TETTONICA A PLACCHE COME TEORIA UNIFICANTE: - e le forme che ne derivano - e alcuni esempi di rapporto con le Scienze della Terra - tsunami COME VALUT

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1 MOVIMENTI CHE CARATTERIZZANO IL PIANETA E IL SUO SATELLITE NATURALE; LUNA fasi ed eclissi - STRATIGRAFIA E TEMPO GEOLOGICO: fossili ed ere geologiche CARTOGRAFIA ( reticolo geografico, proiezione cartografico, costruzione di una carta geografica ) STORIA DELLA GEOLOGIA LA TERRA E UN PIANETA INSTABILE -FENOMENI SISMICI - FENOMENI VULCANICI - STRUTTURA INTERNA DEL PIANETA ATMOSFERA: struttura e composizione; circolazione IDROSFERA: oceani, mari e acque continentali BIOSFERA LITOSFERA: minerali e rocce

2 TETTONICA A PLACCHE COME TEORIA UNIFICANTE: - e le forme che ne derivano - e alcuni esempi di rapporto con le Scienze della Terra - tsunami COME VALUTARE PERICOLOSITA E RISCHIO IN UN EVENTO NATURALE DINAMICA AMBIENTALE - fattori endogeni - fattori esogeni MODELLAMENTO DELLA SUPERFICIE TERRESTRE AGENTI - FORME - PROCESSI - FATTORI CHI CHE COSA COME PERCHE

3 Terra pianeta roccioso rocce litosfera litosfera involucro più esterno del globo

4 VIAGGIO AL CENTRO DELLA TERRA alta densità Nucleo: metalli pesanti ( Fe, Ni ) temperatura elevata (migliaia di gradi) > press. Nel nucleo int. raggio 3500 Km

5 Mantello: silicati di tipo pesante (Si e O + Fe e Mg) solido e rigido al di sotto della crosta e per quasi tutto il suo spessore ma tra 100 e 200 Km di profondità c è una fascia a comportamento più fluido e plastico astenosfera spessore di 2850 Km Crosta: silicati di tipo leggero (Si e O + Al) spessore variabile (tra i 5 e i 70 Km) mediamente 35 Km crosta + parte superiore del mantello = litosfera (rigida e fragile) la litosfera è divisa in placche

6 PRINCIPALI ELEMENTI CHIMICI DELLA CROSTA TERRESTRE

7 Insieme di minerali Spesso le masse rocciose non sono visibili perché ricoperte dal suolo,, il sottilissimo manto superficiale che separa la sfera rocciosa solida dall atmosfera; in genere è anche presente la vegetazione che affonda nel suolo le proprie radici e vela ulteriormente le rocce. Altre volte il suolo e la roccia sono coperti dalle acque, come avviene nei laghi, nei mari e negli oceani.

8 Nel loro complesso i processi che hanno portato alla formazione delle rocce sono riconducibili a tre tipi fondamentali dai quali derivano 3 gruppi principali di rocce : IGNEE Raffreddamento e solidificazione di rocce fuse (o magmi) ad alta temperatura ( C) SEDIMENTARIE Accumulo, consolidamento e cementazione di materiali di origine diversa, come frammenti di altre rocce o resti di organismi. Si formano sulla superficie terrestre a scarsa profondità (fino a circa 10 Km) dove temperatura e pressione non sono molto elevate METAMORFICHE Trasformazione di rocce preesistenti che si vengono a trovare in condizioni ambientali diverse da quelle originarie. Aumento di temperatura e pressione che induce in rocce sedimentarie e ignee profonde modificazioni tanto da formare rocce completamente diverse e nuove

9 IGNEE + METAMORFICHE > Parte della CROSTA Le troveremo soprattutto in profondità SEDIMENTARIE Sono le più abbondanti in affioramento cioè in superficie dove spesso ricoprono le altre rocce Le sedimentarie sono spesso i principali costituenti delle catene montuose, dove gli strati sedimentari appaiono deformati, piegati e spezzati dalle forze che li hanno sollevati

10 AMBIENTE GEODINAMICO DI FORMAZIONE

11 ROCCE Costituite da un solo tipo di minerale (es. CALCARE spesso è formato solo da CaCO 3 che nella forma cristallina si chiama calcite) Altre sono costituite da vari minerali (es. GRANITO --- feldspato, mica, quarzo) se i minerali sono ben visibili a occhio nudo ( ROCCIA MACROCRISTALLINA; es.granito) se i minerali non sono visibili a occhio nudo (ROCCIA MICROCRISTALLINA; es.basalto)

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13 La Terra ha circa 4,6 miliardi di anni. L età media delle rocce della superficie terrestre è di circa 1.8 miliardi di anni. Come mai le diverse rocce che troviamo sul nostro pianeta non hanno la stessa età?

14 Perché esiste un oggettiva difficoltà nel percepire l evoluzione di una roccia?

15 Milioni di anni x 10-5 eventi età della Terra vita media di una roccia comparsa dell'uomo vita media dell'uomo

16 Mentre gli elementi chimici che formano le rocce sono gli stessi che erano presenti anche nella Terra primitiva, nel corso delle ere geologiche le vecchie rocce si sono trasformate ( e si trasformano continuamente ) in nuove rocce, prendendo parte ad un grande ciclo continuo: il CICLO DELLE ROCCE FORZE CHE ALIMENTANO IL CICLO Agenti atmosferici Calore interno della Terra

17 SEMPLIFICAZIONE ESTREMA DEL CICLO FASI: DEGRADAZIONE ATMOSFERICA ED EROSIONE Rocce ignee vulcaniche Deposizione negli oceani e sui continenti Rocce sedimentarie granito Rocce ignee Rocce metamorfiche arenaria metamorfismo sedimenti Rocce ignee plutoniche Calore interno gneiss mantello TORNA ALL INDICE CALORE E PRESSIONE

18 arenaria gneiss granito TORNA ALL INDICE ANALIZZIAMO LE SINGOLE ROCCE

19 Le rocce superficiali ( vulcaniche e sedimentarie ) sottoposte all erosione dell aria e dell acqua, gradatamente si sgretolano e si trasformano in detriti. Questi detriti, trasportati dai fiumi,dai ghiacciai, dal vento, sono depositati nei mari, dove formano sedimenti

20 PROCESSO SEDIMENTARIO I sedimenti depositati sul fondo e compressi dal peso dei nuovi materiali che vanno accumulandosi al di sopra di essi, sono compattati e cementati assieme (diagenesi); formano così una nuova roccia sedimentaria

21 PROCESSO METAMORFICO La nuova roccia viene spinta dai movimenti della litosfera più in profondità; qui, sottoposta ad alte temperature e pressioni, si trasforma in roccia metamorfica

22 PROCESSO MAGMATICO Infine, se la roccia metamorfica viene trasportata ad una profondità tale da fondere per effetto del calore, perde completamente la sua fisionomia originaria, per diventare magma. Risalendo, il magma potrà solidificare in profondità nella crosta terrestre o effondere in superficie. Si formeranno così altre rocce ignee e il ciclo si chiude

23 da un punto di vista chimico da un punto di vista fisico alcuni esempi

24 sono fatte tutte da silicati soprattutto Si e O a cui si legano Al, Fe, Mg, Na, K silicio + ossigeno = SiO 2 ( ossido di silicio o SILICE) ROCCE IGNEE ACIDE ROCCE IGNEE BASICHE % in silice > 65% dette anche sialiche (Si e Al) colore chiaro % in silice < 52% femiche ( Fe e Mg) colore scuro ROCCE IGNEE NEUTRE % in silice intermedia

25 MAGMI ACIDI ( che danno origine alle rocce sialiche) Sono generalmente più densi e viscosi dei MAGMI BASICI che danno origine alle rocce femiche

26 65% delle rocce della litosfera ROCCE IGNEE o MAGMATICHE ( si formano in seguito a solidificazione del magma o delle lave) PLUTONICHE (o INTRUSIVE) Se il consolidamento è avvenuto per lento raffreddamento di masse magmatiche al di sotto della superficie terrestre (circa metri di profondità) hanno una grana più grossolana con cristalli ben visibili a occhio nudo (quarzo,feldspati,miche, anfiboli, pirosseni) cristallizzazione lenta che darà origine a rocce con struttura olocristallina IPOABISSALI o VULCANICHE SUBVULCANICHE (o EFFUSIVE) Sono rocce che si Se derivate da rapido sono intruse a raffreddamento e degassazione di livello superficiale lave defluite in superficie a seguito della crosta di manifestazioni vulcaniche terrestre sotto cristallizzazione rapida in cui si forma di filoni, formano cristalli piccoli camini(plugs) e piccole masse rocce con struttura porfirica : pochi cristalli ben formati profondità (fenocristalli) in una matrice intermedie tra le microcristallina o addirittura rocce intrusive ed abbiamo rocce con struttura effusive vetrosa (es. ossidiana) grana minuta e nel caso in cui vengano eruttate in cristalli delle acqua i cristalli non si formano medesime affatto e il consolidamento avviene dimensioni allo stato vetroso

27 La Devil s Tower si trova nel Wyoming (USA): si tratta di una formazione rocciosa costituita da basalto con fessurazione colonnare, risultato del consolidamento del magma all interno di un camino vulcanico. Il raffreddamento della lava produce spesso un tipo di fessurazione detta prismatica o colonnare: le foto mostrano un insieme di colonne prismatiche esagonali che si sono sviluppate in una colata lavica.

28 Se la lava si frantuma in grossi blocchi poliedrici viene chiamata "lava a blocchi". Se la superficie delle colate è liscia, con una terminologia hawaiana si parla di lava "pahoehoe".

29 Quando la lava ristagna in corrispondenza della bocca vulcanica, si formano accumuli di varie forme e dimensioni, detti duomi o cupole di ristagno. Quando la lava arriva a contatto con l acqua, per esempio durante le effusioni sottomarine, si formano strutture particolari che, per la loro forma tondeggiante, vengono dette "a pillow" (cuscino).

30 GRANITI : rocce sialiche più comuni; rocce acide intrusive; macrocristalline; principali minerali presenti: feldspato,quarzo,mica Monte Bianco Monte Bianco Adamello

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32 BASALTI : rocce femiche più comuni, sono rocce basiche effusive, microcristalline

33 Sicilia area dell ETNA : è formata da successive colate di lave basaltiche

34 CROSTA CONTINENTALE : formata da rocce più leggere e spesse con prevalenza di rocce di tipo acido granitico CROSTA OCEANICA : più pesante e sottile con rocce prevalentemente di tipo basico basaltico

35 SI POSSONO AVERE ANCHE ROCCE INTRUSIVE BASICHE ED EFFUSIVE ACIDE Esempi: GABBRI Intrusive basiche (stessa composizione del basalto) Grossi cristalli verdi ( minerali chiamati pirosseni) e cristalli chiari (minerali chiamati plagioclasi)

36 Oppure PORFIDO Effusiva acida : stessa composizione del granito Usato ad esempio per la pavimentazione delle strade

37 In alcune rocce effusive derivate da magmi particolarmente acidi e viscosi, la cristallizzazione è stata talmente scarsa che in pratica la roccia si è solidificata in una massa omogenea a struttura vetrosa nella quale manca una struttura cristallina OSSIDIANA

38 ambiente di origine: superficie terrestre o sottosuolo a bassa profondità (pochi Km) si formano a T e P basse sono solo l 8% ma rappresentano i ¾ della copertura superficiale della Terra sono quindi quelle che vediamo più frequentemente formano uno strato molto sottile mentre il resto dello spessore della crosta è formato in prevalenza da rocce ignee e metamorfiche EROSIONE TRASPORTO e DIAGENESI LITIFICAZIONE DEPOSITO compattazione e formazione della cementazione roccia Compressione dei sedimenti e conseguente Precipitazione tra i granuli di composti riduzione degli spazi tra i granuli chimici che fanno da cemento (SiO 2 e CaCO 3 )

39 AMBIENTE DI SEDIMENTAZIONE

40 ARGILLITI SILTITI (silt (argille cementato) cementate) PELITI o LUTITI (diam. < 1/16 mm) CONGLOMERATI (diametro clasti > 2mm) Clasti non cementati Clasti cementati GHIAIA PIETRISCO BRECCE (spigoli arrotondati) ARENITI (diam. Clasti tra 2 e 1/16 mm) da carbonato di calcio (CaCO 3 ) da sali marini Accumulo e (EVAPORITI) stratificazione di cenere, lapilli, etc PIROCLASTICHE provenienti dalle eruzioni vulcaniche ROCCE CARBONATICHE ROCCE SILICEE (fossili+matrice di (SiO 2 SELCI) TUFO CaCO 3 +cemento a Dolomia composizione variabile) calcarea Conchigliari (conchiglie di CALCARI ORGANOGENI (prevale il molluschi) carbonato di ammonitici magnesio) Di scogliera (scheletri Calcari dolomitici (carbonato di nummulitici di coralli) calcio+ carbonato di magnesio) PUDDINGHE (spigoli vivi) SABBIE(clasti non cementati) ARENARIE(clasti cementati) TRAVERTINO (ambiente fluviale) ALABASTRO (caverne) STALATTITI e STALAGMITI (grotte) SALGEMMA (NaCl) GESSO (solfato di calcio) SPONGIOLITI (spugne) RADIOLARITI (radiolari- protozoi) DIATOMITI (diatomee-alghe) alghe)

41 Sono rocce ignee o sedimentarie trasformate in altre rocce in seguito all aumento di P e T dovuto alla loro sepoltura e cottura in profondità Ambiente di formazione: all interno della crosta terrestre a profondità intermedia (alcune decine di Km) dove le T e P sono elevate ma la temperatura non è ancora così alta da far fondere i minerali METAMORFISMO REGIONALE Legato a spinte prodotte dai moti delle placche litosferiche e riguarda masse rocciose di ampi territori METAMORFISMO di CONTATTO Deriva dal contatto di rocce preesistenti con magma incandescente e riguarda brevi strati di roccia GNEISS ARDESIE derivano dal granito derivano dalle argilliti MARMO da trasformazione del calcare assumono un aspetto lamellare detto anche SCISTOSO (nel corso del metamorfismo i minerali tendono ad orientarsi su piani paralleli) In altri casi, sempre a causa di variazioni di temperatura e pressione, i minerali possono ricristallizzare formando granuli di grosse dimensioni. Es GNEISS OCCHIADINI (con grossi granuli di feldspato di forma lenticolare)

42 Dove nacquero i primi esseri viventi? Ci sono varie teorie. Ultimamente una delle più attendibili presuppone che le prime cellule viventi abbiano trovato un ambiente ideale nelle bocche idrotermali nel fondo degli oceani ( lungo le dorsali oceaniche ) E un altro collegamento tra le particolari caratteristiche del nostro Pianeta e la comparsa e lo sviluppo della vita.