Gabriella Pocalana - Tfa classe A059, a.a. 2011/2012

Nel 1915 lo scienziato tedesco Alfred Wegener nel suo libro “La formazione degli Oceani e dei Continenti” espone la sua teoria sulla Deriva dei Continenti. Secondo questa teoria, fino a 200 milioni di anni fa tutti i continenti erano riuniti in un’unica massa continentale, che Wegener chiamò Pangea, circondata da un unico grande Oceano, la Pantalassa. 2

Le prove che Wegener portò a favore della sua teoria, furono: le analogie di flora e fauna tra terre che un tempo dovevano essere unite;   la corrispondenza tra le coste, in particolar modo quelle dell’Africa orientale e del sudamerica occidentale   la continuità geologica di strutture rocciose africane e sudamericane: la catena della Provincia del Capo, in Sud Africa, trovava la sua prosecuzione nelle catene della regione di Buenos Aires, in Argentina, e in quelle dell'Antartide; La «serie del Karroo», in Sud Africa, una successione di rocce sedimentarie formatesi in ambiente continentale oltre 200 milioni di anni fa, è praticamente uguale a quella che affiora nella regione di Santa Caterina, in Brasile. 3

Le antiche catene montuose della Norvegia, della Groenlandia, della Scozia, assumevano uno sviluppo unitario se si accostavano le rispettive terre.  i resti paleontologici ( Il Mesosaurus, rettile vissuto circa 250 milioni di anni fa sia in Africa che in Sudamerica, privo di strutture che potessero permettere la capacità natatoria);  4

argomenti paleoclimatici (le tracce lasciate dagli antichi ghiacciai sulle rocce sembravano dimostrare che India, Australia, Africa meridionale e America meridionale erano state coperte contemporaneamente dai ghiacci, circa 300 milioni di anni fa, presumibilmente prima della loro separazione.) Tillite - sedimenti che costituiscono le morene glaciali (rocce deposte da un ghiacciaio), depositatisi in epoche geologiche anteriori alle glaciazioni del Quaternario. 5

Ma il nodo fondamentale che rimaneva senza risposta, era l’individuazione del motore dello spostamento e, proprio su questo fu duramente attaccato dall’ambiente scientifico legato alla Geologia.  Wegener morì nel 1930 senza essere riuscito a dimostrare in modo definitivo la fondatezza della sua ipotesi. Egli ipotizzò da principio che la rotazione della Terra generasse forze centrifughe e di marea in grado di far scivolare i continenti sulla crosta oceanica. 6

Wegener spiegava il fenomeno di deriva dei continenti descrivendo le terre emerse come enormi "zolle" di Sial (da silicio e alluminio) che galleggiano su una superficie anch'essa solida ma molto più plastica, il Sima (da Silicio e Magnesio) Il Sial è lo strato esterno, di densità tra i 2,6 e i 2,8 g/cm3, formato in prevalenza da silicati di alluminio (minerali felsici, come il granito). Il Sima è lo strato sottostante al Sial, di densità tra i 2,9 e 3,4 g/cm3, ricco di silicati di ferro e magnesio (minerali mafici, come i basalti). 7

Wegener spiegava il fenomeno di deriva dei continenti descrivendo le terre emerse come enormi "zolle" di Sial ( da silicio e alluminio) che galleggiano su una superficie anch'essa solida ma molto più plastica, il Sima (da Silicio e Magnesio) Il Sial è lo strato esterno, di densità tra i 2,6 e i 2,8 g/cm3, formato in prevalenza da silicati di alluminio. Il Sima è lo strato sottostante al Sial, di densità tra i 2,9 e 3,4 g/cm3, ricco di silicati di ferro e magnesio. 8

Il tempo e i nuovi mezzi a disposizione della scienza permisero in seguito di rivalutare l’opera di Wegener : Negli anni ’30 si scoprì sui fondali dell’Atlantico una serie di rilievi sottomarini, la dorsale medio–atlantica. Negli anni ’50-’60, con l’aiuto dell’ecoscandaglio, si scoprì che tali strutture erano presenti sui fondali di tutti gli oceani. Ancora negli anni ’50 si scoprì che le dorsali sono interessate da intensi fenomeni sismici e vulcanici . All’inizio degli  anni ’60 si scoprì che la crosta vicina alla dorsale era più giovane, di quella lontana da essa, infatti le anomalie magnetiche rilevate in prossimità delle dorsali oceaniche risultano distribuite in fasce simmetriche, lungo i due lati, e l'analisi della loro cronologia dimostra che l'età geologica dei basalti sul fondale oceanico aumenta, in ciascun lato, allontanandosi dalla cresta della dorsale. 9

Tutte queste osservazioni portarono gli scienziati a formulare la Teoria della Tettonica a Placche. Secondo questa teoria la crosta terrestre sarebbe divisa in  una ventina di frammenti rigidi e di diverse dimensioni: le Placche o Zolle. Le placche sono giustapposte come le tessere di un mosaico, non sono ferme ma si muovono l’una rispetto all’altra 10

Margini divergenti Quando i margini di due placche si allontanano l’uno dall’altro si parla di margini divergenti. Nelle zone in cui avviene questo fenomeno si verifica una lacerazione della crosta, i magmi profondi risalgono lungo le grandi fratturazioni che vengono a crearsi e danno origine ad una intensa attività vulcanica. I margini costruttivi coincidono con le dorsali medio-oceaniche, spesso dotate di un rift centrale da cui fuoriesce in continuazione un magma fluido e molto caldo, o con lacerazioni della crosta continentale, lungo cui si incide una valle, detta rift valley. 11

Una delle più famose dorsali è la medio-atlantica, che si eleva per circa 2500-3000 m e provoca l'allontanamento delle zolle nordamericana e sudamericana da quelle eurasiatica e africana, con conseguente espansione dell'oceano Atlantico; in alcuni punti, la dorsale medio-atlantica affiora, dando così origine a isole vulcaniche quali l'Islanda e le Azzorre. Le rift valley continentali sono depressioni più piccole e meno profonde delle dorsali oceaniche, che si aprono nella litosfera continentale; esse possono essere occupate da laghi (laghi tettonici) e determinare successivamente la formazione di nuovi mari e oceani in seguito all'ingresso delle acque marine nella depressione. L'esempio più conosciuto è quello che si estende con direzione nord-sud in Africa orientale, detto Great Rift Valley, in cui sono attualmente osservabili vari laghi tettonici (Tanganica) e che, probabilmente, segna la futura frammentazione del continente africano. 12

Possiamo avere tre situazioni assai differenti tra loro: Margini convergenti Quando i margini di due placche si avvicinano si parla di margini convergenti, ma gli effetti che ne derivano dipendono dalla natura delle due placche. Possiamo avere tre situazioni assai differenti tra loro: scontro di crosta oceanica con crosta oceanica scontro di crosta oceanica con crosta continentale scontro di crosta continentale con crosta continentale.  13

Scontro di crosta oceanica con crosta oceanica: Il sismologo statunitense Hugo Benjoff osservò che gli ipocentri dei sismi profondi disegnano un piano inclinato sotto le principali aree vulcaniche, noto oggi come piano di Benjoff, che coincide con il piano lungo cui avviene la subduzione. Una delle due placche si infossa sotto l’altra, con un fenomeno chiamato subduzione, generando una fossa oceanica e un arco vulcanico insulare. Due esempi di arco insulare sono le Isole Marianne nell'Oceano Pacifico occidentale e le Piccole Antille nell'Oceano Atlantico occidentale. 14

Scontro di crosta oceanica con crosta continentale: In questo caso la placca oceanica, più pesante, subduce, dando origine ad una fossa oceanica, e la crosta continentale, formata da materiali più leggeri, risponde alle spinte dell’altra deformandosi, ripiegandosi ed “accartocciandosi”. Nasce in questo modo il fenomeno della orogenesi  (o nascita di sistemi montuosi), che vede catene di rilievi allineate lungo le coste. Sono sempre presenti fenomeni vulcanici. Un esempio di questo tipo è il margine orientale della placca di Nazca che slitta sotto quello occidentale della placca sud-americana, dando origine alla lunghissima catena montuosa e vulcanica delle Ande. 15

Scontro di crosta continentale con crosta continentale: In questo caso non c’è subduzione; i margini delle zolle, si sovrappongono e si accavallano l’uno all’altro, dando così origine a catene montuose interne ai continenti. La catena dell'Himalaya è il prodotto del confine convergente tra placca indo-australiana e placca euroasiatica. Il continuo movimento relativo di queste placche indica che la catena dell'Himalaya sta ancora aumentando di dimensioni. 16

Scorrimento laterale: In alcuni casi il movimento reciproco delle zolle non vede né subduzione né accavallamento, ma scivolamento, scorrimento laterale, senza  che i due blocchi si avvicinino o si allontanino. In questo modo si generano fratture sia sui continenti, sia sui fondali oceanici, a cui si dà il nome di faglie trasformi e che sono sede di terremoti. Le faglie trasformi si osservano lungo le dorsali oceaniche, che risultano così suddivise in tronconi relativamente corti, scorrenti lateralmente l'uno rispetto all'altro. La faglia di Sant'Andrea è una faglia geologica di tipo trascorrente che si estende per 1300 km attraverso la California, tra la placca nordamericana e la placca pacifica. È famosa per i devastanti terremoti che si sono verificati nelle sue immediate vicinanze. 17

In data 11 marzo 2011 il Giappone ha subito il peggior terremoto della sua storia (e uno dei peggiori della storia del pianeta).Ha misurato 9.0 gradi di magnitudo e ha prodotto uno tsunami la cui altezza massima è stata di oltre 40 metri. Nonostante fosse stato dato l'allarme, in migliaia hanno perso la vita in seguito al terremoto e al conseguente tsunami. Oltre 100.000 edifici sono stati danneggiati, mentre diverse città sono state completamente rase al suolo. Centinaia di scosse di assestamento, tra cui alcune di oltre 7 gradi Richter, si sono susseguite dopo il terremoto principale. In seguito al disastro della centrale di Fukushima vi è stata una crescita della preoccupazione e dell'attenzione verso gli standard di progettazione sismica nucleari giapponesi, in quanto gli avvenimenti sono stati classificati dall'Agenzia per la sicurezza nucleare e industriale del Giappone al grado 7 della scala INES, il massimo, a pari livello con il disastro di Cernobyl. 18

La teoria della Tettonica a placche, presentata al mondo scientifico nei primi anni ’60,  è ormai assai consolidata e, in fondo, conferma le ipotesi di  Wegener e dei suoi sostenitori, con spiegazioni che hanno la loro testimonianza in strutture e fenomeni vistosi ed incontrovertibili. Tuttavia alcuni aspetti non sono ancora molto chiari e tra questi il più problematico è trovare il responsabile del movimento delle zolle. Si pensa che “il motore” sia rappresentato dai moti convettivi del mantello. Dove c’è risalita di materiali caldi i margini, costretti dalla risalita degli stessi, sarebbero divergenti; al contrario, dove c’è la discesa di flussi più freddi, i margini sarebbero convergenti. 19