CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE DEGLI AMBIENTI MARINI E CENNI DI DINAMICA CROSTALE

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1 AMBIENTI MARINI E CENNI DI DINAMICA CROSTALE Le illustrazioni di sinistra sono tratte dal The Sacred Theory of the Earth (1684) e di destra dal Telluris Theria Sacra (1681) entrambe opere di Thomas Burnet in cui la formazione dei rilievi terrestri viene spiegata con il Diluvio biblico. Secondo Burnet una porzione della superficie terrestre si spaccò e le acque sotterranee sgorgarono e sommersero il pianeta. Poi rifluirono nella depressione formatasi, dando vita agli oceani che successivamente si ritirarono quanto bastava per lasciare all asciutto le montagnose rive dei continenti circondati di isole. I maggiori ponti continentali utilizzati dai fissisti per spiegare la distribuzione di moltissimi fossili animali e vegetali (da Trevisan e Tongiorgi, 1976)

2 AMBIENTI MARINI E CENNI DI DINAMICA CROSTALE La teoria della deriva dei continenti di Alfred Wegener La teoria di Wegener trovò forti opposizioni in campo scientifico. Per arrivare all'affermazione della mobilità dei continenti bisogna arrivare agli anni Sessanta con l'enunciazione della Plate Tectonic

3 AMBIENTI MARINI E CENNI DI DINAMICA CROSTALE La teoria della deriva dei continenti di Alfred Wegener Alla fine del Paleozoico tutti i continenti erano riuniti a formare un unico continente, la PANGEA. Durante i Mesozoico la Pangea cominciò a smembrarsi e i frammenti si separarono fino ad assumere le caratteristiche che li contraddistinguono Prove a sostegno della teoria di Wegener: Corrispondenze delle coste atlantiche di Africa e Sud America Corrispondenza di aspetti geologici regionali e delle provincie biogeografiche

4 GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA TERRA La crosta terrestre e la teoria dell'isostasia La crosta terrestre ha una minore densità del mantello sottostante e si comporta come ghiaccio che galleggia sull'acqua. L'isostasia è una condizione di equilibrio relativa al galleggiamento dei continenti su un mezzo a densità maggiore: i volumi che si elevano al di sopra del geoide devono essere compensati da un maggior volume in profondità

5 AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE Generalità Ipotizzando un profilo ideale che rappresenti la sezione di un oceano è possibile riconoscere i seguenti tipi morfologici: Zona litorale Piattaforma continentale Scarpata continentale Bacino oceanico Area di rift Area di fossa Guyot e Seamounts

6 AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE Rappresentazione del fondo degli Oceani basata sugli studi di Bruce C. Heezen e marie Tharp del Lamont Doherty Geological Observatory

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8 Ricostruzione dell'assetto geografico mondiale dalla fine del Paleozoico ad oggi (a) La scissione della Pangea. Così dovrebbe essersi presentato, circa 200 milioni di anni fa, alla fine del Paleozoico e all inizio del Mesozoico, l antico supercontinente Pangea ( tutta terra ). Il Pantalassa ( tutto mare ) si è trasformato nell Oceano Pacifico attuale, mentre il Mare Mediterraneo odierno rappresenta, nella porzione orientale, un residuo della Tetide. Depositi glaciali permiani si rinvengono in aree fra loro notevolmente lontane, come l America meridionale, l Africa, l India e l Australia. Ciò si spiega in modo semplice ammettendo che durante il Permiano un solo grande ghiacciaio continentale ricoprisse la regione polare meridionale della Terra di Gondwana, prima della scissione dei continenti. La probabile estensione di questo enorme ghiacciaio è indicata dalla zona ombreggiata. (b) Ricostruzione dell assetto geografico mondiale alla fine del Triassico, circa 180 milioni di anni fa, 20 milioni di anni dopo l inizio della deriva. Il nuovo fondo oceanico è rappresentato in colore. Le zone di espansione sono indicate da linee in marrone scuro, le faglie trasformi da linee nere e le zone di subduzione da un tratteggio, mentre le frecce descrivono il movimento dei continenti a partire dall inizio della deriva. (c)assetto geografico mondiale alla fine del Giurassico, circa 135 milioni di anni fa e 65 milioni di anni dopo la deriva. Il fondo oceanico creato nei precedenti 45 milioni di anni è indicato in colore. (d) Assetto geografico mondiale alla fine del Cretacico, circa 65 milioni di anni fa. In colore è riportato il nuovo fondo oceanico, formatosi nei precedenti 70 milioni di anni, quanti ne sono intercorsi dall immagine della figura precedente. (e) Assetto geografico mondiale attuale. In colore il fondo oceanico creato negli ultimi 65 milioni di anni, cioé durante il Cenozoico (da R.S. Dietz e J.C. Holden, The Breakup Pangaea, Scientific American, 1970).

9 GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA TERRA La struttura interna della Terra: nucleo e mantello Raggio medio terrestre = 6371 Km Dendità media = g/cm3 Profondità massima d'indagine Interna= m Dallo studio della propagazione delle onde sismiche di tipo P e di tipo S Sono stati identificate delle superfici di discontinuità che rispondono in modo omogeneo alle sollecitazioni elastiche

10 GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA TERRA La struttura interna della Terra: nucleo e mantello Le discontinuità di Moho (8-70 km), di Gutenberg (2920 Km) e di Lehmann (4980 Km) separano la terra in sfere concentriche di densità decrescente dal centro verso l'esterno Dal centro della Terra alla superficie: Nucleo interno (solido, costituito da nichel e ferro) Nucleo esterno (fluido, costituito da ferro ed elementi leggeri quali silicio, zolfo ed ossigeno) Mantello (silicati ricchi di ferro e magnesio, da solo costituisce l'83% del volume terrestre) Crosta terrestre

11 GENERALITA' SULLA COSTITUZIONE DELLA TERRA La crosta terrestre e la teoria dell'isostasia La curva ipsografica della superficie terrestre (a sinistra) esprime in milioni di Km 3 l'ampiezza delle aree comprese entro i limiti di altitudine e di profondità. La maggior parte della superficie terrestre appare distribuita in due gradini (840m, altitudine media dei continenti e 3800 m, profondità media degli oceani) I modelli Pratt e Airy (a destra) spiegano l'isostasia in modo diverso Modello di Pratt (1855): i settori crostali hanno densità diverse e inversamente proporzionali alla loro elevazione Modello di Airy: i settori crostali hanno la stessa identità ma profondità diverse, direttamente proporzionali alla loro elevazione

12 AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE La dinamica crostale e la tettonica delle placche La teoria della tettonica delle placche si basa su un modello dinamico con placche litosferiche rigide che si muovono su un'astenosfera plastica. Le placche possono essere formate indistintamente da crosta oceanica e/o crosta continentale. La crosta terrestre oceanica e la crosta continentale differiscono per composizione e densità: La crosta oceanica ha una composizione basaltica (toleiti) La crosta continentale ha una composizione sialica

13 AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE Le dorsali oceaniche Le dorsali oceaniche hanno forme diverse dalle catene montuose dei continenti e si estendono per una lunghezza di circa Km Nascita e l'evoluzione di un oceano: Apertura di un fascio di fratture ed allontanamento delle zattere continentali Risalita di masse basiche allargamento del nuovo oceano dal mantello ed Ulteriore espansione oceanica, formazione di una grande dorsale centrale e formazione per attrito di catene montuose

14 AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE I bacini oceanici Si tratta di grandi pianure sommerse con profondità che vanno dai m fino ai m e che si estendono per centinaia di Km2. I pendii sono coperti da un sottile strato di sedimenti che si accumula lentamente sul fondo oceanico.

15 AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE Le fosse oceaniche Sono depressioni di forma allungata che si sviluppano ai margini degli oceani e che rivelano le zone dove la crosta oceanica si immerge in profondità sotto i margini continentali. Hanno una struttura larga Km e profonda mediamente 6 Km. Possono tenere nella gola assiale una striscia di sedimenti recenti, spessa 2-3 Km Sono tipicamente asimmetriche: il lato oceanico è sempre meno ripido di quello continentale

16 AMBIENTI MARINI E DINAMICA CROSTALE Strutture indipendenti: guyot e seamount I guyot sono vulcani a cima tronca sottomarini talvolta in attività (Hawaii) talvolta coperti completamente da barriere coralline (atolli dell'oceano Pacifico) Le seamounts sono rilievi sottomarini isolati o in catene di forma conica Profilo sismico a riflessione attraverso la zona di subduzione della fossa di Giava, a Sud di Bali.