I margini divergenti

La nascita di un oceano

nascita di un oceanoLa formazione di un oceano comprende varie fasi che iniziano quando nel mantello si instaura una nuova cella convettiva.

Dorsale oceanica

Margine divergente: dorsale.
A. BOSELLINI, Le Scienze della Terra e l'universo intorno a noi, Bovolenta, Ferrara 1998, p. 131.
Formazione di un oceano.
D. FORNASERO, Madre Terra, Il Capitello, Torino 2005, p. 226.

 

Inarcamento iniziale. A causa di una risalita di magma dalle zone profonde (pennacchio caldo), si forma un'area più calda del normale nel mantello e quindi una diminuzione di densità. Per il principio dell'isostasia si ha un inarcamento della crosta continentale sovrastante, che provoca numerose fratture formando faglie parallele. La cella convettiva generata sotto il continente è il centro di espansione.
Se i moti convettivi che innescano il fenomeno non sono allineati, producono una dislocazione originaria nelle zone di frattura e quindi la formazione di margini continentali trasformi come le coste citate in precedenza.

Fossa tettonica. La divergenza sotto il continente tende ad allontanare i frammenti di litosfera fratturata, spinti anche dal magma in risalita. Si crea così uno spazio dove i blocchi fratturati sprofondano per il riequilibrio isostatico, formando grandi valli a gradinata, limitate da faglie dirette, le fosse tettoniche (rift valley o rift).
La grande Rift Valley dell'Africa orientale rappresenta una struttura di questo tipo. Si tratta di una lunghissima frattura della crosta terrestre, che prende origine dal Mozambico e si estende verso nord fino all'Eritrea, terminando nel Mar Rosso.

Fiumi, laghi allungati, laghi salati. Lungo la fossa tettonica si formano corsi d'acqua che, localmente, si allargano a formare laghi di forma stretta e allungata. Nelle zone più depresse, se non c'è un emissario i bacini diventano salati a causa dell'evaporazione dell'acqua. Esempi di laghi tettonici allungati sono i grandi laghi dell'Africa orientale (Turkana, Edoardo, Alberto, Kivu, Tanganica, Niassa), e il lago Bajkal, in Siberia.

Terremoti superficiali e vulcanismo basico. In corrispondenza delle fosse tettoniche avvengono terremoti a ipocentro superficiale, mentre lungo le fratture tra i blocchi possono iniettarsi magmi di origine profonda, che fuoriescono dando luogo a manifestazioni vulcaniche basiche. In superficie si osservano eruzioni lineari con attività effusiva tranquilla.

Mare stretto. La rift valley procede nella sua espansione, giungendo fino all'oceano; perciò è invasa dalle acque marine, divenendo un braccio di mare lungo e stretto come il Mar Rosso, originato dalla separazione della Penisola Arabica dall'Africa.
I bordi dei due blocchi continentali ormai sono troppo lontani dal centro di espansione per cui, raffreddandosi, si abbassano, permettendo ai fiumi di riversare i loro sedimenti nel fondo marino e provocando un'ulteriore sprofondamento del fondale. Il fondo si accresce continuamente perché nuova lava basaltica proveniente dall'astenosfera occupa lo spazio lasciato vuoto dall'allontanamento delle placche.

Dorsale oceanica. È la struttura vulcanica lungo la quale avviene l'allontanamento delle due placche con velocità che va dai 2 ai 10 cm all'anno, e luogo di risalita del magma che va a formare il pavimento del nuovo mare. La quantità di lava che fuoriesce lungo tutte le dorsali è imponente, ma è pur sempre una piccola frazione dell'enorme massa di materiale caldo, ma solido, in risalita dal mantello. Arrivata in prossimità della superficie, ma ancora a una certa profondità, tale massa si espande, dividendosi in due rami che si allontanano in direzioni opposte rispetto alla posizione della dorsale. Come conseguenza di questi movimenti profondi, in superficie i due fianchi delle dorsali si allontanano l'uno dall'altro a partire dalla Rift Valley. La decompressione del materiale che costituisce il mantello è adiabatica, cioè avviene senza perdita di calore, per cui nel risalire questo materiale comincia a fondere. La roccia fusa, il magma cioè, si infiltra dunque verso l'alto attraverso il mantello superiore e si raccoglie nella crosta, a poca profondità, sotto la cresta della dorsale. La zona di raccolta può configurarsi come una camera magmatica, circondata da una regione più vasta di roccia molto calda. Questa vasta regione di roccia calda o parzialmente fusa, che si estende almeno fino alla base della crosta oceanica e probabilmente per alcuni chilometri anche nel mantello superiore, innesca una compensazione isostatica che produce l'inarcamento di tutta la zona assiale della dorsale. Il magma peridotitico si separerebbe poi per cristallizzazione frazionata originando un liquido di composizione basaltica da cui, all'interno della camera magmatica, si formerebbero per accumulazione gabbri, che come sappiamo costituiscono il livello inferiore della crosta oceanica. Il liquido basaltico, situato nella parte superiore della camera magmatica, raggiunge invece la superficie attraverso un sistema di fratture verticali prodotte in continuità dal processo distensivo e di lacerazione crostale. La lava basaltica fluisce poi lungo i fianchi della dorsale e solidifica in strati sovrapposti, spesso con la caratteristica struttura a cuscini. Il magma che non riesce a fluire tende a solidificare nelle lunghe spaccature, producendo da una parte una serie di filoni verticali (i cosiddetti dicchi stratiformi verticali) e dall'altra ostruendo i condotti e ostacolando l'effusione. Continuando il processo di allontanamento e lacerazione del fondo oceanico, alla fine anche questa specie di tappo si spacca. Comincia così un nuovo ciclo di sollevamento astenosferico, di fusione della peridotite, di frazionamento della camera magmatica e di effusione lavica.

Espansione del fondo oceanico. Successivi allontanamenti e riempimenti aggiungono continuamente nuova litosfera oceanica tra le due placche divergenti, formando un ampio bacino oceanico, come l'Oceano Atlantico.

Margini continentali passivi. Quando il continente si è diviso in due blocchi, si formano coppie di margini continentali passivi, che bordano gli oceani “maturi” e non sono interessati da attività sismica e vulcanica.

fossa tettonicaOldoinyo LengaiScarpata della Rift in Kenya

La Rift Valley.
E. J. TARBUCK, F. K. LUTGENS, M. TOZZI, Scienze della Terra, Principato, Milano 2003, p. 124.
Vulcano basico lungo la Great Rift Valley.
E. FEDRIZZI, La Terra. Cicli, dinamiche, strutture, Minerva Italica, Milano 1994, p. 258.
Scarpata della Rift in Kenya.
E. LUPIA PALMIERI, M. PAROTTO, #Terra, Zanichelli, Bologna 2016, p. 257.

 

Le dorsali oceaniche

dorsale oceanicaLe dorsali oceaniche sono tra le più grandi catene montuose della Terra, che attraversano in modo continuo gli oceani Atlantico, Indiano, Antartico e Pacifico, per una lunghezza totale di quasi 80.000 km. L'altezza, rispetto al fondo marino può raggiungere i 3000 m, per una larghezza anche di 1500 km. La cresta della dorsale presenta uno sprofondamento di circa 2 km, largo dai 20 ai 40 km, che è la rift valley, perpendicolarmente interrotta da una serie di faglie trasformi.
Generalmente la dorsale si trova a 2500 m sotto il livello del mare, ma può anche emergere, come accade in Islanda, o formare isolette vulcaniche, come le Azzorre.faglia islandese

La rift valley delle dorsali è caratterizzata da elevato flusso di calore e da attività vulcanica effusiva, dovuta al fatto che, a causa dell'allontanamento delle placche, si ha una diminuzione della pressione litostatica, con conseguente fusione delle peridotiti del mantello e quindi risalita di magma basico.
Si tratta prevalentemente di basalti tholeitici e delle corrispondenti rocce intrusive (gabbri). I basalti tholeitici, pur conservando la composizione basica, sono poveri di potassio e ricchi di calcio.
Lungo le dorsali si verificano terremoti superficiali (al massimo 10 Km di profondità ipocentrale), spiegabili con le tensioni che si verificano in seguito all'allargamento delle rift valley e la conseguente risalita di magma.

 

Schema di una dorsale.
C. MERCATALI, Geodinamica, Giunti 1990, p. 132.
La dorsale emersa in Islanda.
G. BELLEZZA, E. CECIONI, Dal Sole agli ecosistemi agli spazi organizzati, Zanichelli, Bologna 1991, p. 181.
Distribuzione delle dorsali.
A. LETIZIA, Scienze della Terra, Zanichelli, Bologna 2014, p. 25.

Distribuzione delle dorsali

 

Sul fondo delle rift valley sono state scoperte numerose sorgenti idrotermali. L'acqua fredda del mare penetra nelle fratture lungo le dorsali, scende per parecchi chilometri e si riscalda a contatto con i basalti. Divenuta meno densa, l'acqua risale fino a sgorgare con violenza dal fondo marino, con un «getto» caldissimo (fino a 380 °C), ricco di minerali e gas portati via in soluzione dai basalti. Tali sorgenti sono chiamate fumaioli neri per il colore del getto, dovuto alla presenza di solfuri disciolti; a contatto con l'acqua fredda del mare, dalla soluzione calda precipitano chimicamente i minerali, che, con le loro incrostazioni, formano «ciminiere» alte alcuni metri.

Fumaioli

Fumaioli.
M. CRIPPA, M. RUSCONI, A. BARGELLINI, M. FIORANI, D. NEPGEN, M. MANTELLI, Scienze naturali, 5, Arnoldo Mondadori, 2014, p. T18.