10. La Tettonica delle placche: un modello globale

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1 10. La Tettonica delle placche: un modello globale 26 dicembre 2004: uno dei maggiori terremoti degli ultimi 100 anni colpisce l Asia sudorientale. L ipocentro è localizzato poco al largo dell Isola di Sumatra, nell Oceano Indiano, a una profondità di circa km; il sisma ha raggiunto magnitudo 9,3 Richter, con numerose repliche molto forti. Mentre dall ipocentro le onde sismiche si sono propagate veloci, facendo risentire i loro pesanti effetti sulla vicina terraferma, nella zona più superficiale il meccanismo del «rimbalzo elastico» ha fatto sollevare di oltre 2 metri un ampio settore del fondo marino. Il movimento, trasmesso alla massa d acqua sovrastante, ha innescato un gigantesco tsunami: le onde marine si sono propagate nell Oceano indiano, rovesciandosi infine su Indonesia, Thailandia, India e arrivando addirittura sulle coste della Somalia, a 5000 km di distanza. (M. Pearson / Alamy)

2 Lo studio dei terremoti Il Lago Baikal, il più profondo del mondo, riempie una profonda «fossa tettonica» (graben) lungo una spaccatura della crosta terrestre. (NASA)

3 Alla ricerca di un «modello» I principali involucri concentrici nella struttura interna della Terra.

4 Alla ricerca di un «modello» Il diverso spessore della crosta sotto gli oceani e sotto i continenti, messo in evidenza dall andamento della superficie di discontinuità sismica di Mohorovičić (Moho).

5 Alla ricerca di un «modello» Curve che rappresentano la velocità di propagazione di onde meccaniche (come sono quelle sismiche) in alcuni tipi di materiali.

6 Alla ricerca di un «modello» Esempio di xenolite proveniente dal mantello: un nodulo di peridotite (verde chiaro) avvolto da una crosta nera di basalto. (L. Spinozzi)

7 Alla ricerca di un «modello» Vedute attuali sulla struttura e sulla natura dei 700 km più esterni della Terra.

8 Un segno dell energia interna della Terra: il flusso di calore Carta del flusso termico della Terra, basata su oltre 5000 misure effettuate su tutta la superficie (terre emerse e fondi oceanici).

9 Un segno dell energia interna della Terra: il flusso di calore La geoterma (curva rossa) descrive l aumento della temperatura con la profondità.

10 Il campo magnetico terrestre Il campo magnetico terrestre è molto simile, per l andamento delle sue linee di flusso, al campo che verrebbe prodotto se al centro della Terra fosse posta una gigantesca barra magnetica, inclinata di 11 rispetto all asse di rotazione.

11 Il campo magnetico terrestre Curve della «migrazione» apparente del Polo nord magnetico, costruite in base all analisi di rocce prelevate da diversi continenti.

12 Il campo magnetico terrestre Scala paleomagnetica, costruita in base all età delle inversioni magnetiche «registrate» in colate di lava degli ultimi 5 milioni di anni.

13 La struttura della crosta Crosta oceanica e crosta continentale: confronto tra spessori, struttura e natura.

14 La struttura della crosta Distribuzione degli scudi, e relativi tavolati, e delle grandi fasce orogeniche.

15 La struttura della crosta La spinta isostatica è paragonabile, concettualmente, a quella che consente il galleggiamento di un iceberg.

16 La struttura della crosta Esempio di aggiustamento isostatico in corso: il caso della penisola baltica. La carta riporta i valori (in metri sul l.d.m.) del sollevamento della Fennoscandia (la regione che comprende la Penisola scandinava e la Finlandia) negli ultimi 5000 anni.

17 L espansione dei fondi oceanici Schema semplificato del sistema globale di dorsali, fosse e faglie trasformi.

18 L espansione dei fondi oceanici Ricostruzione della Pangèa e del suo successivo smembramento secondo Wegener.

19 L espansione dei fondi oceanici Prove paleontologiche della deriva dei continenti: la separazione tra Africa e America Meridionale. A. Distribuzione attuale dei resti fossili della pianta Glossopteris (in verde) e del Mesosaurus (puntinato) B. Unendo insieme i continenti in cui si trovano resti della flora a Glossopteris, si ricompone una grande terra emersa (che i geologi hanno chiamato continente Gondwana, dal nome di una provincia dell India).

20 L espansione dei fondi oceanici La Dorsale Medio-atlantica emerge in Islanda. (Icelandic Photo / ZEFA)

21 L espansione dei fondi oceanici Struttura della litosfera in corrispondenza di una dorsale oceanica.

22 L espansione dei fondi oceanici Struttura della litosfera in corrispondenza di una fossa oceanica, come lungo l arcipelago delle Isole Marianne.

23 Le anomalie magnetiche sui fondi oceanici Un rilevamento oceanografico sulla Dorsale di Reykjanes, una parte della Dorsale medio-atlantica a Sudovest dell Islanda, ha messo in luce uno schema particolare nella distribuzione dell intensità del campo magnetico. (Rielaborato Da Press e Siever)

24 Le anomalie magnetiche sui fondi oceanici Lo schema mondiale dell espansione dei fondi oceanici è messo in evidenza dall età dello strato 2 della crosta oceanica (le lave basaltiche sotto i sedimenti), che è stata determinata in base alle anomalie magnetiche, e controllata in più punti con sondaggi.

25 La Tettonica delle placche Il mosaico di placche in cui è suddivisa la litosfera. Ogni placca è delimitata da una combinazione di dorsali, fosse oceaniche e faglie trasformi. (Rielaborato da Press e Siever)

26 La Tettonica delle placche Orogenesi della catena andina, come conseguenza della subduzione della Placca di Nazca al di sotto della Placca sudamericana.

27 La Tettonica delle placche Un immagine spettacolare del batolite granitico che affiora in Patagonia, lungo il tratto più meridionale delle Ande.

28 La Tettonica delle placche Collisione tra due continenti. A. La parte oceanica di una placca che trasporta un continente entra in subduzione sotto una placca continentale. B. I due continenti entrano in collisione.

29 La Tettonica delle placche Un esempio spettacolare delle deformazioni provocate nelle rocce dalle collisioni tra frammenti di crosta nel corso di un orogenesi per accrescimento crostale.

30 La Tettonica delle placche Le principali fasi che caratterizzano l apertura di un nuovo oceano.

31 La verifica del modello Il mosaico delle placche e la distribuzione dei vulcani e dei terremoti.

32 La verifica del modello Schema dei rapporti tra vulcanismo e struttura della litosfera.

33 La verifica del modello Confronto schematico fra strutture della litosfera in movimento e localizzazione degli ipocentri dei terremoti.

34 Moti convettivi e punti caldi La tomografia sismica descrive la struttura tridimensionale del mantello. La sezione della Terra mostra le variazioni di velocità delle onde S ricavate dalla tomografia sismica. Regioni con onde S più veloci indicano rocce relativamente più fredde e più dense.

35 Moti convettivi e punti caldi Temperature a varie profondità nel mantello, dedotte da variazioni della velocità delle onde S.

36 Moti convettivi e punti caldi Vulcanismo da punto caldo. Lo schema mostra come si può formare una catena di vulcani in una placca che si muova sopra l estremità di un pennacchio ritenuto fisso per tempi lunghissimi.