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LE PLACCHE TETTONICHE E I TERREMOTI Prof.ssa Cristina Giarrusso
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La Terra
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COSA SONO LE PLACCHE? CROSTA + MANTELLO SUPERIORE = LITOSFERA. La litosfera è divisa in placche
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i può immaginare che la litosfera, fredda e rigida, possa “galleggiare” sul sottostante mantello caldo e plastico, dove movimenti convettivi frammentano la litosfera e sospingono le placche tettoniche. Sotto la litosfera c’è quella parte del mantello chiamata astenosfera ; le sue rocce parzialmente fuse si comportano come un liquido ad alta viscosità, meno denso rispetto al mantello sottostante, una sorta di cuscinetto a sfere sul quale le placche possono scorrere e “galleggiare” sospinte dalle correnti convettive. Le placche galleggiano perché più fredde, meno dense e dunque più leggere (a parità di volume) rispetto al sottostante mantello astenosferico, in accordo con il ben noto principio di Archimede.principio di Archimede
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Margini convergenti I geologici hanno studiato i comportamenti delle placche osservando quello che accade lungo i loro margini, in pratica si sono posti una semplice domanda: che cosa possono fare due placche confinanti? Due placche vicine come possono avvicinarsi di più? una scivola sotto all’altra, in questo modo la più pesante (quella formata da crosta oceanica) scorrerà sotto la più leggera (quella formata da crosta continentale). FOSSA DI SUBDUZIONE Perù e Cile Se hanno la stessa densità…Nessuna delle due andrà in subduzione..ma un accavallamento, fenomeno che i geologi chiamano OROGENESI e interessa la catena alpino-himalayana.
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Margini divergenti Che cosa succede invece quando due placche si allontanano? Immaginiamo la litosfera tirata in due direzioni opposte dai moti convettivi. Come se fosse la pasta della pizza allungata tra le mani del pizzaiolo, la litosfera si assottiglierà fino al punto di lacerarsi, creando una lunga fessura che separerà, in due placche, la litosfera. Particolare curioso, è che la fessura, a causa dell’intenso calore, presenta i bordi inarcati verso l'alto, per cui assume la forma topografica di due catene montuose che corrono parallele separate da una valle, da qui il nome di dorsale medio oceanica. Dalla fessura, giungono in superficie i magmi provenienti dalla sottostante astenosfera che, colmando lo spazio lasciato vuoto dalle placche che continuano ad allontanarsi, producono un nuovo tipo di litosfera: la litosfera oceanica Ecco spiegato perché ogni hanno il viaggio da Parigi a Washington diventa di qualche centimetro più lungo.
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Da questo momento, quando osserveremo una carta geografica, sapremo che nulla di quello che vedremo resterà immutato nel corso del tempo. Ci sono mari e oceani che nascono mentre altri muoiono o si espandono. Anche le montagne, in alcune parti del pianeta, si sollevano ancora oggi.
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Come funziona la tettonica delle placche Nel 1911, l’astronomo e meteorologo tedesco Alfred Wegener, leggendo un articolo sul ritrovamento di uno stesso fossile in Africa e Sud America aveva intuito che i continenti si erano uniti e gli animali potevano spostarsi liberamente. Nel 1928 Arthur Holmes suggerì che le zolle fossero mosse dai moti convettivi all’interno della Terra: nasceva la tettonica delle placche
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Come funziona la tettonica delle placche
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La tettonica delle placche illustrata
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La dorsale Medio Atlantica è una catena montuosa sottomarina, situata nell’Oceano Atlantico, che va dal Polo Nord fino all’Antartide. Si tratta di una grande dorsale oceanica che ha come i emersione l’Islanda ed alcune piccole isole Margini divergenti
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OSSERVA: TERREMOTI- VULCANI- MARGINI DELLE PLACCHE Attività vulcanica(triangoli rossi) e sismica(pallini verdi) sul pianeta, notare l'allineamento con i margini delle placche tettoniche (contorni gialli) la distribuzione dei vulcani e dei terremoti sulla superficie del pianeta, si nota subito che non sono disposti a caso, la maggior parte dei vulcani e dei terremoti sono allineati lungo i margini delle placche. una relazione tra placche tettoniche ed eventi vulcanici-sismici
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COS’È UN TERREMOTO?
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I terremoti sono delle improvvise, brusche e potenti vibrazioni naturali del suolo causate essenzialmente da fratture che si producono nelle rocce della Crosta Terrestre a seguito di un accumulo di energia deformante causato da:
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Ogni massa rocciosa ha un limite oltre al quale non può deformarsi elasticamente (limite di elasticità). Se si supera questo limite, il blocco roccioso si spacca nel punto più debole, lungo un piano detto FAGLIA.
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21 L’attrito e la reazione elastica delle rocce impediscono la frattura ma l’accumulo di energia porta ad una progressiva deformazione
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22 La Faglia di Sant'Andrea (San Andreas Fault) è una faglia geologica che si sviluppa per 1287 km attraverso la California, tra la placca nordamericana e la placca pacifica e lungo la quale si sono verificati devastanti terremoti. The Big One Da molto tempo si parla del Big One, il presunto terremoto di immense proporzioni (magnitudo oltre 10 della scala Ritcher) che farebbe spaccare completamente la Faglia di Sant'Andrea, provocando il distacco della California dal continente americano.
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Dal punto in profondità in cui è avvenuta la frattura detto IPOCENTRO, l’energia si propaga in tutte le direzioni sotto forma di ONDE SISMICHE II punto sulla superficie che sta sulla verticale dell’ipocentro si chiama EPICENTRO I TERREMOTI
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Gli effetti distruttivi dei terremoti sono dovuti alla propagazione delle onde sismiche, che si originano sia dall'ipocentro, sia dall'epicentro. Le onde sismiche sono onde elastiche (attraverso le quali, cioè, l'energia elastica può essere trasportata lontano dal punto in cui si è originata), che hanno bisogno di un mezzo attraverso cui propagarsi e che si propagano con diverse velocità sia all'interno della Terra, sia sulla superficie terrestre. 24
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Una scossa sismica genera tipi di onde differenti che si differenziano per il modo e per la velocità di propagazione: le onde P o primarie (onde longitudinali di compressione); le onde S o secondarie (onde trasversali); le onde L o superficiali (onde L e onde R) I tipi di onde sismiche 25 Le prime due si originano dall’ipocentro e si propagano all'interno della Terra; le ultime, dette anche onde lunghe, si originano dall’epicentro.
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Le onde longitudinali sono onde di compressione, che si originano dall'ipocentro, si propagano entro il volume delle rocce e, quando investono le particelle dei vari strati di roccia, le fanno oscillare avanti e indietro. Sono anche dette onde P (primarie), perché sono le prime a giungere in superficie e a essere registrate dai sismografi, propagandosi a una velocità compresa tra 6,2 e 8,2 km/sec, a seconda della densità dei materiali che attraversano; possono propagarsi sia attraverso la roccia solida, sia attraverso un materiale liquido (magma o acqua). 26 Onda longitudinale
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Le onde trasversali si propagano dall'ipocentro. Sono dette trasversali perché provocano oscillazioni delle particelle delle rocce dal basso verso l'alto e viceversa, perpendicolarmente alla direzione di propagazione. Vengono anche chiamate onde S (secondarie) perché, essendo più lente delle onde P (3,6-4,7 km/sec) giungono in superficie per seconde. Le onde S non si propagano nei liquidi e questa circostanza ha permesso di ipotizzare la presenza all'interno della Terra di un nucleo esterno liquido. 27 Onda trasversale
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Le onde superficiali si propagano in superficie e sono responsabili dei danni maggiori. Possono compiere lunghe distanze prima di estinguersi, viaggiando più lentamente delle onde P e S, durano più a lungo e causano i danni maggiori. Possono essere distinte in due tipi: onde L (di Love), onde trasversali, come le onde S, che però oscillano su un piano orizzontale. onde R (di Rayleigh), assimilabili ad un'onda marina: le particelle del suolo si spostano lungo un'ellisse creando una vera onda che modifica il suolo durante i grandi terremoti. 28 onda di superficie
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Si può valutare l'intensità di un sisma attraverso due scale: la scala Mercalli, che si basa sulla rilevazione degli effetti di un terremoto su edifici, persone e ambiente; la scala Richter, che esprime, invece, la magnitudo, correlata alla quantità di energia liberata da un sisma. SISMOGRAFI E SISMOGRAMMI Le onde sismiche vengono registrate in superficie da strumenti detti sismografi, i quali tracciano grafici, i sismogrammi, che permettono di localizzare l'epicentro e stabilire l'intensità di un sisma. 29
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Il fondo marino verrà in pochi secondi deformato insieme alle masse d'acqua sovrastanti 30 Cosa succede se si origina un terremoto sottomarino? Si genera un maremoto con onde lunghe che possono attraversare l’intero oceano senza essere avvertite, ma crescono in altezza e diventano molto pericolose in acque basse. La loro velocità può raggiungere i 700 km /h. Maremoto (o tsunami)
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31 Se l’epicentro è localizzato in mare, si ha un maremoto che provoca onde (tsunami) che possono arrivare fino a 30 m (Sud Est asiatico 26/12/2004)
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DOVE AVVENGONO I TERREMOTI?
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I terremoti avvengono lungo le faglie dei margini delle placche, in particolare nei margini convergenti e trasformi. Le faglie sono le fratture lungo le quali le rocce scivolano l’una contro l’altra spinte dai movimenti dei margini delle placche. Il guaio è che, mentre i margini si muovono (poniamo di 1 centimetro all’anno), lungo la faglia le rocce restano bloccate, incastrate l’una nell’altra. Si accumula così un’energia sempre più grande, che deforma ma non muove i materiali, che mette sempre più in tensione, come se si caricasse una molla, la faglia. Quando le tensioni superano la resistenza delle rocce, queste, in pochi secondi, scivolano di colpo le une sulle altre: ecco il terremoto.
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Famosa è la faglia di sant’Andreas in California: qui la zolla americana e quella pacifica sono a contatto e si muovono in direzioni opposte. Il movimento trascorrente della faglia di Sant Andreas avviene a scatti, liberando in breve tempo l’energia accumulata scatenando pericolosi terremoti.
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