Geomorfologia sottomarina

Geomorfologia sottomarina

Tutte le morfologie presenti nell’ambiente marino sono influenzate da processi distinti rispetto a quelli dell’ambiente continentale. Al contrario dell’ambiente continentale, dove prevalgono i fenomeni erosivi, nell’ambiente marino questi fenomeni rivestono un ruolo secondario, mentre prevale la deposizione, che è la causa del modellamento dei fondali marini.

La piattaforma continentale

È una porzione del continente sommersa. È delimitata dal continente stesso e dal ciglio della piattaforma (il limite verso mare che si riconosce per una rottura del pendio chiamata Shelf Break). Lo Shelf Break si riconosce dal brusco aumento della pendenza. Dal punto di vista legislativo, la profondità massima si colloca a 200m; in realtà le profondità e l’estensione possono essere estremamente variabili. A livello di estensione può andare dai 24 km oppure può raggiungere e superare i 1000 km. Per quanto riguarda la profondità, invece, è compresa tra i 100m e i 180m, ma in casi particolari supera anche i 500m. Esempio: in Antartide, nel mare di Ross, si ha una depressione prossima alla costa (cioè ad un ghiacciaio) che supera i 1000m di profondità.

Divisione della piattaforma

• Una parte interna meno profonda dove i processi naturali sono più intensi. La pendenza è di circa 1-2°. Coincide con la spiaggia sommersa. È un ambiente di transizione, cioè un ambiente che sta tra l’ambiente marino e quello continentale e che perciò subisce l’influenza sia di agenti marini che di agenti continentali.
• Una parte esterna più profonda e a pendenza minore (meno di 1°).

Profilo sismico: è un profilo che si realizza utilizzando un’onda elastica (legata ad un suono oppure ad una scarica elettrica). Viene inviato un segnale che raggiunge il fondale. In parte viene riflessa, in parte penetra all’interno del fondale raggiungendo un altro orizzonte (che coincide con un cambio di sedimentazione) che viene a sua volta riflesso e registrato.

Principali tipi di piattaforma

• Piattaforma continentale prevalentemente rocciosa (con o senza forme di sedimento). Possono essere presenti piccoli bacini sedimentari.
• Piattaforma continentale con settore interno roccioso e settore esterno di costruzione sedimentaria.
• Piattaforma continentale con substrato roccioso che si approfondisce rapidamente ed è presente in prossimità della costa. La piattaforma si evolve sia per progradazione, cioè il prisma sedimentario si sposta verso il largo, sia aggradazione, cioè il prisma sedimentario si sposta verticalmente.
• Piattaforma continentale di costruzione sedimentaria. Il substrato non condiziona la morfologia superficiale.

I canyon sottomarini

Sono depressioni presenti nei fondali a forma di valle, che generalmente si sviluppano dalla piattaforma continentale fino alla piana abissale attraversando la scarpata continentale.

Origini dei canyon sottomarini

• Valli continentali sommerse.
• Valli di erosione sottomarina: è un tipo frequente in Atlantico e nel Mediterraneo. Sono date da fenomeni erosivi riconducibili a correnti che si sviluppano sul fondale, come per esempio le correnti di torbida. Per capire cosa sono le correnti di torbida: Abbiamo una frana sottomarina che determina la messa in sospensione di moltissimo sedimento. La colonna d’acqua, arricchendosi di sedimento, aumenta la propria densità e tende a fluire con una velocità maggiore verso il basso scorrendo in prossimità del fondale. Sono dei fenomeni piuttosto comuni che avvengono lungo la scarpata continentale.
• In continuità di un corso d’acqua: un esempio è il fiume Hudson. Il canyon sottomarino si sviluppa dalla piattaforma e lungo tutta la scarpata. Ha uno sviluppo coincidente con la valle in cui scorre il fiume Hudson.

Anche a Genova ci sono due canyon sottomarini che hanno un’origine fluviale. I canyon possono condizionare lo sviluppo della costa, specialmente quando si è in presenza di fenomeni erosivi alla testata (la parte più interna e prossima al continente) del canyon. Se vi sono dei fenomeni erosivi che determinano l’arretramento della testata, questa può andare a condizionare la morfologia del tratto costiero della parte emersa.

La scarpata continentale

I suoi limiti sono, a monte, lo shelf break (il ciglio della piattaforma) e, a valle, la piana abissale.

Suddivisione della scarpata

• Rebord: è la parte iniziale e ha pendenze comprese tra 20° e 30°.
• Rialzo: è la parte finale ed è caratterizzato da una minor pendenza. Il rialzo trae origine da tutti i sedimenti che, a causa della pendenza, vengono trasferiti dalla piattaforma verso la piana abissale andandosi ad accumulare al piede della scarpata continentale.

I canyon sottomarini vanno a costituire delle vie di transito preferenziale per i sedimenti, che vengono convogliati all’interno del canyon grazie alle correnti di torbida. I sedimenti possono raggiungere la piana abissale andando a creare dei depositi che contribuiscono al rialzo continentale.

I margini continentali

Sono zone di contatto tra la crosta oceanica e quella continentale. Il margine continentale è formato dalla piattaforma continentale e dalla scarpata continentale.

Tipologie di margini

• Continentali:
  • Passivi: sono all’interno delle placche e generalmente distanti dai margini di placca. Costituiscono la zona di contatto tra la crosta oceanica e la crosta continentale. Non sono sede di attività sismica.
  • Attivi convergenti: sono in coincidenza del margine di placca e corrispondono alla zona di logoramento della crosta oceanica. Sono sede di attività sismica.
• Di placca:
  • Convergenti: le placche si avvicinano tra loro provocando la subduzione di una sotto l’altra e la consumazione di litosfera. Sono anche detti margini distruttivi.
  • Divergenti: le placche si allontanano tra loro e si assiste alla formazione di una nuova crosta oceanica detta dorsale. Sono detti anche margini costruttivi.
  • Trasformi: scorrono lateralmente una rispetto all’altra, senza determinare la formazione o la distruzione di litosfera. Sono detti anche margini conservanti.

Le faglie

• Faglia diretta: una parte si abbassa rispetto ad un’altra per la rottura della superficie. È tipica di situazioni distensive.
• Faglia inversa: una parte si alza rispetto ad un’altra per la rottura della superficie. È tipica di situazioni compressive.
• Faglia obliqua: si ha sia un movimento verticale sia laterale.
• Faglia trascorrente a sinistra o a destra: per distinguerle, ci si mette sopra a uno dei due blocchi e si guarda se l’altro blocco si sposta a destra o a sinistra.

Evoluzione margine passivo

Lo stadio iniziale è la creazione del rift, che è un inarcamento superficiale della crosta continentale dovuto alla risalita del magma. Successivamente, la crosta continentale si allunga e si assottiglia a causa del movimento delle placche fino alla rottura e alla formazione del rift.

Il secondo stadio è la formazione di un proto-oceano (esempio: Mar Rosso). La crosta continentale si lacera (si lacerano le faglie distensive) e dà origine alla formazione di un bacino marino che evolve verso un proto-oceano.

Nel terzo stadio abbiamo una separazione finale dei blocchi coinvolti nel processo. Si ha la formazione di un inizio di oceano. La crosta continentale è definitivamente separata ed inizia la deriva dei blocchi che dà origine alla formazione dell’oceano.

Nel quarto e ultimo stadio avviene la vera e propria formazione dell’oceano. L’espansione della crosta oceanica continua ed è presente la dorsale oceanica, cioè quella zona in cui si produce una nuova crosta. Esempio: con la creazione dell’oceano Atlantico, si è formata anche la dorsale. Una parte di essa è emersa creando l’attuale Islanda.

Classificazione dei margini

In base all’influenza degli agenti marini e continentali sulla morfologia del margine abbiamo:

• Margine stabile:
  • In regioni polari glaciali: si troveranno canali e canyon sottomarini modellati dall’azione del ghiacciaio. Il ghiacciaio, oltre ad essere presente nella parte emersa, può estendersi in profondità nella parte sommersa, influenzando la struttura del fondale. Nella piattaforma continentale si trovano sedimenti relitti dovuti ai sedimenti morenici del ghiacciaio. Ci sono canyon con pendenze rivolte verso il continente perché i ghiacciai erano più spessi sul continente e quindi i fenomeni di modellamento avvenivano vicino alla costa. Man mano che si andava al largo, il ghiacciaio si assottigliava sempre di più e quindi i fenomeni erano meno evidenti.
  • Regioni polari non glaciali: continuano a conservare morfologie simili alle regioni glaciali. In particolare, ci potrebbero essere depressioni con valli a U, depositi o relitti di origine continentale o addirittura depositi glaciali. Inoltre, si potrebbero trovare orizzonti di permafrost (terreni ancora gelati dovuti alle ultime glaciazioni).
  • Regioni tropicali non fluviali: hanno scarsi apporti sedimentari dovuti all’assenza di corsi d’acqua. Si potrebbero trovare degli alti morfologici, detti horst (sono isole). Queste isole hanno dei loro bacini all’interno. Inoltre, ci sono delle piattaforme isolate e anche scogliere coralligene sommerse (situazioni relitte di antichi livelli di riva).
  • Regioni tropicali fluviali: l’apporto sedimentario va a costituire il principale agente di modellamento. Infatti, riempie tutta la piattaforma continentale determinandone la morfologia. Ci sono canyon sottomarini. Possono essere presenti anche diapiri salini (depositi evaporitici: depositi di sali presenti nella colonna d’acqua) che, essendo più leggeri degli altri sedimenti, si spostano verso la superficie. Possono anche raggiungere il fondale ma una volta a contatto con l’acqua iniziano a sciogliersi.
  • Regioni temperate: la sedimentazione svolge spesso un ruolo importante. Va a costituire il principale agente di modellamento. Ci sono numerosi corsi d’acqua che trasportano i sedimenti al mare; quindi, c’è una sedimentazione consistente che porta ad una progradazione (processo attraverso il quale gli strati di un sedimento si sovrappongono parallelamente fra loro ma inclinati rispetto all’orizzonte, obliquamente e frontalmente nel senso del trasporto generale del sedimento) del prisma sedimentario che va a determinare la morfologia della piattaforma stessa. Possono essere presenti dei canyon o delle depressioni che costituiscono la continuazione di valli emerse presenti lungo la costa. Sul margine terrazzato possono essere presenti delle piattaforme di abrasione (substrato roccioso) dovute all’azione del moto ondoso. Si possono trovare dei depositi litorali. In presenza di corsi d’acqua si possono trovare degli ambienti di tipo lagunare. Lungo la scarpata possono essere presenti anche fenomeni di frane.
  • Regioni temperate desertiche: la piattaforma continentale risulta caratterizzata da morfologie tipiche di ambienti aridi. Quindi si possono trovare, oltre ai depositi sabbiosi, delle dune costiere. In assenza di apporti fluviali si possono trovare scogliere coralline.
• Margine convergente instabile: sono definiti margini attivi o instabili perché sono interessati da attività sismica e vulcanica. Coincidono con i margini di placca convergenti e sono le aree dove si verifica il fenomeno della subduzione. La convergenza di due placche produce la formazione di una fossa e la placca più densa (generalmente più fredda) sprofonda al di sotto di un’altra placca. La placca di subduzione ad una determinata profondità ha una fusione parziale e genera un’attività vulcanica. Nell’area sovrastante si osservano una serie di vulcani la cui disposizione forma l’arco vulcanico. La fossa e l’arco vulcanico sono il cosiddetto sistema arco-fossa. Questi tipi di margine hanno quindi:
• Una fossa oceanica: un’ampia e profonda depressione interposta alle placche;
• Il piano di subduzione: è un piano di scorrimento della placca che subduce. È anche sede dell’attività sismica.
• Prisma d’accrezione: attraverso la subduzione avviene un raschiamento dei sedimenti che ricoprono la crosta oceanica (cioè il fondale marino) e anche un raschiamento di pezzi della crosta oceanica. Avviene quindi un accumulo di tutto questo materiale che prende il nome di prisma d’accrezione.
• Intervallo arco-fossa: é il settore interposto tra il prisma d’accrezione e l’arco vulcanico. È una fascia di transizione tra la zona di subduzione e l’arco vulcanico.
• Arco magmatico o vulcanico: è rappresentato da una serie di vulcani con uno sviluppo parallelo alla fossa oceanica. La sua origine è dovuta alla risalita di magma proveniente dalla fusione parziale della placca che sta subducendo. Questa placca è costituita dalla crosta oceanica e dai sedimenti che la ricoprono. La crosta oceanica è costituita da minerali il cui grado di fusione è sopra i 1000°C. la copertura sedimentaria è costituita da minerali con un livello di fusione inferiore (700-800°C). quando il materiale si fonde si forma il magma che, risalendo, darà origine all’arco vulcanico.
• Area di retroarco: è situata alle spalle dell’arco vulcanico. È rappresentata da un bacino che si colloca tra l’arco vulcanico e il continente vero e proprio.

Tipologie di margine convergente

• Margini di subduzione: una o entrambe le placche sono costituite da litosfera oceanica. La subduzione della litosfera oceanica avviene distante dalla costa. La risalita del magma determina la formazione dell’arco vulcanico insulare (isola). Esempio: fossa delle Marianne. Quando c’è una placca costituita da litosfera oceanica e l’altra costituita da litosfera continentale, la placca che andrà in subduzione sarà quella oceanica. La subduzione avviene in prossimità della costa. La risalita del magma determina la formazione dell’arco magmatico che unito al prisma d’accrezione costituirà la catena costiera. Esempio: cordigliera delle Ande.
• Margini collisionali: una o entrambe le placche sono costituite da litosfera continentale. La totale degradazione della litosfera oceanica porta alla collisione della crosta continentale presente nelle due placche. Lo scontro determina la formazione di una catena continentale. Il magmatismo è legato a fenomeni di fusione di crosta continentale che sta subducendo sotto l’altra crosta continentale. La collisione rappresenta la fase finale del processo di subduzione e viene anche definita obduzione. Lo scontro tra i due blocchi continentali determina una parziale subduzione di litosfera continentale. Il margine subdotto è ricoperto di materiale e si ha la formazione di una struttura a falde (una catena). La struttura presenta analogie con il prisma d’accrezione. C’è un caso particolare in cui siamo in presenza di una placca continentale e di una oceanica. In questo caso, però, è la placca continentale ad andare sotto a quella oceanica. Si va a formare una catena montuosa costiera che prende il nome di Hajar. In questo caso, la densità della crosta continentale è inferiore a quella oceanica.

Il mar Ligure

Da un punto di vista dell’istituto idrografico della marina militare italiana, i confini del mar Ligure partono al confine con la Francia e terminano al confine con la Toscana. Internazionalmente, il mar Ligure inizia in Francia (Costa Azzurra), passa per la Corsica e termina nelle isole dell’arcipelago toscano. Dal punto di vista geologico, il mar Ligure ha i suoi confini a Nizza e a Levante.

RICORDA: Ponente→ Ovest, Levante→ Est

Come è nato il mar Ligure

Nacque dallo sfenocasma ligure, un evento avvenuto tra i 30 e i 20 milioni di anni fa. C’è stata una rottura della placca continentale. I due pezzi che si sono staccati si sono anche ruotati di circa 35°. I due pezzi in questione sono l’attuale Corsica e l’attuale Sardegna. Il movimento ha portato una serie di fenomeni come, per esempio, i fenomeni terrigeni. Questo ha permesso la formazione del mar Ligure e con esso una serie di fenomeni collegati che descrivono la morfologia e la geografia del margine stesso.

Divisione del margine continentale ligure

• Settore occidentale: è detto anche alpino ed è compreso tra Capo Mele e la Francia (almeno fino a Nizza). Questo settore è caratterizzato da una piattaforma ridotta (massimo 5-6 km) ed una scarpata ripida.
• Settore orientale: è detto anche appenninico e riguarda la zona a partire da Sestri Ponente. Questo settore è caratterizzato da una piattaforma più ampia ed una scarpata più dolce.

Entrambi i settori sono interessati da canyon sottomarini. Nel margine alpino hanno uno sviluppo perpendicolare alla costa, mentre nel margine appenninico ha uno sviluppo parallelo alla costa.