Breve Lezione di Scienze della Terra - La Tettonica delle Placche

tettònica (o tectònica) s. f. [dal gr. τεκτονική (τέχνη) «arte del costruire», e questo dall'agg. τεκτονικός: v. tettonico].

La tettonica delle placche è una teoria scientifica che spiega come la crosta terrestre è divisa in diverse placche che si muovono nel corso del tempo. Questo movimento delle placche causa una serie di fenomeni geologici, come terremoti, vulcani, formazione di catene montuose e la creazione di grandi bacini oceanici. 

Le placche litosferiche, che includono la crosta terrestre superiore e la parte superiore del mantello, sono rigide e galleggiano sulla vischiosa astenosfera sottostante. Esistono sette principali placche litosferiche: la placca nordamericana, la placca sudamericana, la placca africana, la placca eurasiatica, la placca indo-australiana, la placca antartica e la placca pacifica. Ci sono anche alcune placche più piccole, come la placca caraibica e la placca delle Filippine.

I movimenti delle placche possono essere di tre tipi principali:

1. Convergenza: quando due placche si muovono l'una verso l'altra. Ci sono tre tipi di confini convergenti:

Placche convergenti (Crosta continentale e crosta continentale)

Quando due placche continentali si scontrano lungo un margine convergente, si verifica un processo noto come convergenza delle placche continentali. Questa interazione può avere conseguenze significative sulla geologia e sulla morfologia del terreno.

Durante il processo di collisione, le due placche continentali si spingono l'una contro l'altra. A causa della natura meno densa della crosta continentale rispetto alla crosta oceanica, le placche non subduciranno, ma formeranno invece un margine di convergenza compressivo.

Le conseguenze principali dell'interazione tra due placche continentali sono:

1. Orogenesi e formazione di catene montuose: La collisione delle due placche continentali provoca una compressione delle rocce lungo il margine di convergenza. Questa compressione può portare alla deformazione delle rocce e alla formazione di pieghe, faglie e zone di frattura. Nel corso di milioni di anni, questa compressione continua può innescare l'orogenesi, il processo di formazione di catene montuose. Un esempio noto è la formazione delle Montagne dell'Himalaya, dove la collisione tra la placca indiana e la placca eurasiatica ha portato all'elevazione delle più alte montagne del mondo.

2. Terremoti: Durante la collisione tra due placche continentali, l'accumulo di stress lungo il margine di convergenza può portare a terremoti di notevole magnitudo. Questi terremoti sono generalmente causati dalla rottura delle rocce lungo le faglie e le zone di frattura, liberando l'energia accumulata durante la compressione.

3. Sollevamento e formazione di bacini sedimentari: Durante la collisione, la crosta continentale può subire un sollevamento in risposta alla compressione. Ciò può portare alla formazione di rilievi montuosi e alture. Allo stesso tempo, nelle aree circostanti ai rilievi montuosi, possono formarsi bacini sedimentari, dove i sedimenti erosi dalle montagne vengono depositati. Questi bacini sedimentari possono contenere depositi di carbone, petrolio o gas naturale.

La collisione tra due placche continentali è un processo geologico complesso che può richiedere milioni di anni per svilupparsi completamente. Durante questo tempo, le forze compressive e i movimenti delle placche possono portare a profondi cambiamenti nel paesaggio e nella morfologia del terreno, dando luogo alla formazione di spettacolari catene montuose e alla creazione di nuovi ambienti geologici.

Placche convergenti (Crosta oceanica e crosta continentale).

   Quando una placca continentale e una placca oceanica si scontrano lungo un margine convergente, si verifica un processo noto come convergenza delle placche oceanico-continentali. Questa interazione può avere diverse conseguenze geologiche significative:

1. Subduzione della placca oceanica: La placca oceanica, essendo più densa della placca continentale, si subduce, o sprofonda, sotto la placca continentale. Questo avviene perché la crosta oceanica è più sottile e più pesante rispetto alla crosta continentale. Durante la subduzione, la placca oceanica viene spinta verso il basso nella zona di subduzione, chiamata fossa oceanica.

2. Formazione di un arco insulare: Lungo il margine della placca continentale, si forma un arco insulare, noto come arco vulcanico. Questo arco insulare è composto da una serie di vulcani attivi che si sviluppano grazie all'attività vulcanica associata al processo di subduzione. L'acqua contenuta nella placca subdotta si libera e si mescola con il mantello sovrastante, creando magma che risale attraverso la crosta continentale e alimenta i vulcani. Un esempio famoso di arco vulcanico è l'Arco delle Aleutine nell'Oceano Pacifico settentrionale.

3. Piegatura e deformazione della crosta continentale: Durante il processo di collisione, la placca continentale subisce una compressione e viene piegata e deformata. Ciò può portare alla formazione di catene montuose e pieghe nella crosta terrestre. Un famoso esempio di ciò è l'orogenesi dell'Himalaya, dove la collisione tra la placca indiana e la placca eurasiatica ha portato alla formazione delle imponenti montagne dell'Himalaya.

4. Terremoti: L'interazione tra la placca continentale e la placca oceanica può generare terremoti di notevole magnitudo. Durante il processo di subduzione, l'accumulo di energia lungo la zona di subduzione può causare terremoti potenti e distruttivi.

La collisione tra una placca continentale e una placca oceanica può portare a un significativo cambiamento nella geologia della regione coinvolta, con la formazione di catene montuose, vulcani e deformazioni della crosta terrestre. Questi processi geologici possono avere un impatto significativo sulla morfologia del paesaggio e sulla vita nella regione coinvolta.

Placche convergenti (Crosta oceanica e crosta oceanica)

Quando due placche oceaniche si scontrano, si verifica un processo noto come subduzione, in cui una placca oceanica si immerge sotto l'altra. Questo tipo di interazione si verifica tipicamente lungo i margini convergenti delle placche.

Durante la subduzione, la placca più densa e più vecchia si spinge verso il basso nella zona di subduzione, chiamata fossa oceanica. Questa placca subdotta si immerge nella parte inferiore del mantello terrestre, chiamato mantello superiore, dove viene gradualmente riassorbita. Nel frattempo, la placca sopraelevata, chiamata placca sovrastante, si deforma e si piega, formando una catena di vulcani lungo il bordo della fossa oceanica.

L'interazione tra le due placche oceaniche durante la subduzione ha diverse conseguenze:

1. Formazione di fossa oceanica: La zona di subduzione delle placche oceaniche può creare fossati oceanici profondi. Questi sono i punti più bassi dei fondali oceanici, come ad esempio la Fossa delle Marianne nell'Oceano Pacifico, che raggiunge una profondità di oltre 10.000 metri.

2. Attività vulcanica: Lungo il margine della placca sovrastante, si formano vulcani, spesso in una serie di isole vulcaniche arcuate chiamate arcipelaghi vulcanici. L'acqua contenuta nella placca subdotta viene rilasciata durante il processo di subduzione e si mescola con il mantello sovrastante, abbassando il punto di fusione del materiale. Ciò può portare alla formazione di magma che risale attraverso la placca sovrastante, dando origine a vulcani. Un esempio di questo processo è l'arco delle Isole Aleutine nell'Oceano Pacifico settentrionale.

3. Terremoti: Durante la subduzione, si verificano anche terremoti di grande magnitudo. Questi sono causati dalla liberazione di energia accumulata quando le placche si muovono e si bloccano a causa dell'attrito lungo la zona di subduzione. I terremoti associati alla subduzione delle placche oceaniche possono essere molto potenti e possono avere effetti distruttivi su vasta scala.

La subduzione delle placche oceaniche è un processo cruciale nell'evoluzione della superficie terrestre. Attraverso questo processo, l'oceano si riduce e si formano catene montuose, vulcani e fossati oceanici profondi. È uno dei meccanismi chiave che contribuiscono alla continua evoluzione della crosta terrestre.

1- Astenosfera; 2- Litosfera; 3- Punto caldo; 4- Crosta oceanica; 5- Placca in subduzione; 6- Crosta continentale; 7- Zona di rift continentale (Nuovo margine di placca); 8- Placca a margine convergente; 9- Placca a margine divergente; 10- Placca a margine trasforme; 11- Vulcano a scudo; 12- Dorsale oceanica; 13- Margine di placca convergente; 14- Strato vulcano; 15- Arco isola; 16- Placca; 17- Astenosfera; 18- Fossa

Quando due placche tettoniche sono divergenti lungo un margine divergente, si verifica un processo noto come divergenza delle placche. Questo tipo di interazione è caratterizzato dal movimento delle placche lontano l'una dall'altra, creando spazio tra di esse. Ciò porta alla formazione di nuova crosta terrestre.

Le principali conseguenze dell'interazione tra due placche divergenti sono:

1. Rift continentale: Se la divergenza si verifica all'interno di una placca continentale, può verificarsi un processo chiamato rifting continentale. Durante il rifting, la crosta continentale si inizia a separare, formando una zona di debolezza. Questa zona di debolezza può portare alla formazione di una faglia di scorrimento e alla creazione di una fossa tettonica. Nel corso del tempo, il rifting può portare alla formazione di una valle allungata e stretta con la presenza di un bacino sedimentario. L'Eastafrican Rift Valley è un esempio famoso di un sistema di rifting continentale in corso.

2. Dorsale oceanica: Se la divergenza si verifica all'interno di un oceano, si forma una dorsale oceanica, che è una catena montuosa sottomarina. Lungo la dorsale oceanica, il magma risale dal mantello terrestre, riempiendo lo spazio creato dalla separazione delle placche. Questo magma si solidifica e forma nuova crosta oceanica. La dorsale oceanica più conosciuta è quella dell'Atlantico, che attraversa l'oceano Atlantico.

3. Attività vulcanica: La separazione delle placche e il riemergere del magma lungo una dorsale oceanica o una faglia di rifting possono portare all'attività vulcanica. Il magma risalente può raggiungere la superficie terrestre e formare nuovi vulcani. Questi vulcani sono generalmente di tipo effusivo, con l'eruzione di lava basaltica fluida. Un esempio di attività vulcanica associata alla divergenza delle placche è l'eruzione dell'Etna in Sicilia, che è situata lungo la faglia di rifting nel Mar Mediterraneo.

4. Formazione di nuovi fondali oceanici: La divergenza delle placche oceaniche porta alla creazione di nuovo fondale oceanico. Man mano che le placche si allontanano l'una dall'altra, il magma risalente forma nuove rocce vulcaniche che si accumulano e si solidificano, creando una nuova crosta oceanica. Questo processo contribuisce all'allargamento degli oceani e all'aumento delle dimensioni dei bacini oceanici nel corso del tempo geologico.

La divergenza delle placche è un processo fondamentale nella tettonica delle placche ed è responsabile della formazione di nuove caratteristiche geologiche sulla Terra. L'allontanamento delle placche, la formazione di dorsali oceaniche e l'attività vulcanica associata sono aspetti significativi dell'evoluzione e della dinamica della crosta terrestre.

La faglia di Sant'Andrea in California

Quando due placche scorrono una rispetto all'altra lungo un margine trasforme, si verifica un processo noto come trasformazione delle placche. Questo tipo di interazione è caratterizzato da un movimento orizzontale delle placche lungo una faglia di scorrimento.

Le principali conseguenze dell'interazione tra due placche lungo un margine trasforme sono:

1. Terremoti: La faglia di scorrimento, lungo la quale le placche si sfregano l'una contro l'altra, accumula energia a causa dello sfregamento e dell'attrito. Quando l'energia accumulata supera la resistenza delle rocce lungo la faglia, viene rilasciata sotto forma di terremoti. I terremoti lungo i margini trasformi possono essere di notevole magnitudo e avere effetti significativi sulle aree circostanti.

2. Deformazione e fratturazione delle rocce: A causa delle forze di attrito e delle tensioni lungo la faglia di scorrimento, le rocce lungo il margine trasforme possono subire deformazioni e fratturazioni. Ciò può portare alla formazione di fratture e zone di frattura, che possono essere visibili sulla superficie terrestre.

3. Creazione di linee di faglia: Il movimento delle placche lungo una faglia di scorrimento può creare linee di faglia, che sono caratteristiche geologiche lunghe e strette dove le rocce si sono fratturate e si sono spostate l'una rispetto all'altra. Un esempio noto di linea di faglia è la Faglia di Sant'Andrea in California, dove la placca pacifica e la placca nordamericana si muovono orizzontalmente l'una rispetto all'altra.

4. Nessuna creazione o distruzione di crosta: A differenza dei margini convergenti o divergenti, dove la crosta terrestre viene creata o distrutta, lungo un margine trasforme non si verifica né la creazione né la distruzione di crosta. Invece, le placche scorrono semplicemente l'una rispetto all'altra.

Le faglie di scorrimento trasformi sono spesso responsabili dei terremoti lungo i margini delle placche tettoniche. Sono importanti nell'interpretazione della dinamica delle placche e nel monitoraggio delle attività sismiche.