Tettonica a zolle. Gaetano Festa

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1 Tettonica a zolle Gaetano Festa

2 La Terra come sistema La tettonica a zolle è una teoria cinematica Essa tiene conto del momento delle placche ed individua regioni dove la deformazione, la sismicità ed il vulcanismo si manifestano Essa è espressione in superficie della Terra come macchina termica La Terra è il solo pianeta ad avere una tettonica Questa richiede un appropriato budget energetico interno (è principalmente un problema di dimensioni) e la giusta reologia La superficie deve essere abbastanza rigida da creare delle zolle Ma abbastanza debole da localizzare la deformazione

3 Perché le placche La litosfera è rigida e si poggia su uno strato viscoso (astenosfera) E dunque possibile il galleggiamento di placche, che si muovono relativamente le une alle altre La litosfera è suddivisa in un numero limitato di placche La maggior parte della deformazione si concentra ai bordi di queste Mappa di sismicità mondiale

4 Placche 7 placche principali ed una serie di placche più piccole

5 Meccanismi cinematici Nuova litosfera viene generata lungo i ridge oceanici La litosfera creata forma parte della placca rigida La superficie totale della Terra resta costante, dunque altrove la litosfera deve essere consumata La litosfera è elastica, trasmette lo sforzo su grandi distanze orizzontali: il moto relativo avviene principalmente lungo i bordi delle placche

6 Margini divergenti dove le placche si allontanano le une dalle altre e nuova litosfera viene creata(ridge medio-oceanici e rift continentali)

7 Margini convergenti dove leplacche si muovono le une verso le altre sovrascorrendoe consumando parte della litosfera. Sono le zone di subduzione, dove si verificano anche fenomeni di fagliazione e orogenesi

8 Margini trascorrenti Il moto delle placche è parallelo al margine, dunque la litosfera non viene creata né distrutta.

9 Faglie La risposta della litosfera alla sforzo è la localizzazione della deformazione attraverso la generazione di faglie Margini divergenti Medio-ocenici- rift Margini convergenti oceano->oceano oceano-> continente continente-> continente Margini trascorrenti Ridge oceanici; intercontinentali

10 Terra piatta Av B Velocità della placca B rispetto ad A Margini divergenti (doppia linea); si misura la velocità di allontanamento dal margine Margini convergenti: le frecce indicano la direzione di subduzione Margini trascorrenti (o trasformi o strike-slip) : le mezze frecce indicano la direzione del moto (trascorrente destra e sinistra)

11 Calcolare i moti relativi Caso (1) : Due placche Margini divergenti : velocità di moto dal margine di 2 cm/yr. Qual è la velocità relativa A v B? Che succede agli altri tre margini della placca B?

12 Calcolare i moti relativi Caso (1) A v B = 4 cm/yr(vs destra) I margini sup. e inf. Sono trascorrenti, ci sono due possibilità di subduzione A-> B e B-> A Quali sono le velocità di moto nei due casi? Che succede alle placche?

13 Calcolare i moti relativi Caso (1) A v B = 4 cm/yr(vs destra) (c) A -> B ad una velocità di 4 cm/yr, le dimensioni di B crescono ad una velocità di 2 cm/yr (d) B-> A ad una velocità di 4 cm/yr, le dimensioni di B diminuisiconoad una velocità di 2 cm/yr, B scompare

14 Tre placche Caso (1) : Due placche Margini divergenti e convergenti: velocità di moto dal margine di 2 cm/yr, C v A =6 cm/yr Qual è la velocità relativa C v B? Cv B = 10 cm/yr

15 E se i moti non sono allineati Cv B = 5 cm/yr

16 Geometria sferica Teorema del punto fisso di Eulero: Lo spostamento di un corpo rigido con un punto fisso è equivalente ad una rotazione intorno ad un asse passante per quel punto fisso. Interpretazione di Bullard(1965) Una placca è un corpo rigido che ruota intorno al centro della Terra, punto fisso Dunque un moto di una placca può essere rappresentato come una rotazioneintorno ad un assepassante per il centro della Terra. v = ωrsinθ

17 Calcolo dei poli di rotazione relativi (1)Misura ai ridge: Determinazione del polo Per le faglie trascorrenti il moto è parallelo al margine, dunque queste faglie sono archi di circonferenze con centro sull asse di rotazione. Il polo si trova su di una circonferenza massima ortogonale alla faglia. Basta intersecare due o più circonferenze massime per determinare il polo.

18 Calcolo dei poli di rotazione relativi (2) Misura ai ridge: Calcolo della velocità di rotazione La velocità lineare si può calcolare misurando la velocità di apertura al ridge(dalle anomalie magnetiche) La velocità è legata al seno dell angolo rispetto al polo di rotazione (3) Misure a terra: Le velocità possono essere misurate attraverso analisi satellitari (VLBI) o misure GPS.

19 (2) Velocità relative

20 Giunzioni triple Una giunzionetripla è stabile se i moti relativi e l orientazione dei bordi non cambia con il tempo

21 Giunzioni triple instabili

22 Giunzioni triple Significativi cambiamenti nelle proprietà della litosfera nel tempo

23 Moti assoluti delle placche

24 Mappa dei moti assoluti

25 Mappa d sforzo

26 Interplatecoupling

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