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MANIFESTAZIONI DELLA DINAMICA TERRESTRE

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MANIFESTAZIONI DELLA DINAMICA TERRESTRE

Nei continenti si distinguono le seguenti varietà strutturali:

·         SCUDI CONTINENTALI:         che sono le zone più antiche della crosta terrestre e sono formati da rocce cristalline antichissime.

·         PIATTAFORME:                       strutture più estese delle terre emerse, consistenti in un basamento cristallino ricoperto di una coltre di sedimenti. Scudi e piattaforme assieme costituiscono i cratoni



·         OROGENI:                                fasce allungate disposte parallelamente ai margini dei cratoni formate da rocce corrugate. Col passare del tempo queste catene vengono smantellate dall'erosione.

·         AREE DI FRATTURAZIONE:   sono il risultato di sollecitazioni che hanno interessato cratoni: se essi si rompono lungo fratture subverticali (faglie) i blocchi che ne derivano subiscono uno spostamento in verticale. Le fasce ribassate sono chiamate fosse tettoniche, quelle rialzate pilastri tettonici.

Gli oceani possiedono le seguenti varietà di struttura:

·         MARGINI CONTINENTALI:     iniziano con la piattaforma continentale, vale a dire la continuazione dei continenti sotto al livello del mare, dove termina questa inizia la scarpata continentale, dove si raccorda ai fondali oceanici.

·         FONDALI OCEANICI:               sono aree stabili dal punto di vista tettonico formate da rocce basaltiche sulle quali si sono deposti sedimenti, il cui strato si ispessisce nei pressi dei margini continentali.

·         DORSALI OCEANICHE:          catene vulcaniche elevate fino a 3-4.000 m rispetto al fondale. Sono formate da due bordi paralleli separati da una valle tettonica, da cui esce lava basaltica.

·         SISTEMI ARCO-FOSSA:         sistemi composti anzitutto da una fossa oceanica, una depressione profonda più di 10.000 m, lunga centinaia di chilometri e larga qualche decina, spesso disposta ad arco. Sono particolarmente sviluppati ai margini occidentali dell'Oceano Pacifico.

I FENOMENI ENDOGENI

La litosfera è una sfera che ricopre la Terra internamente rocciosa e di natura solida. Essa è animata da fenomeni endogeni che si manifestano solo in alcune aree della Terra in forma discontinua e anche molto lenta. Tra questi, due sono i principali: i fenomeni vulcanici e quelli sismici. La fonte energetica che alimenta questi fenomeni endogeni è proveniente dall'interno della Terra: è il calore endogeno, quello che il pianeta libera molto lentamente dal suo interno.

Secondo gli scienziati parte del calore terrestre sia il residuo dell'epoca in cui il pianeta si è formato. Secondo i geofisici il calore terrestre deriverebbe dal decadimento dell'uranio, del torio e di altri isotopi radioattivi, contenuti nelle rocce degli strati più superficiali del pianeta, soprattutto nei graniti della crosta continentale.

Il calore si trasmette da un corpo a temperatura più elevata ad un corpo a temperatura minore attraverso tre processi:

·         LA CONDUZIONE TERMICA:   ossia la trasmissione dell'agitazione termica tra atomi e molecole adiacenti. Questo accade facilmente nei metalli, ma non altrettanto efficacemente nelle rocce;

·         L'IRRAGGIAMENTO:                 ossia sotto forma di radiazione, è un processo che insiste marginalmente sugli strati interni della Terra;

Questi primi due processi non sono validi per fornire una teoria plausibile al processo che contribuisce in misura maggiore alla dispersione del calore della Terra, per tanto se ne deve prendere in considerazione un terzo:

·         LA CONVEZIONE TERMICA:    è un fenomeno che riguarda i fluidi e consiste nell'esistenza di correnti di liquido che migrano dalle zone più calde a quelle più fredde della massa fluida. Un liquido riscaldato dal basso, per effetto dell'elevata temperatura, aumenta di volume, diminuisce la propria densità, quindi tende a "venire a galla" rispetto alle masse fluide più fredde e dense, che al contrario tendono a portarsi in profondità, per compensare lo spostamento del fluido caldo.



L'incremento della temperatura con la profondità viene chiamato gradiente geotermico ed il suo valore medio è di 3°C ogni cento metri per le aree continentali, ma in aree vulcaniche questo può superare anche i 10°C ogni cento metri.

Prendendo per buono il valore del gradiente geotermico è possibile fare alcune considerazioni sulle rocce interne della Terra. Poiché le rocce, a seconda della loro composizione mineralogica, incominciano a fondere a partire da 800-900°C a poche decine di chilometri esse si possono trovare allo stato liquido. Esse non si presentano fluide come l'acqua perché l'elevatissima pressione a cui sono sottoposte conferisce loro un aspetto plastico. È sufficiente quindi una piccola via di uscita dall'interno della Terra, in un ambiente in cui la pressione è inferiore, perché le rocce diventino effettivamente liquide, ossia prendano le sembianze di un magma.

L'ATTIVITA' VULCANICA

I magmi si possono dividere in due tipi:

·         ACIDI:       se presentano un contenuto di silice attorno al 65%;

·         BASICI:    se presentano un contenuto di SiO2 di circa 40%.

Quando un magma affiora in superficie ha già subito delle trasformazioni: ha perso parte dei gas che conteneva in origine e in certi casi ha acquistato materiali nuovi, proveniente dalla fusione di parte delle rocce del camino vulcanico. Il nome che si attribuisce ad un magma prossimo alla superficie, o già fuoriuscito dalla bocca vulcanica, è lava.

Le lave acide non sono troppo calde (fuoriescono a temperatura di circa 800-1.000°C) e molto viscose. Le lave basiche sono molto fluide e relativamente povere di gas (fuoriescono alla temperatura di circa 1.000-1.200.

I prodotti dell'attività vulcanica possono essere divisi in tre categorie:

·         AERIFORMI:        cioè gas emessi dai vulcani, residui della degassazione del magma. Chimicamente il componente principale è il vapore acque (spesso più del 70%), seguono anidride carbonica, anidride solforosa, ossido di carbonio e composti di azoto, cloro e fosforo.

·         LIQUIDI:               ovvero le lave. Le lave basiche scorrono con facilità anche su pendii molto inclinati, formando immense colate; quelle acide fuoriescono con difficoltà dalla bocca del vulcano o ristagnano in vicinanza. Queste ultime sono predisposte, in seguito al fatto di ostacolare la liberazione dei gas, ad eruzioni di tipo esplosivo, invece di semplici effusioni.

·         SOLIDI:                i prodotti solidi sono chiamati materiali piroclastici, in pratica frammenti di lava di varia dimensione scagliati in aria con la forza dell'eruzione. I piroclasti si dividono in

·         Polveri:    se molto fini;

·         Ceneri:    se poco più grossi.

Esistono altri prodotti dell'attività vulcanica che prendono il nome di lapilli (delle dimensioni di qualche centimetro) e bombe vulcaniche che possono variare da un decimetro a qualche metro di diametro.




Le forme dei vulcani sono varie e dipendono dalla natura della lava che emettono.

Quelli contraddistinti da lave basiche manifestano un'attività prevalentemente effusiva, che significa che la maggior parte dei loro prodotti è lava, mentre scarso è il materiale piroclastico.

Al contrario i vulcani acidi emettono pochissima lava e molti prodotti piroclastici, e sono caratterizzati da un'attività esplosiva.

ROCCE IGNEE

Il consolidamento del dà origine alle rocce ignee che si distinguono in due categorie:

INTRUSIVE:               rocce ignee a struttura granulare, internamente composte da piccoli cristalli dei diversi minerali. Il processo di cristallizzazione a partire da una sostanza fusa richiede che il raffreddamento si verifichi molto lentamente: è quanto accade ad una massa magmatica che, trovandosi a chilometri di profondità, impiega migliaia di anni per potersi raffreddare completamente.

In queste condizioni i componenti chimici di ogni minerale hanno il tempo per separarsi gradualmente dagli altri del magma e dare luogo ala struttura ordinata tipica dei cristalli: la struttura granulare.

·         EFFUSIVE:           composte da microgranuli o caratterizzate dalla presenza di pochi cristalli macroscopici immersi in una matrice vetrosa. Quando il magma fuoriesce da un condotto vulcanico, subisce un brusco raffreddamento, al massimo in pochi giorni, e quindi i suoi componenti non hanno il tempo di formare dei cristalli. Deriva da ciò una struttura vetrosa, del tutto priva di elementi cristallini. Se però in una roccia intrusiva esistono cristalli, ciò significa che questi si erano già formati all'interno del magma al momento della fuoriuscita: si ha a questo punto una struttura porfirica.

I minerali che compongono le rocce ignee non sono molti: il quarzo (generalmente di colore traslucido), feldspato potassico, feldspati sodico-calcici (i feldspati di solito hanno un colore bianco), miche, anfiboli, pirosseni, olivine (sono di colore scuro dal verde al nero poiché contengono molto ferro e magnesio).

Il criterio di classificazione delle rocce si basa essenzialmente sull'abbondanza di silice. Le rocce ricche di silice vengono dette acide, quelle povere basiche.

Tra le rocce ignee, quelle più abbondanti in superficie sono quelle effusive, tra le quali dominano le varietà basiche e quelle di media acidità. Le rocce intrusive sono invece meno presenti sulla Terra, e comunque la varietà le varietà più frequenti sono quelle relativamente acide.


TERREMOTI, MAREMOTI, BRADISISMI

Un terremoto è una vibrazione della superficie terrestre, causata da una improvvisa liberazione di energia. Questo fenomeno viene spiegato attraverso la teoria del rimbalzo elastico: il fenomeno deriva probabilmente da un progressivo accumulo di energia meccanica di una massa rocciosa, sottoposta a fortissime forze di compressione.

Dopo un terremoto, se le forze che lo hanno provocato continuano ad agire, siamo in presenza di una faglia attiva: ci si aspetta dunque uno scorrimento continuo lungo il piano di faglia. Se teoricamente questo piano fosse liscio e privo di attriti, le due masse rocciose potrebbero scivolare dolcemente l'una rispetto all'altra; ma poiché esiste un lungo piano di attrito, occorre del tempo prima che questo possa venire nuovamente superato dalle forze elastiche accumulate nelle rocce. Secondo la teoria sopra citata i sismi tendono a ripetersi nelle medesime aree con un periodo di ritorno abbastanza costante. I terremoti si verificano solamente in corrispondenza delle faglie.

L'ipocentro è il punto in cui si sviluppa il sisma e l'epicentro è il punto superficiale posto sulla verticale dell'ipocentro possono essere localizzati dall'accurato esame dei cosiddetti sismogrammi.

In questo modo si possono distinguere i terremoti in:

·         SUPERFICIALI:   con ipocentro fino 70 km dalla superficie. Questi sono quelli più pericolosi perché l'energia emessa viene smorzata solo in minima parte prima di giungere in superficie.

·         INTERMEDI:       con profondità focale fino a 300 km;



·         PROFONDI:        con ipocentro fino a 700 km.

I fenomeni sismici sono molto frequenti, più di 800.000 l'anno. La stragrande maggioranza può essere percepita solo dai sismografi.

Per valutare almeno approssimativamente l'energia liberata da un terremoto si calcola la grandezza, o più correttamente la magnitudo di un terremoto.

Questo valore si ricava indirettamente dal sismogramma, confrontando l'ampiezza massima dell'onda registrata con l'ampiezza massima di un terremoto campione. Per evitare di avere una scala magnitudo troppo estesa si ricorse ad una scala logaritmica. Questo tipo di scala ha la caratteristica i avere come un'unità la grandezza pari a 10 volte l'unità della scala aritmetica. In pratica l'ampiezza dell'onda massima sismica di un magnitudo 8 è 10 volte maggiore di quella prodotta da un sistema di magnitudo 7.

La quantità di energia liberata viene calcolata con una formula empirica che tiene conto delle condizioni locali di propagazione delle onde sismiche. Tra un grado e quello successivo della scala magnitudo, la differenza di energia liberata è di circa 30 volte. Il quantitativo di energia liberato da un terremoto è impressionante: una scossa di magnitudo 8,6 fornisce l'energia che si potrebbe ottenere dall'esplosione di 1 miliardo di tritolo o da un miliardo di bombe nucleari da 1 megaton.

La capacità distruttiva di un sisma dipende:

·         dalla profondità dell'ipocentro;

·         dalla distanza dell'epicentro;

·         dalla natura delle rocce

agli effetti pratici è utile anche valutare la cosiddetta intensità di un terremoto in base ai danni che questo ha provocato.

La scala che si usa in questo caso viene detta scala Mercalli-Cancani-Sieberg.

Essa prevede 12 gradi: i sismi più deboli sono quelli inavvertibili dall'uomo, mentre quelli più intensi portano alla distruzione totale di ogni opera umana. Ogni volta che si verifica un terremoto si procede al rilevamento dell'intensità nelle zone circostanti all'epicentro. Se i terreni fossero gli stessi le isosisme sarebbero cerchi concentrici che si allargano dall'epicentro. Ma queste sono linee irregolari di conseguenza si possono trarre indicazioni circa la struttura geologica attraversata dalle onde sismiche.

In alcuni casi il terremoto non è pericoloso per il suo effetto diretto, bensì per quello che induce. La situazione più ricorrente è quella di frane messe in movimento da vibrazioni sismiche. Il caso più grave è quello dei maremoti (o tsunami), cioè ondate anomale provocate da movimenti sismici.

Se un fondale oceanico subisce un brusco innalzamento che ha origine sismica, oppure si verifica una frana sottomarina o una eruzione vulcanica, alla superficie del mare si produce un'increspatura apparentemente insignificante: onde di circa 1 metro di altezza, ma con lunghezza d'onda di oltre 100 km e una velocità di propagazione che può superare i 500 km orari. Quando una ondata di questo genere giunge in prossimità della costa subisce l'attrito con il fondale e reagisce inarcandosi: può raggiungere altezze oltre i 30 metri e abbattersi sulla costa con effetti disastrosi.

Si parla di bradisismo per riferirsi a lentissimi sollevamenti o abbassamenti del suolo.

Si parla di:

·         BRADISISMO LOCALE:            quando l'area interessata dal fenomeno è relativamente ristretta;

·         BRADISISMO REGIONALE:     quando l'area interessata è molto estesa e interessa vaste porzioni della crosta terrestre (movimento epirogenetico).

Le cause di questi movimenti verticali possono essere diverse:

·         LA SUBSIDENZA:                       vale a dire il lento abbassamento del suolo che si verifica per il progressivo accumulo e compattamento di detriti in un bacino sedimentario.

·         LA NATURA VULCANICA:         lenti sollevamenti o abbassamenti del suolo causato dalla presenza di una camera magmatica sottostante, nella quale gli spostamenti di magma provocano rigonfiamenti o depressioni del duolo sovrastante;

·         L'ISOSTASIA:                             in base al quale un allargamento o un appesantimento anche di vaste regioni, dovuti ad agenti esogeni, ne provocano l'innalzamento o l'affondamento.

LA DISTRIBUZIONE DEI FENOMENI ENDOGENI

·       Vulcani e terremoti sono localizzano in fasce attive, che nella maggior parte dei casi coincidono per entrambi.

·       Lungo le dorsali si hanno manifestazioni vulcaniche effusive basiche. A questi sistemi di dorsali sono associati anche attività sismiche superficiali.

·       A contrario delle dorsali, lungo le fosse oceaniche si hanno manifestazioni vulcaniche esplosive acide. In queste aree è notevole anche l'attività sismica profonda.

Nick: minnytwo







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