La geologia si occupa dello studio della
struttura e della costituzione della litosfera e ricostruisce la storia della
Terra attraverso l'indagine
della successione degli eventi fisici, chimici e
biologici che hanno determinato la sua evoluzione nel corso dei tempi, fino allo
stato attuale.
Terra e Luna fotografate
dallo spazio.
La terra è uno dei nove pianeti del sistema solare: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone. Girando su sé stessa determina il giorno e la notte (movimento di Rotazione) e attorno al sole su un ellisse, le quattro stagioni (movimento di Rivoluzione). Il nostro pianeta ha origine 4,6 miliardi di anni fa dalla condensazione di un’ingente quantità di polvere e rocce che ruotavano intorno al sole.
STRUTTURA DELLA TERRA
Al contrario di quello che si pensa, il nostro pianeta non è una sfera perfetta,
ma la sua forma leggermente schiacciata ai poli e rigonfia presso l’equatore, si
avvicina molto a un ellissoide non
regolare, denominato geoide. Riguardo alla
sfericità della Terra sono sorte
opinioni diverse nell’antichità.
Il primo a misurarle fu Erastotene di
Cirene (275-196 a.C.), ma i dati odierni risalgono a misurazioni più recenti
operate da Bessel nel 1841:
Per comodità di studio e soprattutto misura, i geografi
hanno tracciato sulla sfera terrestre punti e linee immaginarie:
All’interno invece, la terra è divisa in:
|
E' un involucro concentrico compreso tra la crosta e il nucleo, avente uno spessore di circa 2970 km. Esso rappresenta l’84% in volume dell'intero pianeta, ed è costituito essenzialmente da roccia ultrafemica stabile ad alta pressione e ricca di ferro e di magnesio, tra cui olivine magnesifere, granati magnesiferi, spinelli, orto e clinopirosseni nel mantello superiore e diverse perovskiti silicatiche nel mantello inferiore. La pressione al contatto mantello/nucleo esterno è pari a un milione e mezzo di atmosfere (140 GPa). Il mantello è prevalentemente solido e posa sul caldo nucleo terrestre ricco di ferro, il quale occupa il 15% del volume della Terra. Si è formato in passato da fenomeni di fusione e vulcanismo a livelli meno profondi del mantello hanno prodotto una sottile crosta di prodotti fusi cristallizzati vicino alla superficie, appunto la crosta terrestre. I gas sprigionati durante la fusione del mantello della Terra hanno un grande effetto sulla composizione e abbondanza dell'atmosfera terrestre. L'informazione riguardo la struttura e composizione del mantello risulta dall'indagine geofisica o dall'analisi diretta geoscientifica sugli xenoliti derivati dal mantello terrestre.
LA DERIVA DEI
CONTINENTI E LA TETTONICA A ZOLLE
diretta se i movimenti delle masse rocciose sono in direzione opposta;
inversa se questi spostamenti sono uno contro l’altro;
trascorrente se il piano di frattura è verticale e il movimento è
orizzontale.
In genere non si parla
di una faglia sola, ma di sistemi veri e propri (Rift Valley) accompagnati da
sollevamento o sprofondamento di intere zone, per cui si formano massicci di
sollevamento o fosse di sprofondamento.
Nel caso di movimento
verticale, si tratta di movimenti orogenetici che provocano il sollevamento e il
corrugamento di strati rocciosi causando la formazione
di monti e catene montuose. Per spiegare questo fenomeno sono state elaborate
due teorie: la teoria isostatica e quella della deriva
dei continenti
Le rocce che
compongono la crosta terrestre, sono andate a depositarsi in strati. Lo strato è
una massa rocciosa limitata da due facce parallele molto estese
e di vario spessore, chiamate letto quella inferiore, tetto quello inferiore e
potenza lo spessore. La stratigrafia è lo studio degli strati rocciosi,
considerati nella loro giacitura e nel loro ordine di successione;
iniziato nel 1700 da Giovanni Arduino e Abraham Gottiob Werner, fino ad oggi ha
permesso una più acuta e profonda conoscenza delle eree geologiche del nostro
pianeta.
Caratteristico delle
rocce stratificate è il clivaggio, ovvero la tendenza di queste a spaccarsi
spontaneamente secondo piani disposto in modo molto regolare.
Questo fenomeno dipende non solo da perdita di
calore o acqua ma anche da
fenomeni legati alla strutturainterna della roccia. Ciò è fondamentale
nella formazione di rilievi poiché secondo il clivaggio avviene la degradazione
maggiore del rilievo. Gli strati possono
essere orizzontali ma frequentemente piegati per effetto di forze endogene. I
primi corrispondono agli altipiani, mentre invece i secondi alle
montagne di corrugamento. Per l’azione di
sollevamento e abbassamento causata dalle forze endogene, possono presentare
fratture chiamate leptoclasi, se di piccola estensione, o dioclasi
se di grande estensione. Se una frattura è seguita da spostamenti o scorrimenti,
allora si parla di faglia:
La teoria della deriva dei continenti, invece, elaborata da
Alfred Lothar
Wegener nel 1915, sostiene che le montagne si sarebbero formate per l'urto dei continenti sialici
(ovvero sulla parte esterna della crosta terrestre) in deriva sopra
il fluido magma. Wegener ritenne che inizialmente i continenti erano tutti uniti tra loro in una massa di terre
emerse (PLANGEA) che si è a poco a poco spezzata, e i frammenti di
questa,
galleggiando sopra il magma, siano andati alla deriva; ciò si può
provare dalle omologie geografiche
per cui si nota una corrispondenza fra le due rive opposte dell'Oceano Atlantico in modo che
alla rientranza di una corrisponda la sporgenza dell'altra. Wegener non si seppe però spiegare il motivo della deriva dei
continenti. Ma nella seconda metà del XX secolo gli scienziati e i geologi scoprirono che i fondali oceanici non sono stabili, ma in continua
evoluzione, tale che la crosta oceanica si rinnova e si consuma incessantemente di qualche centimetro all'anno. Anche la
superficie terrestre è in continua evoluzione sotto l’azione dei fenomeni endogeni (eruzioni
vulcaniche,
terremoti,
orogenesi,
ovvero fenomeni prodotti dal
calore interno che si libera attraverso il mantello terrestre) ed esogeni(acqua
e venti, generati dall’energia solare). I fenomeni endogeni sono responsabili della teoria
della tettonica a zolle, elaborata negli stessi anni, che studia il comportamento della litosfera che poggia sull'astenosfera, fascia
superficiale del mantello terrestre.
La litosfera è, come abbiamo detto, suddivisa in zolle che, spostandosi sul magma fuso possono urtarsi
reciprocamente oppure allontanarsi le une dalle altre. Nel secondo caso
fuoriesce magma che raffreddandosi andrà a formare nuova crosta terrestre. In entrambi i casi,
però, la parte interna delle zolle rimane
stabile, mentre i margini sono soggetti ai fenomeni endogeni. Queste parti più
stabili del continente nelle quali affiorano rocce antiche e largamente spianate dall’erosione, si
chiamano scudi. I principali sono quello Canadese, Baltico, Siberiano, Africano, Australianoe Brasiliano.
La litosfera è caratterizzata per tutta la sua superficie da fasce di
sismicità e vulcanismo: dorsali di espansione, fosse di subduzione e grandi faglie trasformi.
Queste formano una rete che suddivide la litosfera in una ventina di maglie
irregolari dette zolle o placche formate da sola litosfera
oceanica, o da sola litosfera continentale o da entrambe. I margini di
queste placche possono essere:
Immagine che spiega la deriva dei continenti nella storia.
costruttivi o divergenti: sono le dosali oceaniche lungo le quali si costruisce una nuova litosfera oceanica che via via si allontana dalla
distruttivi o convergenti: sono le fosse oceaniche lungo le quali la litosfera è
margini conservativi: sono le faglie lungo le quali lembi di litosfera scorrono
Quando sotto un continente agiscono forze che spingono in direzioni opposte, la zolla si spezza in due parti, separate da una linea di frattura. Con il passare del tempo questa si allarga e i suoi bordi sprofondano, dando origine a una fossa tettonica. Se la divergenza di due zolle continua per milioni di anni, la fossa tettonica finirà per trasformarsi in un braccio di mare stretto e allungato, come è successo per il Mar Rosso, nato dal distacco della penisola arabica dell’Africa. Continuando l’allontanamento delle due zolle, anche il mare si amplierà fino a diventare un nuovo oceano. L’Atlantico, per esempio, è nato dal progressivo distacco dell’America dall’Europa e dall’Africa. Sul nostro pianeta la distribuzione di acque e terre emerse è ineguale; infatti le acque sulla superficie terrestre di 510 milioni di km2, ne occupa 361 contro i 149 delle terre emerse, rispettivamente 7/10 e 3/10. Anche la disposizione sul globo risulti assai differente: la maggior parte delle terre emerse si trova nell’emisfero boreale, mentre invece le acque in prevalenza in quello australe. Pur avendo nomi diversi, le acque di tutto il pianeta sono perfettamente comunicanti tra di loro. Si dividono in due categorie:
oceani e mari. I primi sono gli spazi marittimi più estesi (Pacifico, 180 mil km2; Atlantico, 105mil km2; Indiano, 75mil km2), mentre invece i mari sono più limitati e numerosi: Mar Cinese Meridionale e Orientale, Mar Caraibico, Mar Mediterraneo, Mar di Bering, Mare di Ochotsk, Baia di Hudson, Mar del Giappone e molti altri minori. La maggior parte dei rilievi, soprattutto i più elevati, sono nati per il fenomeno di orogenesi (dal greco ὄρος = rilievo + γένεσις = origine, causa produttiva), ovvero masse rocciose che hanno ricevuto spinte laterali e si sono quindi impilate e inarcate fino a formare una catena montuosa.