Alcuni aspetti dell'orogenesi e della crosta continentale
Orogenesi da accrescimento della crosta continentale
La teoria della tettonica delle placche prevede due meccanismi per spiegare l'orogenesi: collisioni continentali (Alpi, l'Himalaya, Appalachi) e subduzione di litosfera oceanica, (Ande).
Esiste, tuttavia, un terzo meccanismo: piccoli frammenti di crosta, i terrani (terranes), possono entrare in collisione con i margini continentali e saldarsi ad essi. Questi frammenti sarebbero degli altofondi oceanici, archi vulcanici estinti, vulcani sottomarini o altro che, durante lo spostamento di una placca oceanica in convergenza con una continentale, sarebbero trasportati in prossimità della fossa, dove verrebbero strappati e compressi sul bordo del continente inarcandosi. La conseguenza è un ampliamento del continente grazie all'apporto di questo materiale esotico.
Esempio di questo fenomeno lo possiamo riscontrare nelle catene dell'Alaska.
Da: PROGEO, Scienze della Terra, Loescher, Torino 1996, p. 249.
E. LUPIA PALMIERI – M. PAROTTO, La Terra nello spazio e nel tempo, Zanichelli, Bologna 2002, p. B91.
Ofioliti, mélanges e scisti blu
Il termine ofiolite significa letteralmente «roccia serpentina», ed indica le serpentine scistose, rocce verde scuro, ricche del minerale serpentino. Oggi questo termine è stato esteso ad indicare un'associazione di rocce basiche e ultrabasiche, la cui sequenza completa presenta:
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un basamento ultrabasico (peridotite metamorfosata);
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un complesso gabbrico;
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un complesso di filoni basici;
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un complesso di lave basaltiche a pillows;
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il tutto può essere ricoperto di sedimenti.
Vista la somiglianza con la crosta oceanica, secondo la teoria della tettonica delle placche, le ofioliti sarebbero effettivamente frammenti di crosta, strappati dal fondo oceanico prima di sprofondare in una fossa, durante la collisione di due placche.
Quando le sequenze ofiolitiche vengono smembrate lungo il margine convergente di una placca, si producono associazioni caotiche, dette mélanges. Un mélange che si trovi tra altre rocce all'interno di un continente rappresenta pertanto un relitto di un'antica zona di subduzione, mentre le ofioliti sono rocce formatesi su un fondo oceanico in espansione.
Insieme alle ofioliti e ai mélanges si possono trovare gli scisti blu, rocce metamorfiche che si formano da rocce basiche e ultrabasiche in condizioni particolari di alta pressione e relativamente bassa temperatura (facies metamorfica a glaucofane), tipiche dell'area di subduzione. Essi segnano la linea di sutura tra blocchi continentali che sono entrati in collisione dopo la completa consunzione del fondo oceanico tra essi interposto.
Ofioliti, mélanges e scisti blu si trovano esclusivamente nelle catene montuose, testimoni della collisione di antichi blocchi continentali, dopo la scomparsa delle aree oceaniche interposte tra questi.
Geosinclinali
Le catene montuose sono costituite da una imponente serie di rocce sedimentarie. Fino ad alcuni decenni fa, si riteneva che i sedimenti si fossero depositati in depressioni parallele alle coste, in lento sprofondamento (subsidenza), chiamate geosinclinali. I sedimenti sarebbero poi stati compressi verso il continente con l'intervento di forze orizzontali, sollevandosi in catene montuose. Parte di essi sprofondava, fondendo e dando luogo ad intrusioni magmatiche che sollevavano ulteriormente la catena.
Tuttavia, non si spiegava come potevano accumularsi in modo indisturbato per milioni di anni i sedimenti, per poi comparire improvvisamente delle forze che li deformavano. La teoria della tettonica delle placche ha fornito una convincente spiegazione su come si formano le montagne, fornendo un nuovo significato alle geosinclinali.
Da: G. MARCHETTI – L. PELLEGRINI – R. ROSSETTI – M. VANOSSI, La Terra ieri e oggi, La Nuova Italia, Scandicci 1986, p. 235.
Origine ed evoluzione della crosta continentale
La teoria della tettonica delle placche spiega come si formano le montagne e gli oceani, ma non è del tutto chiaro il ruolo che assume nella formazione dei primi nuclei continentali, i quali mostrano rocce anche di quasi 4 miliardi di anni.
Si presume che in origine esistesse solo crosta oceanica, o che i continenti fossero molto piccoli, e che si siano formati o ingranditi per l'aggiunta di materiali provenienti dal mantello superiore.
In una prima fase c'è stata la fusione del mantello peridotitico sotto le dorsali, producendo magma basaltico, più ricco in silice rispetto alla roccia di provenienza. La vecchia crosta, che subduce lungo le fosse, fonde dando lava andesitica, ancora più ricca in silice, che formerà gli archi vulcanici.
Con il passare del tempo gli archi si uniscono e si accrescono grazie anche all'apporto dei sedimenti depositati nei bacini circostanti e delle eruzioni vulcaniche, formando le prime masse continentali di una certa consistenza. Una volta formati, i continenti non sprofondano più a causa della minore densità rispetto al materiale sottostante.
In seguito, i continenti continuano ad accrescersi per l'aggiunta di materiale avente la seguente origine:
Una parte deriva dai sedimenti oceanici che vengono compressi sul margine continentale quando una placca subduce.
Del materiale proviene dalle eruzioni vulcaniche, come quelle che si verificano negli archi insulari o dall'emersione delle dorsali.
I fiumi portano in sospensione una grande quantità di sedimenti che depositano ai margini dei continenti aumentandone la dimensione.
Infine, i continenti si accrescono per l'apporto dei terrani, frammenti di crosta formati in altre sedi e trasportati dal movimento delle placche (vedi sopra).
La descrizione fatta è solo un'ipotesi, perché non sappiamo se la tettonica delle placche era il processo fondamentale anche all'origine della Terra, quando il calore terrestre era molto più alto rispetto ad oggi, né sappiamo se la crosta primitiva fosse effettivamente di tipo oceanico, oppure era formata da crosta continentale.
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