STORIA GEOLOGICA D ITALIA

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1 STORIA GEOLOGICA D ITALIA PERMIANO-TRIASSICO Ma Il Triassico (250 Ma) che cominciò con una grande estinzione di massa, fu l epoca nella quale si avviarono i grandi cambiamenti geografici ed evolutivi del pianeta terra: iniziò l era dei rettili e la disintegrazione della Pangea. Circa 228 milioni di anni fa (Triassico sup.) il centro della Pangea si lacerò (rift continentale) e venne invaso dalle acque oceaniche. Due supercontinenti, Gondwana (alla quale apparteneva l'odierna Africa) ed Eurasia ( della quale facevano parte Europa e Asia), cominciarono a separarsi. Proprio lungo la linea di separazione della Pangea iniziò la storia della futura Italia. E qui che si trovava Adria, una propaggine del Nord Africa occupata interamente dalla Tetide che sarà teatro della nascita del mediteranno e della penisola italiana

2 TRIASSICO 235 Ma L'Italia, o meglio ciò che diverrà il nostro territorio, si trovava su Adria e sui suoi margini a contatto con la zolla africana ed europea. Era sommersa da un mare epicontinentale, cioè un mare basso, contornato da basse piane costiere periodicamente invase dalle maree. Si possono scorgere i profili della Sicilia, e del blocco Sardo-Corso evidenziati in verde. Le uniche zone emerse, con aride pianure e brulli rilievi, erano una piccola parte della Toscana e la Sardegna che si trovava sulla costa del continente europeo, per il resto scogliere e atolli corallini, piane di marea, paludi salmastre. Un mare basso e caldo è l'ideale per la fauna tropicale. Nella Tetide triassica quindi cominciarono a depositarsi le parti dure (gusci ed esoscheletri) degli organismi marini (coralli, alghe calcaree, molluschi, per citarne alcuni) che dettero origine alle rocce calcaree. Nelle piane di marea il calcare, a contatto di acque salmastre, si trasformò in dolomia. Negli ambienti di laguna l intensa evaporazione portò alla formazione delle evaporiti, delle quali i gessi (anidridi di Burano) sono i rappresentanti più eclatanti giunti fino a noi. Non mancano i materiali portati dai fiumi che hanno dato origine alle arenarie.

3 GIURASSICO 180 Ma Le fenditure che alla fine del Triassico interessano il centro di Pangea si allargarono sempre di più fino a che, nel Giurassico Medio Ma, l'america si separa dall'africa: nasce l'oceano Atlantico Centrale. Questo fenomeno ha una importante conseguenza sull'area mediterranea: Africa ed Europa cominciano a separarsi e in mezzo nasce l'oceano Ligure-Piemontese. Nascono così due nuovi margini continentali separati dal neonato Oceano Ligure-Piemontese: l'adria ad oriente e la costa Europea ad occidente. L'Adria contiene la maggior parte dei futuri territori italiani (anche se sono sotto i livello del mare) mentre la Sicilia è dislocata sul margine africano e la Sardegna su quello europeo, come evidenziato in verde sulla cartina. Sempre ad Adria appartengono il Mare Adriatico, e parte della ex Iugoslavia e della Grecia, le alpi orientali (comprese: Innsbruck, Salisburgo, Vienna).

4 CRETACEO 130 Ma L'Oceano Ligure Piemontese continuava ed espandersi raggiungendo la larghezza di 1000 chilometri. A partire dal Cretaceo medio (130 m.a.) qualcosa cambiò: Africa ed America cominciarono a separarsi (nasceva l'atlantico meridionale). L'Africa stava compiendo una rotazione antioraria che spingeva l'adria contro l'europa. Come conseguenza l'oceano Ligure Piemontese si trovò compresso e schiacciato tra Africa ed Europa che si avvicinavano, e venne a poco a poco eliminato sparendo sotto il margine africano. Al suo posto nasceva qualcosa di nuovo: la catena alpina. L'Adria, avanzando, spingeva e corrugava i materiali che si trovavano nell'oceano contro il margine europeo. E' questa la genesi delle Alpi e della catena alpina che vediamo indicata dalla freccia nella cartina. CENOZOICO Tra l'oligocene superiore e il Miocene inferiore, circa 24 m.a., la Corsica e la Provenza, facendo perno sul golfo di Genova, ruotano in senso antiorario e si distaccano dall' Europa per portarsi verso la posizione attuale. Questo fenomeno provoca uno sprofondamento dei territori a ovest del blocco Sardo-Corso, e la conseguente formazione del Bacino Balearico e del Mar Ligure. Inoltre la rotazione comprime e accumula i materiali verso est, si ha cioè un'altra orogenesi, quella appenninica, ovvero la nascita degli Appennini. Ci vorrà ancora del tempo, ma non molto, prima dell' apertura del Mar Tirreno che porterà al compimento del definitivo assetto geologico del nostro paese.

5 CENOZOICO Circa 6,9 milioni di anni fa, il lento avvicinamento e la conseguente collisione delle placche europea e africana, produsse la chiusura dello stretto di Gibilterra (altre cause vanno ricercate nell abbassamento del livello marino a causa di una glaciazione e dell innalzamento tettonico dell area mediterranea). Il Mediterraneo divenne un mare chiuso, soggetto ad una intensa evaporazione che determinò un abbassamento del livello delle acque con la conseguente emersione di vaste aree. I fiumi cominciarono ad erodere zone profonde delle quali ci rimangono i canyon del Rodano che oggi si trovano sotto il livello del mare a 900 metri di profondità. Probabilmente sia il Rodano che il Nilo formavano cascate di 1500 metri di altezza. Circa 3,5 milioni di anni fa l acqua comincio nuovamente ad entrare dallo stretto di Gibilterra: cascate alte 3000 metri cominciarono a riempire il bacino del mediterraneo. Di tutto questo oggi ci restano imponenti sequenze evaporitiche, in particolare gessi messiniani, affioranti dalla Siciliana fino al Monferrato.

6 L'ultimo mare ad aprirsi fu quello tirrenico In realtà per i geologi non si tratta di mare ma bensì di oceano perchè le cause della sua nascita sono le stesse che portarono alla formazione dell'oceano Ligure Piemontese: l'espansione del fondo oceanico dovuto a movimenti che assottigliano ed espandono la litosfera. In effetti il Tirreno ha raggiunto (circa un milione di anni fa) il record tra le velocità di espansione dei fondi oceanici: circa 20cm l'anno nella direzione delle freccie in figura (Boschi 2006). Proprio al centro del Tirreno, alla profondità di 3500 metri, il Marsili, il più grande vulcano europeo, ci ricorda che la dinamica dei fondali oceanici è prodotta dal motore interno della terra e che tutto ha origine dal cuore del pianeta.

7 CORSO DI SCIE NZE DEL CIELO E DELLA TER RA II La Terra dinamica COLLISIONI E OROGENI,..b -_ rre le grandi ;;::: :-: a partire.:--:-...;. -_-chia attra - ~ -31istan, Ne '" -: ~ Sumatra e ~., : - --'s_ltato della ~..;. ~ran de plac :..:. =.e placche,,'-: =australiana. 8/ Tettonica delle placche e orogenesi onseguenza basilare della visione mobilistica ( della Terra, presentata nei precedenti capitoli, è che i continenti non sono elementi immutabili. Nel corso dei tempi geologici, durante la continua mobilità delle placche, essi si rompono, si dividono e i frammenti continentali così formati vanno alla deriva, ma possono anche riaggregarsi e scontrarsi più o meno frontalmente. Questo scontro di blocchi continentali viene chiamato collisione e implica la scomparsa dei preesistenti e interposti bacini oceani ci. È evidente a questo punto che i margini continentali passivi (cfr. 10.6), con le loro potentissime coperture sedimentarie, sono i tratti di litosfera più facilmente deformabili durante il processo collisionale. Infatti, quando due continenti entrano in collisione, le conseguenze dell'«urto» vengono assorbite e registrate soprattutto dai loro margini, resi più deboli, rispetto alle parti più interne del blocco continentale, dal grande spessore dei sedimenti, plastici e leggeri (cfr. figura 10.6). Le rocce vengono piegate, rotte, sollevate ma anche profondamente trasformate dalle enormi pressioni e temperature che si determinano nella morsa dei due continenti. o: '( Il risultato finale di un processo collisionale è l'orogenesi. cioè la nascita di una catèna di montagne. Vedremo in dettaglio il meccanismo della collisione continentale e della conseguente orogenes: nel paragrafo e, in particolare, nella figura Le Alpi, gli Appennini e tutte le catene che portano fino all'himalaya attraverso Croazia, Albania, Grecia, TUrchia e Iran, tanto per fare une degli esempi più spettacolari, derivano dalla collisione dell'eurasia con i blocchi afro-arabico e in -diano (figura 10.24) Modelli orogenetici I I orogenesi, cioè il processo che porta alla na L scita di una catena di montagne, si verifica a' limiti di placca convergenti, dove è in atto subduzione. Attualmente vengono proposti tre differenti processi orogenetici. Il primo, detto orogenesi da collisione, si veriflca quando due blocchi continentali, trasportati passivamente dalle rispettive placche, arrivano a fronteggiarsi e a «scontrarsi» (Alpi, Himalaya, Urali). Il secondo processo, detto orogenesi da attivazione, si verifica quando una placca oceani ca va in subduzione veloce e prolungata sotto un margine continentale. Si formano catene montuose tipo cordigliera (Ande argentine e cilene, Montagne Rocciose). Anche gli orogeni collisionali conoscono una prima fase «attivante», durante la convergenza e la subduzione della crosta oceanica; successivamente però si verifica collisione vera e propria tra i due blocchi continentali con un più o meno accentuato sottoscorrimento di un blocco sotto l'altro. I continenti, essendo costituiti da rocce di tipo granitico, hanno però troppa galleggiabilità per subdurre ed entrare nel più denso mantello. Quindi, quando un continente arriva a una fossa, la subduzione si arresta. Questo fatto spiega una differenza importante tra le placche oceaniche e quelle continentali. Le prime, prive di «freni» continentali, possono continuare a crescere lungo un margine (dorsale oceanica) e subdurre lungo l'altro (fossa) per periodi di tempo estremamente lunghi e quindi generare gli apparati orogenici accrezionari tipo cordigliera. Una placca che trasporta un continente può muoversi rapidamente soltanto finché il continente arriva a una fossa, nel qual caso si arresta. Infine il terzo tipo di processo orogenetico, detto oro genesi per accrescimento crostale e simile a quello collisionale, consiste nell'arrivo scaglionato nel tempo di diversi blocchi crostali che si accumulano contro il margine di un grande continente.

8 CA PIT OLO 1m Tettonica delle placche e orogenesi Arco vulcanico La collisione tra due placche con crosta continentale è preceduta dalla convergenza tra crosta continentale e crosta oceanica. In questa fase si forma un arco magmatico sul bordo del continente antistante la fossa oceanica (figilla A). Nella fossa oceanica invece si accumulano potenti successioni sedimentarie che vengono però contorte, smembrate e metamorfosate (mélange). In uno stadio successivo, quando i due continenti si stanno avvicinando, il bacino oceanico intermedio si chiude sempre più; la crosta oceanica si rompe in cunei che tendono ad accavallarsi verso la placca in subduzione. Il fenomeno si traduce nell'insorgere di rilievi e catene montuose sottomarine, che a volte emergono sotto forma di isole. I sedimenti marini nel contempo iniziano a essere deformati e variamente dislocati (figura E). Alla fine, quando i due continenti si scontrano, la compressione e la deformazione raggiungono la massima intensità. Entrambi i margini continentali, assieme agli ultimi resti di crosta oceanica non ancora subdotta, sono ridotti in cunei e scaglie che si accavallano verso la placca in subduzione. Nella zona in cui avviene la collisione si ha un forte ispessimento della crosta. Dopo la collisione, il galleggiamento del continente convergente impedisce la sua consunzione nel mantello, sicché il processo di convergenza si blocca (figura C). A questo punto, non essendovi più in gioco forze compressive, l'intero edificio di scaglie e falde accavallate l'una sull'altra s'innalza, inarcandosi a causa della compensazione isostatica (cfr. 5.7). La zona di sutura tra i due continenti è segnata da una catena montuosa in cui le rocce sono intensamente piegate e reciprocamente accavallate (figura D). Mélange, ofioliti, sedimenti oceanici e scisti blu (cfr. 8.2) sono tipici di queste catene da collisione continente-continente. Essi marcano la cicatrice dove si attuò la saldatura tra le due placche e testimoniano l'avvenuta chiusura di un bacino oceanico. Le rocce delle catene montuose presentano numerose testimonianze delle forti spinte compressive che si esercitano in seguito alla subduzione e ancora di più in seguito alla collisione continentale. L'entità delle spinte compressive è così intensa che le rocce sono fortemente piegate e fratturate. Inoltre, tutto il «cuore» del sistema orogenico subisce un intenso e diffuso metamorfismo regionale. Tutte le catene che fungono da sutura tra masse continentali diverse, ma ora unite, sono il prodotto di una collisione continente-continente. Le catene da collisione presenti nell'area mediterranea (Alpi, Appennini, Dinaridi) sono, in misura più o meno diretta, la conseguenza dei movimenti relativi tra Africa ed Europa (figura 10.26), mentre quelle più orientali (Zagros, Himalaya) si sono originate dano scontro dell'arabia e dell'india, in movimento da sud, con 1'Asia (figura 10.24). Tra,,,,--- Oceano Astenosfera Il La convergenza tra due placche avviene a spese della litosfera oceanica che si immerge in subduzione sotto un continente. Sul margine continentale attivo si forma un sistema arco-fossa. IJ Il bacino oceanico si riduce progressivamente di ampiezza, la crosta oceanica si spezza in cunei che tendono ad accavallarsi verso la placca oceanica in subduzione e i sedimenti oceanici cominciano a deformarsi sensibilmente. Sedimenti deformati e metamorfosa ti mi due continenti entrano in collisione. Compressione e deformazione raggiungono la massima intensità. Lembi di crosta oceanica, sedimenti oceanici e rocce continentali sono ridotti in cunei e scaglie che si accavallano reciprocamente. Alcuni lembi di crosta oceanica rimangono intrappolati tra i sedimenti e formeranno le ofioliti. I blocchi oceanici maggiormente compressi daranno origine agli scisti blu. mil processo di convergenza si blocca, l'intero edificio di rocce accavallate e piegate si alza a causa della compensazione isostatica. La zona di sutura tra i due continenti sarà segnata da una grande catena montuosa. D continentale Crosta Crosta oceanica A ia!dlljtju,.fj I vari stadi di una collisione tra continenti e la nascita d: _- ~ : ::": ~' : B/18: