Storia
Tra il 1700 ed il 1900 si accesero forti dibattiti dal punto di vista geologico; due erano le fazioni contrapposte: i fissisti, che sostenevano la crosta terrestre fosse immobile, e i mobilisti, che ritenevano che essa si muovesse. Il fervore scientifico venne alimentato anche dagli studi sull’interno della Terra e delle anomalie magnetiche (discrepanza tra il campo magnetico roccioso e quello terrestre) riscontrate in molte rocce. Dei mobilisti faceva parte Wegner, che nel 1912 elaborò la sua teoria sulla deriva dei continenti. Nel 1950 venne condotto uno studio approfondito dei fondali oceanici e delle dorsali, con il prelievo di campioni di roccia relativamente giovani dalle dorsali oceaniche, e nel 1962 lo scienziato Hess pubblicò la sua teoria sull’espansione dei fondali oceanici.
Wegner e la deriva dei continenti
Wegner sosteneva che in passato tutti i continenti erano uniti in un unico blocco. Fondamentalmente aveva ragione, ma era in torto per quanto riguardasse il motivo della disgregazione di questo supercontinente, in quanto riteneva che la causa fosse la forza centrifuga operata dalla rotazione della Terra sul suo asse, mentre il discostamento successivo fosse dovuto all’attrazione luni-solare. A sostegno della sua teoria, Wegner fornì quattro prove:
- Geografiche: le linee di costa dei continenti combaciano con buona approssimazione.
- Paleontologiche: sono ritrovati fossili uguali in continenti molto lontani tra di loro.
- Geologiche: trovò corrispondenze compositive e morfologiche tra le rocce dei bordi dei continenti.
- Paleoclimatiche: le rocce sedimentarie sono in grado di registrare il clima quando si originano, e rivela una diversa posizione geografica attuale dei continenti rispetto al passato.
Le placche
La litosfera è suddivisa in piastre irregolari di roccia (sia continentale che oceanica), dette placche litosferiche, le quali si possono spostare orizzontalmente sulla sottostante astenosfera, la quale ha un comportamento plastico. Le placche litosferiche sono a contatto tra di loro ma restano comunque libere di muoversi, influenzandosi reciprocamente. Nessuna placca rimane ferma e la superficie terrestre è in continua trasformazione. Si pensa che le placche siano mosse per attrito da lenti moti convettivi del mantello.
Duecento milioni di anni fa le placche erano unite in un supercontinente detto Pangea (circondato dal superoceano Panthalassa), che poi ha iniziato a frammentarsi, prima in Laurasia e Gondwana. La scoperta di questi movimenti è stata possibile grazie alla presenza di ofioliti (crosta oceanica) nella crosta continentale. Nella storia della Terra, è avvenuta più volte la formazione e la disgregazione di supercontinenti.
I margini
Le fasce sismiche della Terra corrispondono alle zone di contatto tra le placche, i quali vengono chiamati margini di placca. I margini possono essere trasformi o conservativi quando scivolano l’una accanto all’altra senza creazione o distruzione di litosfera. Si dicono divergenti o in accrescimento quanto tra una placca e l’altra si genera continuamente nuova crosta oceanica, quali le dorsali oceaniche. Sono invece margini convergenti o in consunzione le fosse oceaniche, nelle quali la litosfera sprofonda nel mantello superiore e si consuma.
Terremoti e vulcani
I terremoti sono l’espressione dei movimenti delle placche. Si possono individuare quattro zone sismiche:
- Le dorsali oceaniche, margini divergenti, dove avvengono terremoti poco profondi accompagnati da attività vulcanica effusiva e alto flusso di calore.
- Faglie conservative, come quella di San Andreas in California, nelle quali l’attività sismica molto intensa deriva dall’attrito tra le placche, ma non vi sono manifestazioni vulcaniche.
- In prossimità delle fosse oceaniche, nelle quali si generato terremoti con ipocentro lungo un piano inclinato detto piano di Benioff, che corrisponde alla parte superiore della litosfera in subduzione. Sul lato del margine della litosfera che non subduce, si forma una catena di vulcani e monti a causa della risalita del magma fuso lungo il piano di Benioff. Questa catena si dice arco insulare se si trova su litosfera oceanica, mentre cordigliera se si trova sulla litosfera continentale.
- Lungo le catene montuose che si originano per compressione tra due placche, avvengono eventi sismici superficiali.
La quasi totalità dei vulcani è situata nei pressi di margini di placca. A seconda della causa scatenante, abbiamo.
- Vulcani di subduzione: la litosfera oceanica che scende in subduzione, a causa del calore e della compressione, si ritrasforma in lava basaltica e tende a salire, fino ad arrivare a stagnare in una camera magmatica sotto la crosta. Qui il magma si arricchisce di silice, diventando più denso, ed accumulando gas, causa di eruzioni esplosive.
- Vulcani delle dorsali oceaniche: le dorsali oceaniche sono le zone dove viene generata la maggior parte della lava. Qui si generano una serie di vulcani, di tipo effusivo, e generalmente subacquei, ma a volte essi possono emergere in suerfice a formare delle isole.
- Vulcani intraplacca: sono attivi anche all’interno delle placche, lungo lunghe fratture della litosfera, oppure in punti particolari dove lunghi condotti permettono la risalita del magma.