Geologia. Lo studio della struttura interna della terra si effettua con metodi indiretti

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1 Geologia Lo studio della struttura interna della terra si effettua con metodi indiretti Analisi delle modalità di propagazione delle onde sismiche e analisi dei meteoriti (stessi metalli presenti nella Terra)

2 Densità della Terra Densità media: 5,5 g/cm3 Crosta terrestre:2,7g/cm3 Crosta oceanica: 3 g/cm3 Zona centrale: 13 g/cm3

3 Tre Involucri Crosta Silicati ( Nucleo Metalli Mantello Silicati ultrafemici e ossidi metallici

4 Decantazione= i materiali si stratificano in ordine di densità crescente

5 Propagazione delle onde sismiche Mezzo omogeneo= procedono in linea retta, velocità costante Da un mezzo all'altro con proprietà differenti= modificano la velocità e la direzione di propagazione Materiali rigidi ed omogenei= onde più veloci Materiali molli e incoerenti= onde più lente

6 Di Moho Discontinuità Separa la crosta dal mantello Superficie sinuosa Le onde P ed S accelerano bruscamente Materiali: solidi Sotto la crosta oceanica la Moho ha una profondità di : 4-10 km Sotto i continenti: km Di Gutenberg Separa mantello dal nucleo Profondità: 2900 km Superficie sferica Le onde P diminuiscono la velocità mentre le onde S si fermano Materiali del nucleo: allo stato fuso

7 Discontinuità di Lehmann Profondità: 5170 km Separa il nucleo esterno da quello interno Le onde P vengono riflesse, filtrate ed accelerano bruscamente Nucleo= fluido nella parte esterna, elastico e solido nella parte interna

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9 La Crosta Non omogenea Variazioni di spessore Spessore= + nei rilievi nei fondali CONTINENTALE OCEANICA

10 Crosta continentale Densità media= 2,7 g/ cm3 Rocce sialiche, silicio + leggero Rocce eterogenee (magmatiche, sedimentarie e metamorfiche) rocce sedimentarie gneiss e graniti

11 Crosta Oceanica Densità: 3 g/cm3 Composizione femica, ossia ferro e magnesio + pesante Composizione più uniforme di quella continentale Tre strati sovrapposti: -sedimenti -Basalti -gabbri

12 Strati della crosta oceanica Sedimenti= sottile, spessore variabile Basalti=spessore di 2 km Gabbri= medesima origine dei basalti, basalti magmantica effusiva, gabbri magmatica intrusiva

13 Il Mantello Spessore considerevol e Superiore Inferiore Strati con proprietà differenti omogeneo

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15 Mantello Superiore (fino a 700 km) Litosfera Astenosfera La velocità delle onde sismiche si riduce notevolmente Debole, ossia dalle basse velocità Crosta Mantello litosferico (fino a km) Fluido viscoso in cui galleggia la litosfera 250 km

16 Mesosfera 700 km di profondità Rigida, aumento della velocità Mantello inferiore Materiali rigidi Ossidi femici Aumento della densità fino al nucleo

17 Il Nucleo Raggio quasi la metà del raggio terrestre (6370 km la terra e 3470 il nucleo) Silicio, zolfo, ossigeno Densità crescente da 9,7 g/cm3 a 13g/cm3

18 nucleo Esterno Interno Fluido: ferro e nichel Silicio e zolfo (più leggeri) Solido ( a causa dell'alta pressione) Nichel e ferro ferr Spessore: 1200km Spessore: 2270km

19 Topografia sismica Materiali più freddi= trasmetto le onde sismiche più velocemente Materiali più caldi= onde sismiche trasmesse più lentamente

20 Calore interno 6000 gradi centigradi al centro della terra La terra disperde il proprio calore interno verso l'esterno La terra emette nello spazio più calore di quanto ne riceva dal sole

21 Flusso geotermico E' la quantità di energia termica emessa da un'unità di superficie terrestre in 1 secondo 1,5 mcal/ cm2 / s 0,06 w/ m2 Più elevato: nelle zone più giovani e nelle dorsali oceaniche Meno elevato: nelle zone più antiche e inattive dal punto di vista sismico e vulcanico, diminuisce allontanandosi dalle dorsali Fosse oceaniche valori minimi

22 L'origine del calore interno della terra Calore primordiale: primordiale energia accumulata durante gli stadi iniziali della storia della terra Non è ancora stato disperso del tutto a causa della bassa conducibilità termica - irraggiamento i materiali litosferici sono troppo opachi -conduzione i materiali hanno una scarsa conducibilità termica -convezione unica trasmissione del calore che funziona efficacemente.

23 Radioattività Naturale Fonte principale del flusso geotermico Le rocce, la crosta ed il mantello posseggono una radioattività naturale dovuta agli isotopi radioattivi Atomi con nucleo instabile che si trasformano spontaneamente In elementi diversi emettendo radiazioni ad alta energia e particelle Decadimento radioattivo spontaneo che produce energia dissipata sotto forma di calore

24 Crosta continetale: granito, isotopi radioattivi Crosta oceanica: basalti poco radioattivi, quindi il calore proviene dal mantello

25 convezione conduzione irragiamento

26 Emissione di calore Moti convettivi Convezione (mantello) Conduzione (Litosfera) Irraggiamento

27 Campo magnetico terrestre

28 Campo Magnetico Dipolare Magnetosfera= spazio che circonda la terra e che risente l'azione del campo geomagnetico Scudo protettivo dalle radiazioni

29 Campo magnetico locale delle rocce Le rocce contengono minerali ferromagnetici che posseggono una proprio magnetizzazione permanente indipendente dal campo magnetico esterno. Durante la fase di formazione id un campo magnetico proprio è presente un campo magnetico esterno che induce all'orientamento

30 Rocce magmatiche: magnetizzazione termorimanente. I basalti. Contengono materiali ferromagnetici Rocce sedimentarie, si formano in seguito alla sedimentazione di detriti e contengono materiali già magnetizzati

31 Anomalia magnetica Campo magnetico locale e campo magnetico terrestre si sommano in maniera vettoriale Negativa Positiva Medesima direzione di quella attuale Periodi in cui la polarità Era inversa a quella attuale

32 Paleomagnetismo Studio della magnetizzazione permanente delle rocce che si sono formate in passato Si basa sulla ricerca e sulla misura elle anomalie magnetiche Somma vettoriale + + Anomalia positiava Anomalia negativa

33 Isostasia La crosta galleggia sul mantello Spinta di Archimede (un corpo solido immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l'altro pari al peso del fluido del volume spostato), continui aggiustamenti isostatici (causa: erosione ed eventi climatici) Movimenti di sollevamento e subsidenza

34 Spinta di Archimede Equilibrio stabile se la forza peso bilancia la spinta Galleggia se la spinta di Archimede è superiore alla forza peso

35 Dorsali oceaniche Sistema di rilievi che attraversano gli oceani Le dorsali che affiorano sono dette: isole vulcaniche Rift valley: avvallamento centrale Le pareti della rift valley presentano faglie da cui fuoriescono lave basaltiche La dorsale non è continua ma presenta una successione di segmenti separati da fratture trasversali le faglie trasformi

36 Pianure abissali Regioni pianeggianti molto estese Ricoperte da sedimenti Possiamo trovare rilievi isolati vulcanici o con superficie tronca

37 Fossa oceanica Profonde depressioni Lunghe e strette situate vicino ai continenti Flusso termico: ridotto rispetto alle dorsali, minore di quello delle pianure Parallelamente alla fossa si trovano catene vulcaniche altamente esplosive Sistema arco fossa

38 La teoria dell'espansione dei fondali oceanici di Hess Dorsali oceaniche= grandi fratture attraverso cui fuoriesce il materiale magmatico generando una nuovo crosta oceanica Fosse oceaniche=la crosta s'immerge e fonde tornando a far parte del mantello Nel Mantello: movimenti convettivi, via di uscita delle colonne ascendneti Subduzione

39 Tettonica a zolle Litosfera ( litos= roccia)= roccia) insieme di zolle Spessore variabile Rigide

40 Astenosfera ( astenos= debole) Strato plastico su cui galleggia la litosfera Moti convettivi Causa della frantumazione della litosfera in zolle

41 Moti del mantello Instabilità della litosfera Divergenti ( passivi) Zolle Convergenti (attivi) Dorsali E' dove si crea una nuova Sistemi arco-fossa litosfera oceanica Intensa attività vulcanica Scarsa attività sismica Catene montuose recenti Fenomeni sismici e attività vulcanica Zona centrale stabile Margini instabili Conservativi Zolle che scivolano l'una accanto all'altra Faglie trasformi Forte attività sismica No vulcanesimo

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43 Oceani da ricordare... America-Europa America Asia OCEANO ATLANTICO OCEANO PACIFICO India- Australia OCEANO INDIANO

44 Zolle Continentali Miste Oceaniche Zolla araba Zolla sudamerica na Zoll pacifica Le zolle sono in moto relativo l'una con l'altra Moto proprio ed indipendente Le zolle... zolle.. Nelle dorlsali si accrescono Nelle fosse vengono distrutte Nelle faglie scorrono l'una con laltra

45 Margini Divergenti La litosfera s'inarca Solidifica Genera rocce intrusive Si assottiglia e si frantuma Il materiale plastico risale Risale e fonde Da origine ad una dorsale

46 Dorsale Fuoriesce lava basaltica La lava giunge in superficie La lava ostruisce la frattura Risale nuova lava che divide la frattura La dorsale si divide in due blocchi I due blocchi si allontanano Fuoriesce nuovo magma ( la velocità di espensione non è omogena)

47 Esempi Mar rosso Spaccatura che sta dividendo la zolla araba da quella africana. Oceano in fase giovanile

48 I margini convergenti Margini di Subduzione: una zolla sprofonda nell'astenosfera Vale solo per le dorsali oceaniche Margini di collisione

49 Margini di Subduzione crosta oceanica-crosta continentale Formazione di una fossa oceanica Intensa attività sismica Formazione di archi vulcanici sulle zolle che non subducono

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51 Convergenza tra 2 litosfere oceaniche Vulcanesimo sottomarino Emergono delle isole

52 Margini di collisione Quando non c'è subduzione Tra due croste continentali Zolle miste La crosta si piega, sovrascorre e s'increspisce formando spesse catene montuose Attività magmtica intrusiva Attività sismica superficiale

53 Crosta terrestre Non si verifica subduzione Si accavallano sino a formare delle catene montuose

54 Collisione tra litosfera continentale ed oceanica Zolla mista che scivola sotto una zolla oceanica. Il bacino oceanico si chiude e la litosfera continentale viene tirata verso il basso Zolla sovrastante oceanica Forti fenomeni sismici dovuti alla zolla continentale che tende a riasire

55 Esempio di collisione tra due croste continentali Zolla indiana e zolla asiatica in collisione Subduzione del fondale oceanico Himalaya

56 Altri esempi Mediterraneo orientale Zolla eurasiatica e zolla africana è destinato a chiudersi Mar ionio margine di contatto tra le due zolle Eolie sistema arco fossa

57 Orogenesi In geologia il termine orogènesi (dal greco ὄρος = rilievo, montagna + γένεσις = origine, causa produttiva) indica il i processo di formazione di un qualsiasi rilievo Formazione: Subduzione di litosfera oceanica con litosfera continentale Rocce magmatiche intrusive ed effusive prodotte dalla solidificazione del magma proveniente dalla subduzione

58 Orogenesi Due continenti in collisione Chiusura di bacini oceanici Una zolla scivola sopra l'altra ed avviene la formazione di montagne sedimentarie Ofioliti= Ofioliti presenza in una montagna di sedimenti oceanici

59 Margini conservativi Ne espansione ne subduzione Le zolle scivolano parallelamente formando faglie L'attrito tra le placche genere forti terremoti Scorrimento orizzontale

60 Esempi Faglia di sant Andreas La zolla pacifica scivola lungo l zolla americana alla velocità di 5 cm all'anno Dorsale non in fase v=efqdzeaepa0

61 Motore della tettonica a zolle Causa del movimento delle zolle Ipotesi 1 : SPINTE DALLA PRESSIONE DEL NUOVO MAGMA FORZA DI GRAVITA' ma... La pressione è insufficiente a muovere le zolle E la fuori uscita del magma avviene dopo il movimento delle zolle

62 2 ipotesi MOTI CONVETTIVI DEL MANTELLO Serie sovrapposta di celle Solo astenosfera Intero mantello

63 Tutte le teorie hanno in comune: I rami ascendenti delle celle si trovano sotto le dorsali I rami discendenti si trovano sotto le aree di subduzione I rami superficiali fungono da nastro trasportatore alle zolle

64 Modello a pennacchi Zona del mantello inferiore a contatto con il nucleo esterno fa fuoriuscire del materiale caldo chiamato pennacchio. Colonne di materiale caldo si muovono da queste regioni fino a raggiungere la litosfera innescando movimenti orizzontali I movimenti seguono un flusso globale La litosfera ruota verso ovest rispetto al mantello Movimenti più rapidi all'equatore

65 I punti caldi Fenomeni vulcanici isolati Aree oceaniche o continentali con flusso termico particolarmente elevato Nei punti caldi si riscontra un'emissione di lava basaltica proveniente dal mantello più profondo Generati dai pennacchi Ma la posiione dei pennacchi non cambia nel tempo...quella delle zolle si quindi... si formeranno cosi' fenomeni di vulcanesimo spento

66 Terremoti Durante la subduzione non tutti i materiali fondono, quelli rigidi infatti posso mostrare resistenza e quest'accumulo di energia può provocare terremoti molto violenti Margini divergenti: eruzioni vulcaniche lineari e tranquille Zone di subduzione:attività vulcanica esplosiva. Il magma fondo a livello dell'astenosfera, perdita di acuqa abbassamento della temperatara di fusione die silicati Fusione= magma primario

67 Magma primario basico Magma intermedio Magma acido Risalendo il magma da origine ad un arco vulcano insulare Esplosivo perchè il magma è ricco di acqua

68 Zone di collisione Punti caldi Cristallizazione frazionata Proviene da zone profonde del amntello. Lava basaltica

69 Attività sismica Attività vulcanica Margini delle zolle Vengono prodotte nuove struttura di litosfera

70 Terremoti Margini passivi e conservativi= terremoti con ipocentri superficiali Margini di subduzione= profonda attività sismica. (causa= forza elastica creata con la subduzione)

71 Attività vulcanica Produzione di Magmi: Margini divergenti= eruzioni lineari con attività effusiva tranquilla ( magma primario per la bassa pressione) Zone di subduzione= attività vulcanica esplosiva ( attrito temperatura elevata)

72 Strutture principali della crosta continentale CRATONI NUCLEI Più ANTICHI DEI CONTINENTI SCUDI= rocce magmatiche e metamorfiche Tavolati= si estendono intorno agli scudi, copertura di sedimenti sopra un substrato roccioso Sismicità nei cratoni: nulla. Flusso di calore basso e uniforme. Si verificano lenti movimenti verticali

73 oroni Fasce estese per migliaia di km che si estendono Intorno ai cratoni Si formano ai margini dei cratoni quando vengono coinvolti in fenomeni di collisione Fosse tettoniche Fosse tettoniche= depressioni allungate generate da movimenti di distensione

74 Margini continentali Delimitati dalla scarpata oceanica Attivi Coincidono con un margine di zolla Instabili Compressione e subduzione Passivi Limite tra continete e oceano Piattorma continentale + scarpata

75 Orogenesi Processi coinvolti nella formazione di una catena montuosa Dove? Lungo i bordi dei continenti in corrispondenza dei margini CONVERGENTI L'orogenesi può avvenire: Quando due continenti entrano in COLLISIONE Quando c'è SUBDUZIONE tra litosfera oceanica e un margine continentale attivo Quando c'è accrescimento crostale

76 Orogenesi collisione continentecontinente Collisione tra due margini continentali Non può avvenire subduzione quindi compressione finchè una non scivola sotto l'altra Formazione di pieghe e falde di scorrimento Nessun margine entra nel mantello quindi AUMENTO DELLA CROSTA. Per isostasia tende quindi a sollevarsi La subduzione col tempo si estingue e genera un piano di scorrimento

77 Ofioliti Ammassi di rocce prevalentemente magmatiche Comprendono diversi strati: Sedimenti di mare profondo Complesso di basalti a cuscini

78 Collisione oceano-continente La litosfera oceanica scivola sotto la litosfera continentale e si forma un sistema arcofossa. I sedimenti provenienti dall'erosione continentale si accumulano formando:batoliti plutoni. Si forma cosi' una cordigliera Cordigliera: arco magmacico sopra la zona di subduzione e quasi parallela alla costa

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