Tettonica delle Placche

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1 Tettonica delle Placche 1) Sviluppo storico del concetto Prima di Wegener La teoria della deriva dei continenti di Wegener Dopo Wegener 2) Prove a sostegno della teoria L età dei fondali oceanici Paleomagnetismo Vulcanismo 3) Caratteristiche e localizzazione dei limiti di placca Margini divergenti Margini convergenti Margini trasformi 4) Teorie alternative alla tettonica delle placche La teoria della Terra in espansione

2 Ipotesi precedenti la teoria di Wegener 1596 Il cartografo olandese Abraham Ortelius nel suo lavoro Thesaurus Geographicus suggerisce per la prima volta che i continenti possano non essere rimasti sempre nelle loro attuali posizioni. Egli afferma che le Americhe siano state allontanate dall Europa e dall Africa da terremoti ed inondazioni L astronomo inglese Francis Bacon scrive della sorprendente coincidenza tra le linee di costa sulle due sponde dell Atlantico. Egli conclude che i continenti separati dall Atlantico costituiscono un puzzle di pezzi che un tempo erano uniti e per qualche motivo si sono staccati e separati Lo studioso francese Antonio Snider-Pellegrini pubblica il volume La creation et ses mystéres dévoilés che include una mappa in cui l Africa e l America sono unite. Egli suggerisce che Americhe Africa ed Europa costituissero un tempo un unico continente, basandosi soprattutto sullo studio di flore fossili Il geologo austriaco Edward Suess fornisce ulteriori conferme all ipotesi di Bacon basandosi sull esame dei fossili. Egli suggerisce che tutti i continenti dell emisfero meridionale fossero un tempo uniti, data la somiglianza tra i fossili in essi rinvenuti.

3 I continenti prima della separazione I continenti dopo la separazione Da A. Snider-Pellegrini: La creation et ses mystéres dévoilés, 1858

4 La Teoria della Deriva dei continenti di Alfred Wegener Alfred Wegener ( ) 1930) ottenne nel 1904 un PhD in astronomia all Università di Berlino; in seguito si interessò di geofisica e degli sviluppi nei campi della meteorologia e della climatologia. Nel 1906 divenne tutor all Università di Marburgo. Prese parte tra il 1906 e il 1913 a diverse spedizioni in Groenlandia per lo studio della circolazione dell aria nelle zone polari. Nel 1924 divenne professore di meteorologia e geofisica all università di Graz, in Austria. Morì nel 1930, durante l ennesima spedizione in Groenlandia, nel tentativo di portare soccorso ad alcuni colleghi bloccati nell entroterra. Wegener iniziò ad interessarsi alle ipotesi sulle somiglianze paleontologiche tra le due sponde dell Atlantico nel All epoca la scienza ortodossa spiegava tali somiglianze con la formazione di ponti effimeri tra i continenti. Egli, colpito dalla concomitanza delle evidenze paleontologiche e della coincidenza tra le linee di costa, si formò l idea della fondamentale correttezza dell ipotesi che i continenti fossero un tempo uniti e si dedicò alla ricerca di ulteriori prove. Nel 1915 pubblicò l opera fondamentale The origin of continents and oceans, ripubblicata successivamente con espansioni nel 1920 e nel In quest opera egli formula compiutamente la teoria conosciuta in seguito con il nome di Deriva dei Continenti.

5 Deriva dei Continenti Circa 300 milioni di anni fa i continenti formavano una singola massa, chiamata Pangea (dal greco tutta la Terra ). La Pangea si era successivamente frammentata, a partire da 200 milioni di anni fa circa, ed i singoli frammenti da allora si allontanano l uno dall altro. Benché Wegener non fosse stato il primo a sostenere un ipotesi del genere egli fu il primo a presentare numerose prove a favore della stessa, provenienti da campi di studio disparati. Prove formulate prima di Wegener Conformità delle linee costiere, accentuata se si considera l isobata 200 m Somiglianze paleontologiche Nuove prove formulate da Wegener a. Argomenti geologici e litologici b. Argomenti paleontolgici c. Argomenti paleoclimatici

6 a. Argomenti geologici Wegener studiò le similarità esistenti tra i vari blocchi continentali. Grandi lineamenti strutturali e province geologiche combaciavano quando si riavvicinavano i blocchi. Inoltre diede molta importanza alla posizione delle morene terminali delle grandi coperture glaciali quaternarie. I movimenti principali ebbero luogo nel Cretaceo e Terziario. Inoltre molti giacimenti presenti in Africa e Sud America contenevano minerali con le stesse caratteristiche geochimiche e strutturali

7 b. Argomenti paleontolgici Per spiegare identità o similarità floristiche e faunistiche tra continenti differenti, all inizio del secolo, ammettevano che tra essi potessero essere esistiti dei ponti continentali sottoforma di grandi lingue di terra che poi sarebbero sprofondati negli oceani. Wegener sulla base di evidenze geofisiche e sul principio dell isostasia rifiuta questa ipotesi e dimostra che i continenti oggi separati, si sono staccati e allontanati da un unico grande continente.

8 c. Argomenti paleoclimatici Le più importanti evidenze paleoclimatiche ci vengono fornite dalle rocce sedimentarie. Le tilliti sono indizio sicuro di glaciazioni, i depositi di carbone indicano condizioni umide, le evaporiti testimoniano climi aridi, rocce carbonatiche indicano climi tropicali. Altri indizi sono i fossili. La stessa sequenza caratteristica di tilliti - arenarie, peliti e carbone - lave basaltiche, si riscontra in diversi continenti

9 La distribuzione di rocce della stessa età corrisponde, accostando l America meridionale e l Africa

10 Tracce di abrasione glaciale e depositi glaciali (tilliti), mostrano una distribuzione incompatibile con l attuale posizione dei poli, ma anche con qualsiasi altra possibile posizione degli stessi, per cui non sono attribuibili a migrazione dei poli e quindi delle fasce climatiche

11 Migrazione apparente dei poli, ogni continente traccia un percorso diverso

12 Wegener propose inoltre per la prima volta un meccanismo che potesse spiegare il movimento dei continenti. Egli ipotizzò che la rotazione della Terra generasse forze centrifughe e di marea in grado di far scivolare i continenti sulla crosta oceanica. Wegener inoltre propose una teoria orogenetica alternativa a quella allora in voga della contrazione terrestre. Secondo Wegener l attrito causato dallo scorrere dei continenti sulla crosta oceanica provocava corrugamenti sul fronte avanzante dei continenti (catene tipo Ande o Montagne Rocciose) e la collisione tra due continenti dava luogo a corrugamenti più intensi (catene tipo Alpi e Himalaia). La reazione alla teoria di Wegener fu quasi uniformemente ostile. Il problema principale consisteva nel meccanismo in grado di muovere i continenti. Le forze centrifughe e di marea sono troppo deboli per muovere i continenti, inoltre l attrito causato dallo scorrimento sulla crosta oceanica darebbe luogo a deformazioni molto più accentuate di quelle osservate. Un altro problema consisteva nel fatto che Wegener suggeriva velocità di allontanamento tra America ed Europa estremamente elevate e poco credibili, di circa 250 cm/anno. Alcuni geologi appoggiarono almeno in parte la teoria di Wegener, come il geologo svizzero Emile Argand che sostenne come la collisione tra continenti fosse la migliore spiegazione possibile per le deformazioni da lui riscontrate nelle Alpi svizzere.

13 Sviluppi successivi alla formulazione della teoria di Wegener 1930 Il geologo inglese Arthur Holmes ( ) suggerisce un meccanismo alternativo a quello proposto da Wegener per spiegare la deriva dei continenti: basandosi su recenti studi di sismica applicata al mantello, che indicavano come questo non si comportasse come un corpo solido, egli ipotizzò che un mantello non completamente solido e molto duttile potesse essere soggetto a circolazione convettiva; la parte superiore delle celle convettive del mantello avrebbe potuto fornire la spinta necessaria al movimento dei continenti. Conscio delle difficoltà incontrate da Wegener egli precisò che la sua ipotesi era puramente speculativa e che non ha alcun valore scientifico finché non sarà avvalorata da evidenze indipendenti Il geologo giapponese Kiyoo Wadati ( ) suggerisce che la distribuzione dei terremoti e dei vulcani del Giappone possa essere correlata alla deriva dei continenti Il sismologo statunitense Hugo Benioff ( ) osserva che la distribuzione di vulcani e terremoti è correlata, e che essi si concentrano soprattutto lungo i margini dei continenti; inoltre osserva che i sismi profondi disegnano un piano inclinato sotto le principali aree vulcaniche, noto oggi come piano di Benioff I rilievi della nave oceanografica Atlantis mettono in evidenza che lo spessore dei sedimenti sui fondali oceanici è molto ridotto e la loro età recente.

14 La teoria dell espansione espansione dei fondali oceanici di Arthur Hess Il geologo americano Arthur Hess ( ), propose nel 1962 una nuova ipotesi per spiegare la topografia dei fondali oceanici, che prese spunto della teoria di Wegener. Egli durante la II guerra mondiale si era imbarcato su una nave dotata di apparecchiature in grado di rilevare il fondale oceanico. In questo periodo fu colpito dalla presenza di rilievi sottomarini, noti come seamounts e soprattutto di rilievi isolati dalla cima piatta, che chiamò guyot. La cima piatta, che ora si trovava a diverse centinaia o migliaia di metri di profondità, sembrava indicare erosione subaerea di questi rilievi. Al termine della guerra Hess continuò i rilievi dei fondali oceanici e scoprì numerose dorsali oceaniche, tali da costituire una rete continua che si estende in tutti gli oceani. In seguito alla scoperta nel 1953 che queste dorsali erano spesso dotate di una rift valley centrale, interessata da intensa attività vulcanica, Hess cominciò a formulare una nuova teoria che potesse spiegare queste nuove scoperte. In una pubblicazione del 1962 Hess inserì tutte le nuove scoperte in una nuova teoria, che egli stesso chiamò dell espansione espansione dei fondali oceanici (sea-floor spreading). Egli ipotizzò che le rift valley fossero zone di risalita di magma e di formazione di nuova crosta oceanica. Ciò avverrebbe in corrispondenza delle zone ascendenti delle celle convettive del mantello e provocherebbe l allontanamento dei due settori di crosta oceanica adiacenti alla rift valley. Hess inoltre propose che la crosta oceanica si sarebbe poi inabissata in corrispondenza delle fosse oceaniche poste in prossimità dei margini continentali e che i continenti avrebbero giocato un ruolo passivo trasportati come parte integrante di grandi placche litosferiche soprastanti la zona convettiva del mantello.

15 Carta topografica dei fondali oceanici

16 Il modello di convezione termica nel mantello proposto da Hess Utilizzando l idea di Holmes delle celle convettive, Hess ipotizzò che il materiale caldo risalga al di sotto delle dorsali, si divida in due rami divergenti, si raffreddi allontanandosi, si appesantisca e quindi torni in profondità chiudendo il ciclo e originando forti attriti (da cui i terremoti). La prova che gli mancava fu fornita dal paleomagnetismo

17 La teoria dell espansione dei fondali oceanici spiega: -la giovane età dei fondali oceanici -la presenza di archi insulari -la presenza di profonde fosse oceaniche -la presenza dei guyot e dei seamounts -la presenza delle dorsali oceaniche -la presenza della rift valley e l attività vulcanica ad essa associata La teoria di Hess fu accolta con favore negli ambienti scientifici e provocò un ulteriore fermento di ricerche che, in pochi anni, portò alla formulazione da parte di Tuzo Wilson ( ) 1965) della teoria della tettonica delle placche; essa nasce come sintesi globale dei diversi contributi fino ad allora apportati, con particolare riferimento alle teorie di Wegener e Hess.

18 La teoria della tettonica delle placche Tuzo Wilson fu negli anni 30 studente alla Princeton University dove conobbe Hess, allora giovane ricercatore nella stessa università. In seguito divenne professore di geofisica all università di Toronto, Canada, incarico che mantenne dal 1947 al 1974 quando andò in pensione. Nella formulazione di Tuzo Wilson la teoria prevede la suddivisione della Terra in 12 placche litosferiche. La crosta di ogni placca può essere solo oceanica o in parte oceanica ed in parte continentale. Il movimento delle placche è dovuto al meccanismo proposto da Hess di convezione del materiale mantellico dell astenosfera. Wilson apportò due contributi maggiori alla teoria, che contribuirono a fornirle solide basi e a renderla bene accetta negli ambienti accademici: - spiegò la presenza di catene vulcaniche all interno delle placche (ad es. la catena delle isole Hawaii) con il concetto di hot spot, ovvero della presenza di punti caldi con radici sottostanti il mantello litosferico: questi punti ancorati in profondità lasciano sulla placca che gli scorre sopra una striscia di vulcani di età crescente allontanandosi dall hot spot - risolse i problemi prettamente geometrici e dinamici del movimento relativo tra placche introducendo il concetto di margini trasformi che andava ad aggiungersi a quelli già proposti da Hess di margini attivi e passivi.

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20 L attivita vulcanica è dovuta ad una sorgente profonda; la placca litosferica muovendosi al di sopra della sorgente trascina i vulcani attivi lontano dalla zona di alimentazione, finchè essi non vengono più riforniti di magma e diventano inattivi. L hot spot produce inoltre un rigonfiamento termico della litosfera, per cui i vulcani inattivi allontanandosi dall hot spot tendono a sprofondare dando luogo prima ad isole più piccole e poi a seamounts o guyot.

21 Distribuzione globale dei principali punti caldi attivi

22 Prove a sostegno della teoria della tettonica delle placche 1) L etl età dei fondali oceanici - prima del XIX secolo era comune l idea che il fondale oceanico fosse piatto e di profondità indefinita - nel XIX secolo scandagli dei fondali oceanici rivelarono che essi possono presentare una topografia accidentata - nel 1947 si scoprì che i sedimenti depositati sui fondali oceanici avevano uno spessore ridotto; ciò intaccava l ipotesi corrente secondo la quale i fondali oceanici rappresentavano la porzione più antica della crosta terrestre e quindi dovessero essere ricoperti da elevati spessori di sedimenti - negli anni 50 si definirono i principali lineamenti dei fondali oceanici, le dorsali e le fosse oceaniche - negli anni 60 e 70 dragaggi e carotaggi sui fondali oceanici permisero di raccogliere e datare con metodi paleontologici i sedimenti oceanici, i primi sedimenti sopra le lave risultarono di età crescente allontanandosi dalle dorsali e comunque mai di età anteriore al giurassico.

23 Spessore totale dei sedimenti

24 2) Paleomagnetismo - all inizio del XX secolo il paleomagnetologo francese B. Bruhnens (1906) e, più tardi, in modo più accurato il paleomagnetologo giapponese M. Matuyama (1920) classificarono le rocce magnetizzate in due classi, rispettivamente a polarità normale, ovvero analoga a quella attuale terrestre, e a polarità inversa, ovvero opposta a quella attuale terrestre - negli anni 40 si scoprì che rocce della stessa età hanno sempre lo stesso tipo di magnetizzazione e si attribuì questo fenomeno a periodiche ma irregolari inversioni di polarità del campo magnetico terrestre; si ricostruì, basandosi su migliaia di misure paleomagnetiche, una scala cronologica delle inversioni di polarità negli ultimi 25 milioni di anni

25 - negli anni 50 si cominciarono ad effettuare misure del campo magnetico sugli oceani da aerei con l uso di magnetometri sviluppati durante la guerra per la rilevazione di sottomarini; esse evidenziarono la presenza di anomalie magnetiche positive e negative, attribuite all effetto della magnetizzazione residua delle rocce dei fondali oceanici (basalti) che può sommarsi al campo terrestre annuale se le rocce possiedono una polarità normale, dando luogo ad un anomalia positiva, o sottrarsi se le rocce possiedono polarità inversa, dando luogo ad un anomalia negativa - la distribuzione delle anomalie in bande alternate, parallele alle dorsali oceaniche, con sequenza analoga a quella della scala geocronologica ricostruita per gli ultimi 25 milioni di anni, confermò definitivamente la giovanissima età dei fondali oceanici e la loro età crescente allontanandosi dalle dorsali

26 Carta che mostra la distribuzione delle anomalie magnetiche sulla Dorsale Reykjanes; in nero le anomalie positive, in bianco quelle negative.

27 3) Vulcanismo - i geofisici americani Vine e Matthews proposero nel 1963 un modello che spiegasse la formazione delle bande magnetiche alternate disposte parallelamente alle dorsali oceaniche. Essi ipotizzarono che l attività lavica in corrispondenza della rift valley producesse colate basaltiche. Durante il raffreddamento si ha la formazione di cristalli di magnetite (abbondante nelle rocce basaltiche), i quali si dispongono parallelamente all orientazione del campo magnetico terrestre. Quando la temperatura della roccia scende al di sotto del punto di Curie (580 ºC per la magnetite e 680 ºC per l ematite) la magnetizzazione acquisita dovuta all isoorientamento dei cristalli ferromagnetici diviene stabile (magnetizzazione termorimanente) e può essere persa solo per successivo riscaldamento al di sopra del punto di Curie - Vine e Matthews proposero che le lave magnetizzate fossero trasportate sulla litosfera oceanica lontano dalle dorsali; ad ogni inversione di polarità del campo magnetico terrestre corrisponde un inversione della polarità residua delle lave basaltiche - nel 1979 ulteriori prove dell attività vulcanica in corrispondenza delle dorsali oceaniche furono acquisite tramite l esplorazione diretta con il batiscafo Alvin, che misurò forti anomalie termiche associate a black smokers e fu in grado anche di filmare eruzioni sottomarine

28 Modello teorico della formazione delle bande magnetiche. Nuova crosta oceanica si forma continuamente dalle creste della dorsale, solidifica ed allontanandosi con l espansione del fondale dalla cresta diventa sempre più vecchia. a. Espansione della dorsale circa 5 milioni di anni fa b. Espansione circa 1-3 milioni di anni fa c. Situazione odierna

29 Caratteristiche e localizzazione dei limiti di placca Le zone di contatto tra le placche litosferiche costituiscono regioni dove si concentrano preferenzialmente i più intensi fenomeni geologici (magmatismo,, sismicità,, tettonica, vulcanismo, plutonismo ecc.), a causa del movimento relativo di placche semirigide su una superficie sferica. I limiti di placca vengono classificati in funzione del movimento relativo delle due placche a contatto Margine divergente: la componente prevalente del movimento relativo è divergente Margine convergente: la componente prevalente del movimento relativo è convergente, i poli rotazionali sono coincidenti o vicini Margine trasforme: la componente prevalente di movimento è parallela al margine

30 Divergente Convergente Trasforme

31 Margini divergenti Le placche litosferiche si allontanano le une dalle altre e si accrescono attraverso la formazione di nuova litosfera. Si possono distinguere due tipi di margini divergenti: 1) Margini intracontinentali - assottigliamento della litosfera - tettonica distensiva - rift valley accentuata, spesso parzialmente occupata da laghi - vulcanismo prevalentemente esplosivo - magmatismico alcalino per decompressione anidra profonda del mantello astenosferico ed interazione con la crosta continentale - sismicità accentuata da intermedia a superficiale - l esempio migliore è la Rift Valley nell Africa orientale - il Mar Rosso costituisce un margine divergente in fase di incipiente oceanizzazione, nel settore meridionale si è già formata crosta oceanica che manca ancora nel settore settentrionale

32 2) Margini intraoceanici - assottigliamento estremo della litosfera - formazione di una dorsale oceanica - rift valley assiale più o meno accentuata - tettonica distensiva - vulcanismo effusivo - magmatismo tholeiitico per decompressione anidra del mantello astenosferico a bassa profondità - intensa attività idrotermale - esempi estremi sono la dorsale medio-atlantica e la dorsale pacifica orientale

33 Margini divergenti: Dorsali medio-oceaniche oceaniche Margini divergenti: Continentali

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35 L'arcipelago Hawaiiano è un allineamento di centri eruttivi generatosi per lo spostamento della zolla pacifica su un hot-spot.questa particolare geometria può essere spiegata immaginando una sorgente magmatica fissa, posta al di sotto di una placca litosferica in migrazione.

36 2a) Margini a basso tasso di espansione (1-5 5 cm/anno) - dorsale oceanica poco estesa ma molto rilevata - formazione di una rift valley assiale molto accentuata - presenza di numerosissimi centri eruttivi puntuali che nella rift valley raggiungono densità elevatissime e tendono a sovrapporsi, e che danno luogo a seamounts (ne sono stati stimati 2.5 milioni di altezza superiore ai 200 m nell Atlantico del nord) - la formazione di nuova crosta avviene attraverso una serie di singole eruzioni distanziate nel tempo Sezione schematica di un margine divergente a basso tasso di espansione

37 2b) Margini a tasso di espansione intermedio (5-10 cm/anno) - presentano caratteri intermedi - la rift valley è poco accentuata ( m di profondità) - sono presenti meno centri eruttivi di dimensioni maggiori ed allungati nella direzione della dorsale - la formazione di nuova crosta avviene attraverso eruzioni fissurali di limitata estensione ed eruzioni puntuali

38 2c) Margini ad elevato tasso di espansione (> 10 cm/anno) - dorsale oceanica molto estesa ma poco rilevata - rift valley assiale poco accentuata o assente - presenza di vulcani fissurali lunghi anche decine di km - la formazione di nuova crosta avviene a partire da camere magmatiche assiali lunghe anche decine di km e persistenti - fino ad 80 km dall asse si formano vulcani centrali attivi

39 Margini convergenti Le placche litosferiche tendono ad avvicinarsi finchè una si immerge sotto l altra lungo un piano inclinato (detto piano di benioff) - presenza di una profonda fossa oceanica in corrispondenza della zona in cui la placca subdotta si flette - presenza di archi vulcanici a magmatismo prevalentemente calcalcalino - sismicità elevata da superficiale a profonda lungo il piano di Benioff Margini convergenti di subduzione Viene subdotta la litosfera oceanica 1) Convergenza oceano-oceano (Isole Marianne, Tonga) - la fossa oceanica è molto profonda a causa dello scarso apporto di sedimenti in assenza di un continente il magmatismo, inizialmente tholeiitico, si modifica presto in calcalcalino, è assente l interazione dei magmi con la crosta continentale - il piano di Benioff presenta inclinazioni elevate - presenza di una fossa oceanica e un arco vulcanico insulare

40 2) Convergenza oceano-continente continente (Giappone, Indonesia, Ande) - la fossa oceanica è relativamente meno profonda a causa dell elevato apporto di sedimenti dal continente - il magmatismo è calcalcalino e può evolvere verso condizioni alcaline in stadi senili. Si può avere la formazione di un arco vulcanico separato dal continente da un bacino di retroarco. In tal caso l arco vulcanico è molto sviluppato, complesso e con vulcanismo fortemente esplosivo. In alternativa l arco magmatico può impostarsi direttamente sul continente con vulcani inseriti nella catena orogenetica. - il piano di Benioff presenta inclinazioni basse - presenza di una fossa oceanica e un arco magmatico continentale Sezione schematica di una zona di subduzione

41 Margini convergenti: l anello l di fuoco del Pacifico

42 Sezione schematica di un margine continentale di tipo oceano-oceano o di tipo continente-oceano, con formazione di un bacino di retroarco

43 Sezione schematica di un margine convergente di tipo oceano-continente, con arco vulcanico impostato sul continente

44 Margini convergenti collisionali Viene subdotta la litosfera continentale 3) Convergenza continente-continente (Himalaia, Alpi, Urali) - la bassa densità delle rocce della crosta continentale rispetto a quelle del mantello impedisce la loro subduzione, per cui quando crosta continentale giunge sulla placca subdotta in corrispondenza della fossa va a collidere con la crosta continentale della placca antistante generando complesse strutture orogeniche - la sisimicità è elevata, di solito superficiale - il magmatismo è prevalentemente alcalino con forte interazione con materiale di crosta continentale ed anche fusione di porzioni di crosta continentale (anatessi) - il vulcanismo è distribuito in modo disomogeneo ed è fortemente esplosivo - la costituzione di un orogene a falde di ricoprimento, con complesse strutture tettoniche a pieghe e faglie dà luogo a sollevamenti che generano estese ed elevate catene montuose - il piano di Benioff è assente, o nelle fasi iniziali della collisione, permane come lembo residuo sottostante l orogene - nella collisione possono rimanere pinzati lembi di crosta continentale che, negli orogeni antichi costituiscono l unica testimonianza della crosta continentale pre-giurassica

45 Sezione schematica della collisione tra India ed Eurasia, con formazione dell orogene himalaiano

46 3) Convergenza continente-oceano oceano (Taiwan) - la placca sovrastante è costituita da litosfera oceanica mentre quella in sottoscorrimento è rappresentata da litosfera continentale, il sistema si caratterizza per la formazione di una zona di notevole raccorciamento Fase terminale della subduzione con collisione continentale e chiusura del bacino oceanico

47 Margini trasformi Le due placche scorrono l una accanto all altra 1) Margini trasformi intraoceanici - connettono due margini divergenti - zone di faglia che dislocano le dorsali oceaniche per permettere loro di adattarsi alla geometria sferica della superficie terrestre - sismicità intensa e superficiale (terremoti devastanti) - attività magmatica molto ridotta 2) Margini trasformi intracontinentali (faglia di San Andreas, faglia del Mar Morto) - possono connettere margini di qualsiasi tipo - estesi sistemi di faglia che dislocano crosta continentale fino a grande profondità - sismicità intensa e superficiale (terremoti devastanti) - attività magmatica molto ridotta o assente - possono generare localmente zone compressive con pieghe o distensive con bacini

48 Distribuzione mondiale delle principali faglie trasformi intraoceaniche

49 La faglia di San Andreas, con la distribuzione dei principali terremoti Scorrimento della placca pacifica rispetto a quella nordamericana lungo un fascio di faglie subparallele, di cui la più nota è la faglia di San Andreas

50 La faglia di San Andreas

51 La teoria della Terra in espansione Una teoria globale dei fenomeni geologici, basata sull idea fondamentale di una Terra in espansione è andata sviluppandosi contemporaneamente all affermarsi della teoria della tettonica delle placche, senza comunque mai acquistare sufficiente credito da poter realmente competere con essa. I contributi maggiori si devono a Egyed (1957), Cox e Doell (1961), Creer (1965), Heezen (1960 e, soprattutto Carey (1954 e 1970). Carey propone che la Terra sia costituita da 8 poligoni di primo ordine analoghi alle placche litosferiche. Egli ritiene che il tasso di formazione di nuova litosfera in corrispondenza delle dorsali oceaniche sia di gran lunga superiore a qualsiasi tasso di consunzione delle stesse si possa ragionevolmente ipotizzare per le zone di subduzione, ne consegue che la superficie totale della Terra è in aumento. Egli inoltre ritiene che le zone di subduzione siano in realtà aree in estensione. Basandosi sull area totale della crosta oceanica Carey stima un aumento della superficie terrestre del 76% negli ultimi 200 ma, pari ad un aumento del raggio di circa il 33%. L assenza di crosta oceanica più antica di 200 ma viene spiegata da Carey con una Terra precedente tale epoca la cui crosta era unicamente continentale e con una superficie totale pari a quella attuale dei continenti.

52 Modello di Terra in espansione

53 Carey sostiene che il raggio terrestre si stia espandendo ad una velocità di circa 8 mm l anno e che tale espansione sia avvenuta soprattutto a partire dal paleozoico. Altri Autori e, soprattutto, Creer, sostengono che l espansione avvenga ad un tasso molto inferiore, pari a circa 0.5 mm l anno e che sia stata costante nel corso di tutte le epoche geologiche. Egli spiega il fenomeno dell espansione terrestre con una diminuzione progressiva, non meglio specificata, del valore della costante gravitazionale universale G. Un ipotesi recente spiega l espansione con il passaggio del nucleo dallo stato di plasma a quello atomico con conseguente notevole aumento di volume. I principali punti deboli della teoria della Terra in espansione sono: - si ipotizza una Terra con inizialmente crosta unicamente continentale, mentre resti di crosta oceanica antica sono presenti in tutti gli orogeni - esistono numerose evidenze di una tettonica compressiva in corrispondenza delle zone di subduzione, quali i meccanismi focali compressivi dei terremoti, la presenza di pieghe compressive e di falde di ricoprimento dovute ad accorciamento crostale - la ricostruzione della Pangea è impossibile su una Terra di raggio ridotto in quanto i limiti tra i continenti non coincidono più - non si conoscono motivi fisici validi per una variazione nel tempo della costante G

54 In definitiva si sostiene che la teoria universalmente accettata debba essere quella che meglio spieghi o approssimi l insieme di tutte le osservazioni disponibili. Così seppure la teoria della Terra in espansione possa fornire alcune spiegazioni alternative essa sembra oggi spiegare meno bene della teoria della tettonica delle placche l insieme dei fenomeni osservati.

55 Siti italiani sulla tettonica delle placche Sito con una parte didattica sui principali temi della geologia Sito sulla geologia dell Italia Pagina del sito dell università di Napoli sulla tettonica delle placche sito di biologia e scienze della Terra con una pagina dedicata alla tettonica delle placche Sito dedicato a Wegener con approfondimenti su deriva dei continenti, tettonica delle placche e teorie alternative Pagina dell ING sulla tettonica delle placche Sito didattico sulla geologia

56 Sito dell università di Genova con belle immagini Sito di una scuola di Modena con pagine sulla tettonica delle placche Siti in inglese sulla tettonica delle placche Sito dell università del Texas, completo e ricco di immagini Sito con mappe animate dei movimenti della Pangea Sito dedicato ai margini convergenti e alle zone di subduzione con splendide immagini Sito che sviluppa ampiamente il punto di vista storico L ABC della tettonica delle placche

57 Sito generale sulla tettonica delle placche con note per l insegnante Manuale di geologia per gli insegnanti con una capitolo sulla tetonica delle placche La biografia di Wegener Sito con filmati in formato.mpg sulla convezione nel mantello sito sulla teoria della Terra in espansione di Carey altro sito sulla Terra in espansione sito sui terranes Programma di ricerca sui terranes dello Yukon

58 Ricostruzioni del moto delle placche Sito sulla tettonica delle placche con belle immagini Sito sulla geologia delle Alpi margini trasformi l ipotesi Gaia sito sul catastrofismo Le giornate assereto, la ricerca presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell Università degli Studi di Milano, seminari aperti a tutti