Come nascono e si trasformano le rocce. Anna Onofri 2010

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1 Come nascono e si trasformano le rocce Anna Onofri 2010

2 Le origini Questa è la Terra su cui noi tutti viviamo. Sembra qualcosa che non è mai cambiata nel tempo. e invece ha avuto un inizio e nel tempo è cambiata tanto e sta ancora cambiando. 2

3 Le origini Tutto è cominciato in una nube di gas e frammenti di roccia sospesi nello spazio che si è trasformato nel nostro sistema solare con il Sole che brilla al centro e i pianeti che gli girano attorno ci siamo anche noi! 3

4 Le origini La Terra inizialmente era molto calda, una enorme palla di roccia fusa a causa del calore. E per molto tempo ha continuato a crescere perchè grandi meteore cadevano su di essa. 4

5 Le origini Con il passare del tempo si è raffreddata e si è formata una crosta fredda e dura sulla quale viviamo. È dovuto trascorrere molto tempo per diventare il bel pianeta che conosciamo. Ma non per questo ha smesso di trasformarsi. Noi non ce ne accorgiamo perché i cambiamenti avvengono in migliaia o milioni di anni. 5

6 La struttura della Terra la Litosfera, costituisce la parte più esterna e comprende la crosta terrestre, la crosta oceanica e l'idrosfera. il Mantello, al di sotto della litosfera, comprende l'astenosfera e la mesosfera il Nucleo Esterno, tra il mantello e il nucleo interno è allo stato fuso il Nucleo Interno, al centro della Terra si presenta allo stato solido

7 La Crosta (o Litosfera) è costituita da Rocce Minerali sono solidi naturali con un elevato ordinamento a scala atomica ed una definita (ma non fissa) composizione chimica. Rocce sono aggregati naturali di minerali legati tra loro da forze di coesione a carattere permanente e formati tramite uno o più processi geologici. Ambiente di formazione di diverso tipo: magmatico, sedimentario e metamorfico. MINERALI E ROCCE SONO DUE OGGETTI BEN DISTINTI TRA LORO! 7

8 I MINERALI I minerali sono sostanze solide omogenee, inorganiche, esprimibili mediante una formula (in quanto possiedono una particolare composizione chimica), limitati da facce piane aventi abito geometrico. Ogni minerale è formato da particelle elementari (atomi, ioni o molecole) ordinate in modo regolare nelle tre direzioni dello spazio, tanto da fare assumere al minerale una struttura cristallina. 8

9 I CRISTALLI I cristalli sono corpi poliedrici ( cubi, ottaedri, prismi, ecc..) di forma regolare e dotati di spigoli, facce, piani, disposti secondo determinati assi e angoli, i quali determinano il grado di simmetria del cristallo. Per quanto riguarda la forma sono cubici, ad es., i cristalli di salgemma (NaCl) e della pirite (FeS) mentre sono prismatici i cristalli di quarzo (SiO 2 ). I feldspati, che si formano dalla solidificazione dei magmi, possono cristallizzare in forma cubica o esagonale. Alcuni minerali possono essere amorfi in quanto non formano il reticolo cristallino. 9

10 CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI I minerali (circa 3000 tipi) possono essere semplici o nativi se sono formati da un solo elemento chimico: es. carbonio (cristallizza in 2 forme ossia diamante e grafite in relazione agli intervalli di temperatura e pressione), lo zolfo, il platino, l argento ecc. I minerali si definiscono composti se sono formati da più elementi chimici e costituiscono la maggior parte delle rocce litosferiche. Si dividono in 7 classi: SOLFURI (pirite), OSSIDI e IDROSSIDI (ematite), CARBONATI (calcite, dolomite), ALOGENURI (salgemma), SOLFATI (gesso), FOSFATI (apatite), SILICATI (quarzo). Questi ultimi sono i minerali più abbondanti e sono formati da silicio, ossigeno ed altri elementi chimici. 10

11 Le rocce La storia della Terra è scritta nelle rocce che la ricoprono e che formano la crosta. Ma ogni singolo sasso ha una storia personale da raccontare, una storia straordinaria 11

12 Le rocce Le rocce vengono suddivise in base a come si sono formate: le rocce => sedimentarie <= le rocce magmatiche le rocce => metamorfiche 12

13 Il processo magmatico Le rocce magmatiche sono quelle che si formano dal raffreddamento di un magma. Il magma (silicati e vapore acqueo e gas) è la roccia che è diventata liquida per il calore (600 C-1600 C). L insieme dei fenomeni che portano alla formazione di una roccia magmatica si chiama processo magmatico. 13

14 Il processo magmatico Il magma può avere due origini: può provenire dagli strati più profondi della Terra, sotto la crosta, dove ancora c è la roccia fusa dell origine della Terra stessa questo magma si dice magma primario ed esce sul fondo dell oceano dove la crosta è più sottile. 14

15 Differenze tra magma e lava Dal punto di vista geochimico il magma è distinto dalla lava, poiché questo possiede ancora la componente gassosa disciolta, il magma è presente in situazioni ipogee, dal momento che quando il magma fuoriesce dalla crosta, attraverso apparati vulcanici, diviene lava, perdendo alcuni suoi componenti volatili, quali acqua e gas disciolti, non essendoci più le condizioni di pressione sufficienti a mantenerli in soluzione nella massa fusa.

16 Il processo magmatico Oppure può crearsi per fusione di una roccia che già esiste: magma secondario. Certo è necessario tanto calore per sciogliere una roccia, ma come noi in inverno ci scaldiamo sfregandoci le mani, così i movimenti della crosta creano il calore necessario. 16

17 Classificazione La solidificazione del magma può avvenire in tre diverse condizioni. 1. ROCCE MAGMATICHE INTRUSIVE 2. ROCCE MAGMATICHE EFFUSIVE 3. ROCCE MAGMATICHE IPOABISSALI 17

18 Il processo magmatico: la classificazione Rocce magmatiche intrusive: si formano per raffreddamento lento (anche milioni di anni) all interno della crosta ed hanno cristalli ben visibili e di dimensioni simili tra loro. Rocce magmatiche effusive: si formano per raffreddamento veloce all esterno della crosta della lava (magma senza gas) più frequente stato amorfo. 18

19 Il processo magmatico: le rocce intrusive Rocce ipoabissali (o filoniane) si raffreddano all' interno della crosta terrestre, a metà tra la superficie e il camino vulcanico. Il magma incontra una spaccatura nel terreno e penetra; quando si ferma, inizia a solidificarsi insieme alle rocce circostanti. Sono intermedie tra le rocce effusive e quelle intrusive. Una roccia filoniana è il porfido, (pavimentazione stradale -il classico pavé 19

20 Il processo magmatico: le rocce intrusive La maggior parte dei magmi non riescono a uscire dalla crosta terrestre. Rimanendo imprigionati in profondità si raffreddano lentamente e formano le rocce magmatiche intrusive. Sono caratterizzate da cristalli di dimensioni simili di qualche millimetro ben visibili a occhio nudo. 20

21 GRANITO Struttura olocristallina FEDSPATO= BIANCHI MICA NERA QUARZO= TRASLUCIDO 21

22 Il processo magmatico: le rocce effusive I magmi che escono in superficie o sotto il mare lo fanno attraverso delle strutture che si chiamano vulcani. Trovandosi improvvisamente a temperature molto più basse si raffreddano rapidamente e formano le rocce magmatiche effusive. Struttura vetrosa Struttura porfirica (fenocristalli in pasta di fondo) 22

23 ossidiana pomice basalto 23

24 24

25 Composizione rocce magmatiche FELDSPATI 59% PIROSSENI ANFIBOLI OLIVINE 16,8% QUARZO 12% MICHE 3,8% ALTRI 7,9% ASSOCIAZIONI CARATTERISTICHE DI MINERALI 25

26 26

27 SIALICHE -graniti INTERMEDIE-dioriti FEMICHE -gabbri ULTRAFEMICHE- peridotiti 27

28 Il processo sedimentario Le rocce sedimentarie si formano attraverso una serie di azioni che assumono il nome di processo sedimentario: La prima di queste azioni si chiama erosione e consiste nella demolizione di una roccia che già esiste. 28

29 Il processo sedimentario: l erosione L erosione può essere ad opera dell acqua che scava o ad opera del vento o ad opera dell acqua che scioglie la roccia. 29

30 Il processo sedimentario: il trasporto La seconda azione del processo sedimentario è il trasporto. Questo avviene attraverso i torrenti ed i fiumi o ad opera del vento. 30

31 Il processo sedimentario: la deposizione La terza azione del processo sedimentario è la deposizione o sedimentazione. Quando l acqua o il vento cessano di correre, i sassi e i granelli di roccia che trasportano cadono in basso: accade nel mare a formare la sabbia o nelle acque di un lago o di uno stagno. 31

32 Il processo sedimentario: la deposizione A volte accade che la deposizione sia di tipo chimico. Viene cioè depositato qualcosa che nell acqua è disciolto. Avete presente le saline? Facendo evaporare l acqua del mare questa rilascia il sale che noi poi usiamo per condire e cucinare. Così accade anche in certe situazioni particolari come nelle grotte dove viene depositata la calcite nella forma di stalattiti e stalagmiti. 32

33 Il processo sedimentario: la diagenesi La deposizione di una sabbia o di un fango non basta per creare una roccia sedimentaria. I granelli che la formano devono venire compressi e legati (cementati) tra loro, questo processo si chiama diagenesi. Questo accade quando il peso dei sedimenti schiaccia e comprime le sabbie o i fanghi che stanno sotto e nel corso di milioni di anni diventano roccia dura. 33

34 Caratteristiche Rocce Sedimentarie Stratificazione : ogni strato corrisponde ad un evento sedimentario Cambiamento condizioni: nuovo strato

35 Caratteristiche Rocce Sedimentarie Struttura: strati o compatta Inclusioni fossili (animali o vegetali) Dolomiti:Gli strati di Werfen caratterizzano la zona attorno a Campill fino a Juac, nonché il basamento delle Odle di Eores e di Funes, e affiorano in superficie anche nei pressi di Santa Cristina e di Colfosco.

36 Il processo sedimentario Le rocce sedimentarie vengono classificate in questo modo: Rocce clastiche (o detritiche) se sono costituite da piccoli granuli di pietra come le sabbie; Rocce organogene se sono costituite da gusci o da resti di organismi; Rocce chimiche o rocce evaporitiche se si sono formate per la deposizione dei sali disciolti nell acqua. 36

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38 Rocce clastiche Clasti (frammenti) incoerenti o cementati Da degradazione fisica Classificate in base alle dimensioni dei granuli Ghiaie (conglomerati) Sabbie (arenarie) Silt (siltiti) Argille (argilliti)

39 Rocce da deposito chimico Sostanze depositate mediante processi chimici Evaporiti (salgemma, gesso, anidrite) Calcari inorganici (travertino, stalattiti, stalagmiti) Rocce silicee (selce, diaspro) Rocce residuali : per accumulo di minerali poco solubili (bauxite, lateriti)

40 dolomite Rocce organogene Da sedimenti di esseri viventi (scheletri, gusci, vegetali) Carbonatiche (calcari, dolomie) Silicee (diatomiti e radiolariti) Fosfatiche (fosforiti) Tripoli Sicilia fosforiti

41 BRECCIA GHIAIA PUDDINGA ARENARIA TRAVERTINO

42 Il processo metamorfico Con il processo sedimentario e magmatico abbiamo visto che dalla distruzione o dalla fusione di una roccia se ne possono creare altre. A volte però le rocce si trasformano. Come la morbida argilla che una volta scaldata dentro un forno diventa mattone, vaso o piatto: completamente diversa da ciò che era. 42

43 Il processo metamorfico Così se una roccia come il calcare si trova nelle vicinanze di un magma certo non riesce a fondere completamente e diventare un magma, ma modifica la propria struttura È così che nasce il marmo come quello di Carrara che Michelangelo ha scolpito 43

44 Il processo metamorfico A volte sono le forze enormi dell interno della Terra che deformano e schiacciano una roccia fino a renderla di fatto un altra cosa. Ed ecco che un Granito (magmatica intrusiva) che diventa un Gneiss (roccia metamorfica). 44

45 Processo Metamorfico Regioni crostali più attive (innalzamenti, corrugamenti della crosta,fratture) Metamorfismo di contatto (alte temperature) Metamorfismo cataclastico (alte pressioni) Metamorfismo regionale (alte pressioni e temperature) in ampie zone Anatessi

46 Processo Metamorfico Alterazioni della struttura Ricristallizzazione Lineazione e foliazione (scistosità)

47

48 Il ciclo litogenetico Rocce magmatiche Fusione Erosione, trasporto Rocce sedimentarie Deformazione, riscaldamento Fusione Deformazione, riscaldamento Erosione, trasporto Ogni roccia può trasformarsi in una roccia di un altro tipo o in una nuova roccia dello stessa famiglia, questa continua trasformazione Rocce metamorfiche prende il nome di ciclo litogenetico (dal greco: lithos = pietra e genesis = nascita). 48

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