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rete, diffusione, riproduzione in copia) senza la dovuta autorizzazione o
citazione della fonte di provienienza.
Pippo Panascì www.ibeans.it
Autori: Robert M.Hazen – James
Trefil
La tettonica a
zolle
I
geologi di ogni scuola hanno abbracciato un elegante modello planetario che
identifica una causa semplice per il comportamento violento della Terra.
Questo modello, scoperto negli
anni sessanta di questo secolo
e chiamato « tettonica a zolle »
(o « tettonica a placche »},
descrive l'interazione fra le «zolle »
litosferiche, che sono lastre
sottili e fragili di crosta, e il grande mantello mobile che si estende sotto la
crosta e compone quattro quinti del volume della. Terra. La parola
tettonica deriva dalla radice greca per « costruire », cosicché la tettonica a
zolle si riferisce a una teoria sul modo in cui la superficie della Terra è
costruita a partire dalle cosiddette zolle o placche.
Le grandi zolle o placche che
compongono la superficie della Terra possono interagire in vari modi. A)
Possono divergere lungo una dorsale vulcanica dove si forma costantemente nuova
crosta. B) Possono convergere, così che una zolla può scivolare sotto
l'altra e scendere nel mantello, nel fenomeno noto come subduzione. Oppure C)
possono trascorrere longitudinalmente l'una a contatto dell'altra formando una
zona di faglia, lungo la quale possono verificarsi violenti terremoti. In ogni
caso i movimenti delle zolle sono una conseguenza di movimenti nel
sottostante
Mantello
Zolle e
continenti
Lo strato esterno della Terra è
semplice. Il mantello è coperto completamente da una crosta di basalto, una
scura roccia vulcanica densa e fragile.
Se sei stato sulle spiagge di
sabbia nera di Hawaii o se sei passato accanto alle scogliere e alle colonne di
un color bruno ruggine delle Palisades del fiume Hudson a New York, hai
visto il basalto. (In Italia si possono osservare basalti nei monti Lessini
[Prealpi Venete], e in Sardegna, fra Macomer e Oristano;
sono inoltre basaltiche, anche
se contengono più silice e potassio, le lave dell'Etna.) Quando il basalto
si solleva e ribolle, la copertura basaltica della Terra si rompe in molte zolle
sottili e fragili, che possono avere dimensioni lineari di centinaia o
addirittura migliaia di chilometri ma il cui spessore non supera in generale i
5-50 km.
Queste zolle si muovono e
interagiscono con altre zolle. I geologi riconoscono tre tipi
principali di limiti di zolla: divergente, convergente e
neutro.
Nuova crosta si forma ai limiti
di zolle divergenti, luoghi in cui la convezione del mantello tende a separare
le zolle e a portare nuovo materiale in superficie. Una grande catena di
montagne al centro dell'Oceano Atlantico (la cosiddetta Dorsale Medioatlantica)
segna una tale zona di convezione ascendente del mantello. L'Islanda si trova
lungo questa dorsale ed è formata per intero da rocce vulcaniche. Altri
limiti divergenti si trovano sotto continenti. Se ci si reca nella Great Rift
Valley, nell'Mrica Orientale, ci si trova in un luogo in cui il possente
continente africano sta appena cominciando a dividersi.
Se ai limiti divergenti si
formano nuovi materiali delle zolle, vecchi materiali devono andare
distrutti in qualche altro posto, poiché la Terra non sta diventando più grande.
Questa distruzione si verifica ai limiti convergenti, dove le zolle sono spinte
l'una contro l'altra: in questi casi una delle due zolle sprofonda sotto l'altra
reimmergendosi nel mantello: è il cosiddetto fenomeno della «subduzione ».
La zolla che ridiscende
può fondersi e mescolarsi con le rocce del mantello, unendosi ai materiali già
pronti a ricominciare l'intero ciclo.
Le manifestazioni superficiali
di una zona in subduzione variano a seconda che le zolle in collisione
trasportino o no continenti.
Se nessuna delle due trasporta
un continente, ne risulta una profonda fossa oceanica come la Fossa delle
Marianne nei pressi delle Filippine.
Se solo una delle due zolle
trasporta un continente, questo all'approssimarsi della regione del
contatto si piega, formando catene di montagne come le Ande in Sudamerica. E se
entrambe le zolle trasportano continenti, quei continenti urtano l'uno contro
l'altro formando un'alta catena di montagne al centro del nuovo
continente maggiore così formato.
L'Himalaya è la cicatrice
formatasi dall'urto del subcontinente indiano contro l'Asia, e le Alpi ci
ricordano l'evento che ha saldato l'Italia all'Europa.
In alcuni luoghi le zolle
possono strisciare l'una sull'altra in un limite di zolla neutro, creando lunghe
e distruttive zone sismiche.
La faglia di San Andreas, che
percorre la California in tutta la sua lunghezza e devasta periodicamente le
città della Costa del Pacifico, segue il limite fra la zolla nordamericana
a est e la zolla pacifica a ovest. Il terremoto del 1989 a San Francisco fu solo
una delle innumerevoli scosse innescate dal movimento inesorabile di queste
due zolle.
Questi esempi di zolle in
movimento rivelano che continenti e zolle non sono la stessa cosa. I
continenti sono trasportati da zolle di basalto, ma il materiale dei
continenti èsufficiente a coprire solo un quarto circa della crosta
basalti.
ca della Terra. Di conseguenza
la Terra è (ed è sempre stata)
coperta per circa tre quarti
dai mari. Attualmente la Terra ha solo sei continenti, ma si riconoscono almeno
una dozzina di zolle principali ed è probabile che ci siano anche una certa
quantità di zolle minori mal definite.
I continenti sudamericano,
australiano e antartico sono compresi all'interno dei limiti di singole zolle
molto più estese. La zolla nordamericana contiene la quasi totalità del
continente del Nordamerica e circa metà dell'Oceano Atlantico.
Le zolle eurasiatica e
africana, invece, comprendono varie masse continentali. Blocchi continentali che
un tempo erano separati, come l'India e l'Asia, si sono saldati assieme.
Antichi continenti, battezzati fantasiosamente Gondwana, Laurasia e Pangea
dai geologi, si sono separati.
La tettonica a zolle ci rivela
che sulla superficie della Terra non c'è niente di permanente: né fiumi o valli,
né oceani o pianure, e neppure le montagne più alte sui continenti più
estesi.
La scoperta
delle zolle
Gli scienziati degli anni
sessanta del nostro secolo non furono i primi a sospettare che i continenti
si muovono. Già nel 1912 il meteorologo tedesco Alfred Wegener aveva
pubblicato per la prima volta in un articolo la teoria da lui chiamata
della «deriva dei continenti », sviluppata per spiegare come mai le coste
occidentali dell'Europa e dell'Africa presentino corrispondenze così puntuali
con le coste del doppio continente americano.
Wegener spiegò le
corrispondenze teorizzando che un tempo i continenti erano uniti e che in
qualche modo dovevano essersi poi separati fino a raggiungere le loro
posizioni attuali.
Questa spiegazione si concilia
perfettamente con l'attuale tettonica a zolle, ma l'ipotesi della deriva
dei continenti di Wegener non anticipò veramente la teoria moderna.
Il suo modello aveva in comune
con la concezione moderna una cosa sola: il moto dei
continenti.
L'accettazione della tettonica
a zolle da parte della comunità scientifica negli anni sessanta è uno dei
grandi eventi nella storia della scienza. Benché quasi tutti i geologi
considerassero il movimento dei continenti la più repellente delle eresie,
l'accumularsi dei dati li indusse infine ad abbandonare le convinzioni che
avevano nutrito per tutta la vita. Ogni scienziato dev'essere pronto a mutare
opinione quando i dati lo richiedono.
Le prove più sorprendenti a
sostegno della tettonica a zolle provennero da una fonte improbabile, ossia da
misurazioni del magnetismo delle rocce sul fondo dell'oceano. Quando della
roccia fusa sale in superficie, come avviene dovunque i limiti di zolla
divergono, essa contiene di solito piccoli granuli di minerali di ferro. Questi
granuli funzionano come minuscole bussole, allineandosi in modo da puntare
verso il polo nord. Quando le rocce solidificano, i grmuli rimangono
bloccati nella roccia, la quale in questo modo «ricorda» dove si trovava il
polo nord durante il suo raffreddamento.
Il campo magnetico della Terra
ha spesso invertito le sue polarità nel corso del tempo geologico. Oggi l'ago
della nostra bussola indica press'a poco il nord geografico, ma un milione
di anni fa avrebbe potuto indicare il sud. Minerali di ferro formatisi da rocce
fuse un milione di anni fa hanno quindi un orientamento magnetico opposto
rispetto a quello di minerali formatisi più di recente.
Nel corso degli anni sessanta
gli oceanografi scoprirono, in rocce a ciascun lato di quelli che noi oggi
chiameremmo limiti divergenti, un succedersi di strisce di diverso
orientamento magnetico.
Quando nuova roccia sale dal
mantello riempiendo lo spazio lasciato dalla divergenza delle zolle, i granuli
di ferro si orientano in modo da indicare il nord magnetico, rimanendo poi
bloccati in tale posizione, di tanto in tanto, man mano che le rocce magnetiche
più antiche vengono spinte di lato per lasciare spazio a nuovi materiali, il
campo magnetico della Terra subisce una delle sue periodiche inversioni e i
granuli di ferro presenti nelle nuove rocce si orientano in senso opposto a
quello dei granuli presenti in rocce anteriori.
Inversioni ripetute del campo
producono la configurazione a strisce, la quale può presentarsi solo in un
ambiente in cui si crea di continuo nuova crosta e in cui il campo magnetico
subisce sporadiche inversioni.
La tettonica a zolle sostiene
che le zolle si muovono di alcuni centimetri all'anno, Fino a poco tempo fa
l'idea che i continenti si muovano era corroborata solo da prove indirette,
come quella fornita dal magnetismo delle rocce. Nessuno aveva realmente
misurato il moto dei continenti.
Nel 1985 nuove conferme per le
tettonica a zolle arrivarono da una fonte inattesa: l'astronomia extragalattica.
In quell'anno gli astronomi annunciarono il risultato di misurazioni della
radiazione proveniente da quasar lontani.
Essi avevano misurato la
differenza nel tempo di arrivo delle onde radio provenienti da quasar in
tre osservatori: uno nel Massachusetts, uno in Germania e uno in Svezia.
Da queste misurazioni ottennero
un numero molto preciso per le distanze fra quegli osservatori. In pochi anni
questa distanza è cresciuta di più di 30 cm, poiché la distanza fra Europa e
Nordamerica sta lentamente crescendo, a conferma del fatto che i continenti
si muovono.
Perché la tettonica a zolle è importante per la
scienza
Prima del 1960 gli scienziati
che studiavano la Terra avevano la tendenza a compiere ricerche individuali. Gli
oceanografi misuravano correnti e temperature, ma non parlavano mai con i
paleontologi, che studiavano i fossili, e nessuno dei due gruppi parlava mai con
i geofisici, che sondavano l'interno profondo della Terra. I vari gruppi
sembravano aver poco in comune.
L'avvento della tettonica a
zolle ha modificato la situazione. Il modello ha fornito un linguaggio
comune, un comune paradigma e un comune terreno d'intesa a tutti gli scienziati
che studiano la Terra.
Oggi gli oceanografi sanno che
ciò che accade sotto la crosta della Terra incide sui bacini oceanici, i
paleontologi usano comunemente le prove disponibili nei fossili per ricostruire
i moti dei continenti sulla faccia della Terra e i geofisici comprendono
l'interno della Terra come un tutto integrato piuttosto che come una serie di
sistemi isolati privi di alcun rapporto fra loro.
Con la scoperta della tettonica
a zolle, cominciarono ad assumere un senso una quantità di dati geologici in
apparenza casuali.
I sismologi sapevano da molto
tempo che la maggior parte dei terremoti colpiscono in larghe fasce
circolari in tutto il mondo, ma senza sapere perché. Oggi noi sappiamo che
quelle fasce corrispondono a zolle che si sfregano e a zolle che si urtano. I
vulcani sono particolarmente comuni in lunghe catene di montagne giovani; noi
oggi vediamo che tali catene di montagne corrispondono a limiti di zolle.
I geologi trovarono che i più
grandi depositi di minerali, precipitati nelle caldissime acque
mineralizzate di distretti vulcanici, sono spesso localizzati in zone di
subduzione, al di sopra di zolle che scendono nel mantello; grazie a questo
risultato sono stati scoperti nuovi depositi.
E per la prima volta geologi e
paleontologi sono' in grado di spiegare perché formazioni rocciose e depositi di
fossili molto antichi presentano corrispondenze puntuali su regioni
costiere divise da vasti oceani.
La semplice idea della
tettonica a zolle illumina e unifica gran parte delle attuali ricerche nelle
scienze della Terra.
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