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F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano.

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1 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini La Terra Età 4,5 miliardi di anni versione blu La Terra Età 4,5 miliardi di anni versione blu

2 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 2 Capitolo 11 La tettonica delle placche Questa Terra, come il corpo di un animale, è logorata nello stesso momento in cui è ripristinata dallazione del fuoco centrale, che produce terra solida. James Hutton Theory of the Earth, 1788

3 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 3 Lezione 28 La tettonica delle placche §11.1 La teoria della tettonica delle placche §11.2 Margini divergenti §11.3 Margini convergenti e subduzione §11.4 Margini convergenti e orogenesi §11.5 Margini trascorrenti Capitolo 11 La tettonica delle placche

4 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 4 Lezione 29 Un pianeta in evoluzione §11.6 La deriva dei continenti §11.7 I supercontinenti §11.8 Il motore delle placche §11.9 Punti caldi §11.10 Il futuro del pianeta Capitolo 11 La tettonica delle placche

5 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 5 La litosfera è suddivisa in placche, a diretto contatto tra loro, ma libere di muoversi le une rispetto alle altre. §11.1 La tettonica delle placche

6 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 6 Due placche litosferiche adiacenti possono: allontanarsi margini divergenti (rosso); avvicinarsi margini convergenti (verde); spostarsi lateralmente margini trasformi (azzurro). §11.1 La tettonica delle placche

7 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 7 I margini divergenti determinano la formazione degli oceani e la loro continua espansione. Il movimento di allontanamento delle placche porta alla creazione di nuova litosfera in corrispondenza delle dorsali oceaniche. §11.2 Margini divergenti

8 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 8 Due placche che si spostano luna contro laltra entrano in collisione. La collisione può avvenire: tra due placche oceaniche (la più pesante delle due scorre sotto laltra, si verifica il fenomeno della subduzione); tra una placca oceanica e una continentale (la placca oceanica va in subduzione); tra due placche continentali (non si ha subduzione). §11.3 Margini convergenti e subduzione

9 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 9 La litosfera che scende in profondità esercita spinte e genera attriti, che producono terremoti. Tutta larea è interessata da elevata sismicità. Gli ipocentri dei terremoti sono disposti lungo un piano inclinato, detto piano di Benioff, che rivela la posizione della placca in subduzione. §11.3 Margini convergenti e subduzione

10 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 10 Le fosse oceaniche sono la sede in cui avviene la subduzione. La litosfera in subduzione a una certa profondità inizia a fondere. Il materiale fuso è meno denso di quello circostante e tende perciò a salire, generando corpi plutonici e/o fenomeni vulcanici. §11.3 Margini convergenti e subduzione

11 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 11 A una certa distanza dalle fosse (100÷300 km) e parallelamente a esse si trovano allineamenti di vulcani, spesso disposti ad arco e perciò detti archi magmatici. §11.3 Margini convergenti e subduzione

12 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 12 La risalita di magma produce edifici vulcanici che spesso emergono in superficie formando un arcipelago di isole vulcaniche. Una delle due placche con litosfera oceanica va in subduzione sotto laltra. §11.3 Margini convergenti e subduzione

13 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 13 Lungo il bordo del continente si manifestano fenomeni vulcanici. La placca con litosfera oceanica, più densa, si immerge sotto la placca con litosfera continentale, meno densa, e va in subduzione. §11.3 Margini convergenti e subduzione

14 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 14 Il più imponente allineamento di archi magmatici costituisce la cosiddetta cintura di fuoco del Pacifico. §11.3 Margini convergenti e subduzione

15 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 15 La convergenza di due margini di placca, dei quali almeno uno costituito da litosfera continentale, determina il fenomeno dellorogenesi. §11.4 Margini convergenti e orogenesi

16 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 16 La convergenza tra le due placche porta alla subduzione della placca di destra, il cui margine è oceanico. Sul margine della placca di sinistra si forma un arco di rilievi vulcanici. §11.4 Margini convergenti e orogenesi

17 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 17 Il bacino oceanico si riduce progressivamente. Le spinte compressive portano alla frammentazione e allaccavallamento della litosfera. I sedimenti oceanici cominciano a subire deformazioni. §11.4 Margini convergenti e orogenesi

18 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 18 Loceano è completamente chiuso e la collisione avviene tra i margini continentali. Il materiale di provenienza oceanica è sollevato, deformato e metamorfosato. §11.4 Margini convergenti e orogenesi

19 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 19 Le spinte compressive si esauriscono. Lintera regione si solleva per ristabilire lequilibrio isostatico turbato dallispessimento e dallo sprofondamento della crosta. La collisione tra i margini convergenti ha prodotto una catena montuosa. §11.4 Margini convergenti e orogenesi

20 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 20 I margini trascorrenti sono caratterizzati dalla frizione tra le masse rocciose delle placche adiacenti, che scorrono luna contro laltra in senso orizzontale. Non si verificano fenomeni vulcanici. §11.5 Margini trascorrenti

21 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 21 Nel 1912 Alfred Wegener enunciò uninnovativa teoria secondo la quale: i continenti possono muoversi in senso orizzontale; lo spostamento delle masse continentali determina fenomeni sismici e vulcanici; i continenti subiscono lattrito con gli strati sottostanti e sul loro fronte di avanzamento si innalzano le catene montuose. §11.6 La deriva dei continenti

22 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 22 La complementarità delle coste atlantiche meridionali, ma soprattutto la continuità delle formazioni che caratterizzano le strutture crostali di Africa e Sudamerica, spinsero A. Wegener verso lidea che in passato i due continenti fossero uniti. §11.6 La deriva dei continenti

23 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 23 Secondo Wegener, i continenti circa 250 milioni di anni fa erano uniti fra loro a formare un unico supercontinente, la Pangea, circondato da un grande oceano, Panthalassa. Dalla divisione di Pangea si arrivò allattuale posizione e forma dei continenti. §11.7 I supercontinenti

24 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 24 §11.7 I supercontinenti

25 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 25 Oggi si ipotizza che la formazione e la disgregazione di un «supercontinente» come Pangea possa essere avvenuta ciclicamente più volte durante la lunga storia del nostro pianeta (ciclo di Wilson). Sono stati raccolti dati sullesistenza di un supercontinente, Rodinia, formatosi circa 1 miliardo di anni fa per una serie di collisioni tra continenti, che rimase unito per almeno 250 milioni di anni. §11.7 I supercontinenti

26 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 26 §11.7 I supercontinenti

27 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 27 I moti convettivi nel mantello, sostenuti dal flusso di calore interno, provocano il movimento delle placche litosferiche sovrastanti. I rami ascendenti dei moti convettivi generano le dorsali oceaniche, mentre le fosse oceaniche segnano la posizione dei rami discendenti. §11.8 Il motore delle placche

28 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 28 Varie ipotesi tentano di spiegare i possibili meccanismi alla base del movimento delle placche, ma nessuna per ora è avallata da dati certi: (1) la placca avanza, spinta dal peso del materiale eruttato dalla dorsale; §11.8 Il motore delle placche (2) la placca è trascinata passivamente, per attrito, dalla corrente convettiva; (3) la placca raggiunge la superficie perché è la parte superficiale, fredda e rigida, di una grande cella convettiva.

29 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 29 La teoria della tettonica delle placche, che ha «messo in moto» la Terra solida, ci aiuta a pensare al nostro pianeta come un unico sistema, nel quale interagiscono diverse componenti, attivate dallenergia solare e da quella proveniente dallinterno del pianeta. §11.8 Il motore delle placche

30 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 30 §11.8 Il motore delle placche

31 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 31 Quasi tutta lattività vulcanica e sismica è limitata ai margini delle placche. §11.9 Punti caldi Sono chiamati punti caldi (hot spot) i centri vulcanici isolati, posti allinterno di una placca. I punti caldi sono caratterizzati da un elevato flusso termico e da una intensa attività.

32 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 32 Quasi tutti i punti caldi sono zone di vasto sollevamento della crosta; la loro origine va ricercata sotto le placche, nel mantello, dove si trovano i pennacchi. §11.9 Punti caldi I pennacchi sono correnti cilindriche ascensionali di materiale incandescente del mantello. Se i punti caldi rimangono sempre attivi e immobili nei tempi geologici, il passaggio di una placca litosferica sopra un punto caldo lascia come traccia una fila di vulcani.

33 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 33 In una placca oceanica, in corrispondenza di un punto caldo si hanno grandi vulcani sottomarini, che formano isole. Queste si spostano insieme alla placca litosferica di cui fanno parte, allontanandosi dal punto caldo. §11.9 Punti caldi La litosfera si raffredda e le isole diventano vulcani spenti e, successivamente, montagne sottomarine dalla cima piatta (guyot).

34 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 34 Ecco come potrebbe risultare la Terra tra 50 milioni di anni, se il movimento delle placche continuasse con le stesse velocità e direzioni attuali. §11.10 Il futuro del pianeta

35 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 35 Larea mediterranea come potrebbe essere tra 2 (A) e 5 (B) milioni di anni. §11.10 Il futuro del pianeta A B

36 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – la Terra età 4,5 miliardi di anni – versione blu - © Italo Bovolenta editore 2010 36


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