Il ciclo di Wilson

Che cos'è il ciclo di Wilson? Indica con quale processo geologico inizia e con quale evento termina.

Che cos'è un rift continentale e in quale tipo di margine tra placche si origina?

Che cos'è una dorsale oceanica e in quali fasi del ciclo di Wilson compare? Che tipo di roccia si genera in essa?

Il Mar Rosso e l'Oceano Atlantico rappresentano fasi diverse del ciclo di Wilson. Indica quale dei due si trova in una fase più iniziale e giustifica la risposta.

L'Atlantico è considerato un oceano «maturo». Cita due caratteristiche che giustificano questa definizione, come la sua larghezza o il tipo di margini che lo bordano.

Che cos'è un margine continentale passivo e in che cosa si differenzia da un margine attivo? Collega ciascun tipo a una fase del ciclo di Wilson.

La Rift Valley dell'Africa orientale mostra vulcanismo, fosse tettoniche e laghi allungati. Spiega quale fase del ciclo di Wilson rappresenta e che cosa potrebbe accadere se la distensione continuasse per milioni di anni.

Quali due tipi di margini tra placche intervengono, rispettivamente, nell'apertura e nella chiusura di un oceano all'interno del ciclo di Wilson? Giustifica la risposta.

Qual è l'età massima delle rocce del fondale oceanico attuale e perché non esistono fondali oceanici così antichi come i nuclei più vecchi dei continenti?

Le cinque vignette dello schema (a–e) mostrano, in disordine, cinque fasi del ciclo di Wilson. Mettile in ordine cronologico, dall'apertura di un rift alla formazione di una catena montuosa, e cita un esempio attuale per ogni fase.

L'Oceano Pacifico è il più esteso del pianeta e, tuttavia, è considerato un oceano «in regressione» nel ciclo di Wilson. Spiega che cosa avviene ai suoi margini che giustifica questa affermazione.

Quando la subduzione consuma completamente il fondale oceanico che separa due continenti, quale evento pone fine al ciclo e che tipo di rilievo si genera? Fai un esempio attuale.

Le ofioliti sono sezioni di crosta e mantello oceanici incorporate nelle catene montuose. Spiega che cosa sono, come sono arrivate sulla terraferma (obduzione) e che cosa dimostrano sull'esistenza di oceani scomparsi.

Un oceano si apre alla velocità di $3\ \text{cm/anno}$ per ciascun fianco per $60\ \text{Ma}$. Calcola la larghezza raggiunta al termine di questo periodo, espressa in chilometri, e commenta a quale oceano attuale si avvicinerebbe.

Nelle suture di antiche collisioni si descrivono mélange, ofioliti e rocce metamorfiche di alta pressione. Spiega che cos'è una zona di sutura e perché questi tre elementi rivelano un oceano chiuso.

Il Mediterraneo conserva una subduzione attiva in Calabria e nell'arco ellenico. Colloca questo mare nel ciclo di Wilson e spiega quali evidenze permettono di assegnargli questa fase.

Un gruppo di prospezione geologica cartografa all'interno di una massa cratonica continentale una fascia lineare di diverse centinaia di chilometri in cui coesistono:

1. Un allineamento di peridotiti serpentinizzate, gabbri bandati e lave a cuscino incassati tra sedimenti pelagici deformati.

2. Scisti blu ed eclogiti a granato che indicano metamorfismo di alta pressione e bassa temperatura ($P > 1,5\ \text{GPa}$, $T < 450\ ^\circ\text{C}$).

3. Ai due lati di questa banda, rocce sedimentarie di piattaforma continentale poco profonda con fossili marini paleozoici appartenenti a province biologiche completamente diverse e senza connessione tra loro.

1. a) Dimostra, ragionando a partire da ciascuna di queste tre evidenze, perché questo allineamento rappresenta una zona di sutura fossile corrispondente alla chiusura completa di un ciclo di Wilson (come negli Urali o negli Appalachi) e non una semplice frattura intraplacca o un rift continentale incipiente.
2. b) Ricostruisci la cronologia relativa dei processi tettonici avvenuti in questa regione, spiegando quali ulteriori dati (per esempio, la posizione di resti di un arco magmatico o di un prisma di accrezione rispetto alla sutura) permetterebbero di stabilire la polarità iniziale della subduzione e analizzando il ruolo della galleggiabilità della litosfera nel completamento dell'orogene.

Il Mar Mediterraneo viene solitamente classificato nel ciclo di Wilson come un bacino in fase di senescenza o di regressione terminale. Tuttavia, i dati geodinamici attuali mostrano un'apparente contraddizione:

1. Nel Mediterraneo orientale persistono relitti di litosfera oceanica mesozoica che si consumano nella fossa Ellenica.

2. Nel Mediterraneo occidentale (Mar Tirreno e bacino Balearico) esistono piccoli bacini con crosta oceanica molto giovane (minore di $10\ \text{Ma}$) e assottigliamento litosferico attivo.

3. La convergenza tra Africa ed Eurasia è molto lenta (appena $4-5\ \text{mm/anno}$ verso NO).

1. a) Risolvi l'apparente paradosso: come possono coesistere l'apertura di bacini oceanici di retroarco e un contesto globale di chiusura e convergenza continentale?
2. b) Prevedi l'evoluzione geodinamica del Mediterraneo nei prossimi $50\ \text{Ma}$: descrivi che cosa accadrà ai relitti oceanici e ai bacini marginali e quale tipo di orogene risulterà dalla collisione finale tra il Nord Africa e il Sud Europa.
3. c) Quali tipi di rocce e quali strutture tettoniche ti aspetti di trovare nel futuro orogene come testimoni dell'antico fondale oceanico e dell'attuale arco vulcanico eoliano?

In una sezione trasversale delle Alpi Centrali e Occidentali si identificano tre grandi insiemi tettonici sovrapposti sotto forma di falde di ricoprimento:

1. Alla base, lamine di crosta continentale europea deformata con metamorfismo di pressione intermedia.

2. Sovrascorsa sulla crosta europea, un complesso di scisti verdi, scisti blu ed eclogiti con peridotiti serpentinizzate e metaradiolariti.

3. Alla sommità, sovrascorrimenti con rocce continentali provenienti dal microcontinente di Apulia (promontorio africano).

1. a) Interpreta l'origine dell'insieme intermedio: perché coesistono rocce in facies eclogitica (alta pressione e bassa temperatura) con sequenze di affinità oceanica, e quale fase del ciclo di Wilson documentano?
2. b) Giustifica perché nella catena alpina non esiste attualmente vulcanismo attivo di subduzione (a differenza delle Ande), deducendo in quale momento esatto del ciclo di Wilson si trovano oggi le Alpi.
3. c) Poiché la litosfera oceanica è densa e tende a sprofondare nel mantello, spiega con quale meccanismo fisico frammenti dell'antico fondale della Tetide sono riusciti a salire a oltre $3\,000\ \text{m}$ di altitudine nella catena invece di essere subdotti completamente.