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La Terra dinamica · La dinamica della geosfera

La tettonica delle placche

All'inizio del Novecento il profilo quasi combaciante tra le coste del Sudamerica e dell'Africa spinse Alfred Wegener a ipotizzare che i continenti fossero stati uniti. Oggi quel «puzzle», insieme a prove che Wegener non poteva avere, si spiega con un unico modello: la tettonica delle placche. E spiega anche perché l'Italia, schiacciata tra due placche, ha l'Etna, il Vesuvio, gli Appennini e tanti terremoti.

Dalla deriva dei continenti alla tettonica delle placche

Se segni su un planisfero gli epicentri dei terremoti e i vulcani attivi dell'ultimo decennio, vedrai che non sono distribuiti a caso: disegnano linee continue che circondano enormi zone quasi tranquille. Perché l'attività geologica del pianeta si concentra ai bordi di grandi blocchi?

Schema della deriva dei continenti: il Sudamerica, nella posizione attuale, viene ruotato fino a incastrarsi con l'Africa; i fossili di Mesosaurus formano una fascia continua ai due lati. Sudamerica Africa oceano Atlantico fascia con fossili di Mesosaurus
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Spiega che cos'è una placca litosferica e cita il nome di tre placche: una su cui si trova l'Europa, una americana e una quasi totalmente oceanica.

Spiega che cos'è una placca litosferica e cita il nome di tre placche: una su cui si trova l'Europa, una americana e una quasi totalmente oceanica.

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Di' se la seguente affermazione è vera o falsa e giustificala: «I continenti si muovono perché le placche litosferiche su cui poggiano si spostano».

Di' se la seguente affermazione è vera o falsa e giustificala: «I continenti si muovono perché le placche litosferiche su cui poggiano si spostano».

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Le forze che muovono le placche

Stazioni GPS di alta precisione misurano che la distanza tra l'Europa e il Nordamerica aumenta di circa $2{,}5\ \text{cm}$ all'anno. Quale meccanismo interno riesce a spingere masse di roccia estese milioni di chilometri quadrati?

Schema delle forze che muovono le placche: due celle convettive sotto le placche, la placca 1 e la placca 2 si allontanano alla dorsale e la placca 2 affonda sotto la placca 3 nella zona di subduzione. placca 1 placca 2 placca 3 dorsale cella cella subduzione
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Cita e descrivi brevemente due forze che contribuiscono al movimento delle placche litosferiche.

Cita e descrivi brevemente due forze che contribuiscono al movimento delle placche litosferiche.

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Le misurazioni paleomagnetiche e satellitari confermano che la dorsale medio-atlantica genera nuova litosfera oceanica a una velocità di allontanamento totale di circa…

Le misurazioni paleomagnetiche e satellitari confermano che la dorsale medio-atlantica genera nuova litosfera oceanica a una velocità di allontanamento totale di circa $2,5\ \text{cm/anno}$, il che ha permesso l'ampliamento dell'oceano Atlantico dalla frammentazione della Pangea.

  1. a) Uno studente propone la seguente deduzione: «Poiché le dorsali oceaniche di tutto il mondo generano crosta continuamente, il volume e la superficie della Terra devono essere cresciuti in modo costante negli ultimi $200$ milioni di anni». Confuta la sua ipotesi spiegando quale processo compensa la creazione di litosfera e in quale tipo di margini litosferici avviene.
  2. b) Se la distanza attuale tra le coste dell'Africa occidentale e del Nord America a quella latitudine è di circa $4\ 500\ \text{km}$, stima quanti milioni di anni fa ha cominciato ad aprirsi l'oceano Atlantico in quella regione supponendo costante tale velocità.
  3. c) Prevedi e giustifica come varieranno l'età delle rocce e lo spessore dei sedimenti marini spostandoci dall'asse della dorsale verso il margine continentale africano.
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I tre tipi di margine tra placche

In Islanda il suolo si apre in lunghe fratture da cui sgorga lava fluida, sulle Ande si innalzano giganteschi stratovulcani sopra profonde fosse oceaniche, in California due blocchi sfregano di lato senza vulcani. Perché il contatto tra placche produce paesaggi e rischi così diversi?

Tre schemi dei margini di placca: divergente con due frecce che si allontanano, convergente con due frecce che si avvicinano, trasforme con due frecce parallele di verso opposto. 1 divergente 2 convergente 3 trasforme
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Nello schema sono rappresentati i tre tipi di margini che possono esistere tra due placche litosferiche. Indica quale tipo di margine (divergente, convergente o…

Nello schema sono rappresentati i tre tipi di margini che possono esistere tra due placche litosferiche. Indica quale tipo di margine (divergente, convergente o trasforme) corrisponde a ciascun numero e spiega che cosa accade alle placche in ogni caso.

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La faglia di San Andreas, in California, è un margine trasforme. Spiega quale movimento relativo hanno le placche in questo tipo di margine, quale rischio genera e…

La faglia di San Andreas, in California, è un margine trasforme. Spiega quale movimento relativo hanno le placche in questo tipo di margine, quale rischio genera e perché in esso non si formano vulcani.

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Orogenesi e margini convergenti: Alpi e Appennini

Quando due placche convergono la crosta si deforma, si piega e si fratta lungo faglie: è l'orogenesi, il processo che forma le catene montuose. Le Alpi nascono dopo la chiusura dell'oceano ligure-piemontese, con la collisione tra la placca europea e il promontorio adriatico (legato alla placca africana): la crosta continentale, troppo leggera, non subduce facilmente, quindi la crosta si accorcia e si ispessisce. Gli Appennini si sono formati per la convergenza e la subduzione della litosfera adriatica, che arretra verso est (roll-back): questo arretramento provoca l'apertura del bacino tirrenico, e il vulcanesimo del Vesuvio e dei Campi Flegrei è legato a tale estensione, mentre quello delle Eolie è collegato alla subduzione della litosfera ionica. Lungo la dorsale appenninica, dove la crosta è in estensione, si concentrano terremoti superficiali anche violenti, come quelli dell'Irpinia (1980) e dell'Aquila (2009).

Il tipo di margine determina anche i fenomeni: terremoti a tutte le profondità (fino a circa 700 km lungo il piano di subduzione) e vulcani lungo le zone di subduzione (Ande, Giappone, arco eoliano); terremoti ma niente vulcani nelle collisioni continentali (Himalaya; le Alpi, collisione senza vulcanismo attivo) e lungo le faglie trasformi (San Andreas); vulcanismo basaltico e terremoti superficiali alle dorsali (Islanda).

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Nelle zone di subduzione una placca si infila sotto un'altra. Descrivi due fenomeni geologici associati a queste zone e fai un esempio reale di zona di subduzione.

Nelle zone di subduzione una placca si infila sotto un'altra. Descrivi due fenomeni geologici associati a queste zone e fai un esempio reale di zona di subduzione.

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Alle quote più alte del monte Everest (oltre i $8\ 000\ \text{m}$ di altitudine) esistono strati di calcari che contengono abbondanti fossili marini del Mesozoico. Allo…

Alle quote più alte del monte Everest (oltre i $8\ 000\ \text{m}$ di altitudine) esistono strati di calcari che contengono abbondanti fossili marini del Mesozoico. Allo stesso tempo, nonostante la violenza dei terremoti nella catena dell'Himalaya, non si registra vulcanismo attivo in superficie, a differenza di quanto accade nella catena delle Ande.

  1. a) Giustifica in termini di densità e galleggiamento perché nella collisione tra la placca indiana e quella euroasiatica non avviene la subduzione della litosfera continentale, spiegando quale fenomeno di deformazione della crosta sostituisce la subduzione.
  2. b) Spiega la sequenza di eventi tettonici che permette a antichi sedimenti marini dell'oceano della Tetide di trovarsi oggi sulla vetta più alta del pianeta.
  3. c) Argomenta perché sulle Ande ci sono decine di vulcani attivi e sull'Himalaya no, mettendo in relazione la presenza o l'assenza di magmatismo d'arco con il destino termico e di fusione della placca che collide.
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Le prove dell'espansione dei fondali oceanici

La crosta oceanica nasce alle dorsali e viene distrutta nelle zone di subduzione: per questo è «giovane» (al massimo circa 180-200 milioni di anni), mentre le rocce continentali, che non subducono, possono avere miliardi di anni. Il volume della Terra non aumenta, perché la litosfera creata alle dorsali è compensata da quella consumata per subduzione. Quando un oceano si chiude per collisione, i sedimenti marini (come i calcari con fossili) vengono piegati e sollevati: per questo si trovano fossili marini sulle cime dell'Himalaya.

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Una nave oceanografica registra le anomalie magnetiche del fondale marino lungo un transetto perpendicolare a una dorsale oceanica. I dati rivelano che l'ultima…

Una nave oceanografica registra le anomalie magnetiche del fondale marino lungo un transetto perpendicolare a una dorsale oceanica. I dati rivelano che l'ultima inversione magnetica globale (avvenuta $780\ 000$ anni fa) si trova in bande basaltiche situate a $15,6\ \text{km}$ a est e a $15,6\ \text{km}$ a ovest del rift centrale.

  1. a) Giustifica come si origina la simmetria delle bande magnetiche a partire dal raffreddamento del magma e spiega perché questo schema ha costituito la prova definitiva dell'espansione del fondale oceanico.
  2. b) Calcola la velocità di espansione totale di questo fondale oceanico (in $\text{cm/anno}$).
  3. c) Se in un'altra dorsale diversa la stessa anomalia di $780\ 000$ anni fa si trova a $62,4\ \text{km}$ dal rift, interpreta quali differenze esistono tra i due margini per quanto riguarda il tasso di generazione di crosta e il dinamismo tettonico.
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In sintesi

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