenesi”),=> loro progressivo innalzamento (e successivi processi di erosione).

FENOMENI ENDOGENI

Collegati al movimento delle placche (continentali,(continentali oceaniche),oceaniche) alla formazione e risalita di magmi verso la superficie terrestre ed ai processi orogenetici.

Comprendono:

PLUTONI

VULCANI

TERREMOTI

Relazioni tra le principali placche terrestri ed i fenomeni endogeni connessi ai loro movimenti relativi: posizione dei principali vulcani e degli epicentri di terremoti recenti. [da Bell, 1998]

FENOMENI ENDOGENI

PLUTONI: derivano dalla solidificazione di magma (prevalentemente di composizione acida)

a forma di scudo con versanti poco acclivi.

Tipi di eruzioni - CENTRALI

Eruzioni piroclastiche

Bocche vulcaniche che espellono piroclasti

piroclasti, i frammenti solidi si accumulano e formano coni di scorie, il cui profilo è determinato dall'angolo massimo a cui i detriti sono stabili.

Tipi di eruzioni - CENTRALI

Eruzioni composte

Vulcano che emette sia lava sia piroclasti; si forma un cono composito o stratovulcano.

Tipi di eruzioni - LINEARI

La lava defluisce rapidamente dalle fessure e forma estesi strati invece di accumularsi edificando un cono vulcanico.

PRODOTTI ERUTTIVI

PIROCLASTI: prodotti vulcanici emessi nel corso di eruzioni esplosive.

Hanno nomi diversi a seconda della loro origine e delle loro dimensioni.

Φ > 64 mm

bombe (emesse allo stato liquido)

blocchi (emessi allo stato solido)

≤ Φ ≤ 64 mm

lapilli ≤ Φ ≤ 62 micron

≤ Φ ≤ 2 mm

cenere grossolana

Φ ≤ 62 micron

cenere fine

PRODOTTI ERUTTIVI

BASALTI

FENOMENI ENDOGENI

TERREMOTI: movimenti del suolo dovuti a rotture e/o dislocazioni di grandi masse rocciose, a seguito di:

1. movimenti relativi fra le masse rocciose,
2. lento accumulo di energia,
3. rapida liberazione dell'energia sotto forma di onde sismiche.

Volume di roccia che, sottoposto a tensione, si rompe dando luogo a scorrimento relativo lungo un piano di debolezza (piano di faglia). La rottura ha inizio nell'ipocentro e si propaga lungo il piano di faglia, consentendo lo scorrimento relativo dei due lembi di faglia. Geometria della faglia e senso del movimento sono determinati dalla combinazione di sforzi tettonici a carattere locale e regionale.

Ipocentro: zona interna alla crosta terrestre in cui si origina la frattura, attuando la liberazione di energia.

Epicentro: zona della superficie terrestre posta sulla verticale dell'ipocentro, dove arriva un insieme di onde di varia frequenza e velocità che fanno vibrare il terreno.

TEORIA DEL fuoco sismico: zona interna alla crosta terrestre in cui si origina la frattura, attuando la liberazione di energia.

RIMBALZO ELASTICO

L'energia immagazzinata nelle rocce si libera in parte sotto forma di onde elastiche, generatrici di terremoti, e in parte sotto forma di calore.

TIPI DI TERREMOTI

• Tettonici: l'origine delle onde sismiche è provocata dal generarsi di faglie, che sono le più importanti.
• Vulcanici: la liberazione di onde sismiche è provocata dalla risalita delle masse magmatiche sotto la spinta dei gas.
• di Crollo: l'origine delle onde sismiche è dovuta alla caduta improvvisa di volte di caverne, di gallerie o anche di grandi falde rocciose su versanti montuosi.

Simulazione delle Onde Sismiche

La rottura all'interno della terra libera energia sotto forma di onde elastiche, che vengono registrate dai sismografi.

Le onde sismiche

Nell'ipocentro

Nell'epicentro

Onde P

Onde L

Onde S

Sono caratterizzate da un

forma ellittica nel piano verticale.

Onde LoveLove: producono spostamenti orizzontali, trasversali rispetto alla direzione di propagazione.

Strumenti di registrazione SISMOGRAFI: strumenti costituiti da masse sospese per mezzo di molle che restano ferme per inerzia quando si verifica un terremoto, mentre una punta scrivente, fissata alla massa sospesa, se