Un motore nascosto.

Vulcani e terremoti sono le manifestazioni geologiche più evidenti e famose.

Tuttavia altri fenomeni, di portata decisamente maggiore e su scala mondiale, hanno cambiano nel corso di milioni e milioni di anni la geografia del nostro pianeta e si svolgono anche oggi senza che noi ce ne accorgiamo.

Chi è l'artefice di tutto questo ?

Troveremo la risposta guardando all'interno del pianeta terra e scoprendo il suo motore.

 

foto ©Michele Pregliasco 2010 - Tutti i diritti riservati

San Miguel, Isole Azzorre, caldera di Sete Cidades.

L'interno della terra

Più si scende nel sottosuolo più la temperatura aumenta ,di circa 3 °C ogni 100 metri, cosa che sperimentano i minatori che lavorano in miniere molto profonde.

L'incremento di temperatura assieme alla diversa composizione chimica delle rocce fa si che procedendo verso l'interno del nostro pianeta si incontrino zone a diversa densità, una sorta di gusci concentrici che, a partire da quello più interno si chiamano: nucleo, nucleo esterno, mantello, mantello astenosferico, litosfera.

La causa dei vulcani e dei terremoti, e delle deformazioni e spostamenti della crosta terrestre sulla quale poggiamo i piedi, è da ricercare nel mantello, in particolare in una parte del mantello chiamata astenosfera dove le rocce sono plastiche e semi-fuse e soprattutto si muovono.

 

Questa immagine proviene da Arthursclipart.org e può essere utilizzato da altri progetti. Modificato da M. Pregliasco

L'interno della Terra

Perché i continenti si muovono ?

Nel mantello le rocce , costituite principalmente da silicati di ferro e magnesio, raggiungono temperature sempre più alte man mano che aumenta la profondità. Per questo motivo, esse si muovono, in particolare nella zona chiamata astenosfera dove esse sono particolarmente plastiche, seguendo dei moti convettivi, ovvero dei moti circolari.

Questi movimenti, lentissimi e impercettibili, trascinano la litosfera, che è la parte rigida esterna del pianeta, composta dalla crosta terrestre e da una piccola porzione del mantello sottostante.

 

immagine proveniente da wikipedia USGS NASA - alcuni diritti riservati - , modificata da M. Pregliasco.

L'interno della Terra: i moti convettivi

Nella figura le frecce rosse rappresentano i moti convettive. Si prendano in considerazione le 2 celle convettive in alto: una che gira in senso orario e una antiorario.

La litosfera viene trascinata dalle celle convettive in 2 direzioni diverse per cui si rompe. Dalla frattura risale roccia fusa (magma), che raffreddandosi genera nuova litosfera rimpiazzando quella che si muove verso gli estremi opposti e creando una dorsale oceanica.

Le due porzioni di litosfera terminano il loro percorso scontrandosi con un'altra placca litosferica, a questo punto sprofondano nel mantello, ovvero vanno in subduzione, fondendo e quindi consumandosi.

Funziona un po' come i cingoli di un carro armato che sono trascinati dal moto delle ruote, con la differenza che nella zone di subduzione il cigolo viene fuso , cioè consumato, mentre nella zona di risalita del magma viene rigenerato.

Questi movimenti sono lentissimi, e solo in tempi misurabili in milioni di anni riescono a produrre cambiamenti considerevoli sull'aspetto geografico del pianeta spostando i continenti, aprendo e chiudendo mari e oceani, innalzando nuove catene montuose..

Links Esterni:

I movimenti convettivi.

I movimenti convettivi sono prodotti da calore che proviene dal nucleo che provoca l'espansione del materiale e riduce la sua densità, ragione per la quale risale verso l'alto (in rosso i materiali caldi). Durante la risalita il materiale si raffredda ed aumenta la densità sprofondando nuovamente verso il basso (zone blu). Questo fenomeno è lo stesso che si verifica nell'acqua calda, e permette la circolazione del fluido nei termosifoni.

 

in alto: Questa immagine proviene da wikimedia common - alcuni diritti riservati - autore:Gran

Acqua bollente
a sinistra: Questa immagine proviene da wikimedia common - alcuni diritti riservati - autore:Harroschmeling

Moti convettivi all'interno del mantello

 

L'espansione dei fondi oceanici

Una prima conseguenza dei moti convettivi è l'espansione dei fondi oceanici. Nel punto in cui le rocce del mantello risalgono, i moti convettivi non solo spingono la litosfera in 2 direzioni diverse ma questa azione ne provoca il suo assottigliamento. Un po come se si tirasse la pasta della pizza dai lati: al centro si assottiglia sempre di più.

Assottigliare la litosfera vuol dire che in quel punto si crea un minore spessore , che si traduce in una depressione sotto il livello del mare della crosta terrestre e quindi la creazione di un oceano che si espanderà sempre di più man mano che i moti convettivi continueranno ad assottigliare.

La risalita di rocce calde dalla frattura che si crea nel punto in cui le 2 placche litosferiche si separano crea una zona molto calda , e quindi a minore densità, per cui in quel punto i 2 lembi litosferici tendono ad inarcarsi verso l'alto. Inoltre la continua fuoriuscita di magma, fa si che la frattura sia costellata da una serie continua di vulcani che contribuisce a creare una catena montuosa chiamata dorsale oceanica.

 

 

Oceani nascono oceani muoiono.

Quando una placca oceanica si scontra con una placca continentale si hanno 2 effetti:

  1. La più pesante ( quella oceanica), sprofonda nell'astenosfera, cioè va in subduzione.
  2. Lo scontro tra le 2 placche provoca un raccorciamento della litosfera, che si ispessisce, ovvero si creano le catene montuose.

Quest 'ultimo fenomeno è chiamato orogenesi , nella figura in alto, si vede un placca in subduzione a destra e il raccorciamento della placca continentale con formazione di una catena montuosa. Il fenomeno è tanto più intenso quanto più le due placche si avvicinano.

Nelle zone di subduzione gli oceani tendono a chiudersi (zone di convergenza), al contrario di quello che avviene nelle dorsali oceaniche che sono zone di divergenza, cioè di espansione dei fondi oceanici.

Pertanto se alcuni mari sono in espansione altri possono essere in chiusura e nell'arco di alcuni milioni di anni al loro posto potrebbe esserci una catena montuosa.

Nelle zone di subduzione inoltre, la placca litosferica che va in profondità raggiunge zone molto più calde di quelle superficiali, pertanto tende a fodere, e le rocce fuse più leggere risalendo in superficie danno luogo ai fenomeni vulcanici.

Nel caso in cui lo scontro avvenisse tra 2 placche oceaniche (a sinistra della figura), è probabile che i rilievi montuosi che si creano rimangano sotto il livello del mare, ed emergono solo quelli più alti, in genere costituiti da vulcani.

Cross section by José F. Vigil from This Dynamic Planet -- a wall map produced jointly by the U.S. Geological Survey, the Smithsonian Institution, and the U.S. Naval Research Laboratory. Modificata da M. Pregliasco

Fondo oceanico in espansione

Oceani e montagne oggi.

In questa figura sono visualizzate zone nel mondo in cui sono in atto processi di convergenza o di divergenza di placche.

E' da notare che in alcuni punti del pianeta tali processi hanno portato alla totale scomparsa dei mari interposti (Himalaia), o stanno portando alla creazione di un nuovo oceano (mar Rosso, Etiopia).

Questa immagine proviene da wikimedia common -alcuni diritti riservati - autore:Hannes Grobe

Nascita e morte degli oceani.

Una roccia dalla profondità della terra.

Per secoli la composizione chimica del nostro pianeta è stata un mistero: spingere un trivella al di sotto della crosta terrestre (oltre 6 km di profondità, forse ci arriveremo nel 2012) per estrarre dei campioni è ancora oggi una operazione impossibile. Ebbene, fortunatamente, dalle profondità alcune rocce sono giunte fino a noi, esse sono le peridotiti. L' analisi delle onde sismiche, prodotte dai terremoti, ha confermato che la densità della peridotite, in particolare quella lherzolitica, è compatibile con le rocce che costituiscono il mantello. Inoltre un' altro dato arriva dallo spazio: le peridotiti sono fatte di ferro (Fe), magnesio (Mg), ossigeno (O) e silicio (Si) che sono fra gli elementi più abbondati dell' universo e per altro i probabili ,principali, costituenti dei pianeti. Questi dati portano a concludere che la parte più cospicua della terra, il mantello, sia fatto di peridotite lherzolitica.

foto ©Michele Pregliasco 2010 - Tutti i diritti riservati

Peridotite lherzolitica, Pietra Borghese, Val d'Aveto.
Courtesy Ron Blakey, NAU Geology

La terra nel tardo triassico.