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CENNI SULL’INTERNO DELLA TERRA E SULLA TETTONICA A PLACCHE
di S. Spampinato

La Terra è costituita da un nucleo, avvolto da una serie di involucri concentrici. La densità terrestre è massima al centro e decresce verso l’esterno.

I vari involucri sono separati da superfici sferiche di discontinuità, individuate mediante l’analisi delle onde sismiche: a ciascuna di esse è stato attribuito il nome del sismologo che per primo ne ha ipotizzato l’esistenza.

Procedendo dalla superficie verso l’interno si susseguono:

la crosta, distinta in due sottotipi:
oceanica, dal chimismo sostanzialmente basico (densità » 3 g/cm3, di composizione simile al basalto etneo, frequentissimo dalle nostre parti), di spessore sempre inferiore a 10 km, molto meno in prossimità delle dorsali medio-oceaniche, laddove si verifica la risalita di magma direttamente dal mantello sottostante;

continentale, dal chimismo acido (densità» 2.7 g/cm3, come il granito, molto usato nelle pavimentazioni), di spessore fortemente variabile a seconda della situazione geodinamica: oltre i 60¸70 km in corrispondenza delle catene montuose (aree di collisione C® ¬C, o aree di subduzione O ØC), 30¸40 km al di sotto delle aree continentali stabili, anche meno di 15 km nelle aree continentali in distensione, laddove potrebbe individuarsi un nuovo bacino oceanico (esistono esempi di separazioni continentali mancate, come il bacino della Ruhr);

la discontinuità di Mohorovicic, alla quale corrisponde un brusco aumento della velocità di propagazione delle onde sismiche; essa segna il confine tra crosta e mantello;

il mantello litosferico, dal chimismo ultrabasico (superiormente ha densità » 3.3 g/cm3; in prevalenza è formato da olivina, che insieme a pirosseni, granati ed ossidi di Fe, Mg, è frequente anche nei livelli sottostanti);

il mantello sublitosferico, caratterizzato da un livello superiore detto astenosfera (ºzona di debolezza), fusa entro l’1¸10%del suo volume; essa è probabilmente collocata tra gli 80 ed i 200 km di profondità, come risulta dal netto rallentamento delle onde sismiche in corrispondenza di tale intervallo. Sotto gli antichi scudi continentali quest’effetto è quasi irrilevante. Grazie alla sua fluidità, sia pure parziale, permette la convezione termica e quindi l’instaurarsi di celle convettive, pennacchi caldi, etc.;

la discontinuità di Gutenberg, che a circa 2900 km di profondità segna la brusca scomparsa delle onde S ed un forte rallentamento nella velocità delle onde P;

il nucleo esterno, probabilmente liquido, sulla cui composizione sono state formulate numerose ipotesi;

la discontinuità di Lehmann;

il nucleo interno, forse allo stato solido, dal momento che vi si registra un netto aumento della velocità delle onde P.

La distribuzione delle celle convettive astenosferiche concorda con quella delle placche litosferiche. Celle convettive minori possono localmente determinare la risalita di materiale magmatico (pennacchi caldi o plumes, corrispondenti alle macchie calde o hot spots), e quindi la nascita di catene vulcaniche a chimismo alcalino (Hawaii, Midway, Emperor Chain). I pennacchi caldi possono stazionare per milioni di anni al di sotto della litosfera in movimento (ciò spiega la distribuzione lineare di questi apparati vulcanici).

I margini di placca conosciuti sono i seguenti:

margini in accrescimento o costruttivi: sono impostati lungo l’asse delle dorsali medio-oceaniche, dove si genera nuova litosfera oceanica.

margini in consunzione o distruttivi: in prossimità di zone di subduzione litosferica. Litosfera oceanica sotto litosfera oceanica, oppure sotto litosfera continentale.

margini trasformi o conservativi: si dispongono trasversalmente od obliquamente rispetto all’asse delle dorsali.

margini di sutura: collisioni continente-continente, arco-arco, continente-arco. La linea di contatto tra le due placche viene nascosta dalla catena corrugata che trae origine dallo scontro.

Le placche continentali reagiscono passivamente alla convezione astenosferica: mentre la litosfera oceanica è soggetta ad un continuo rinnovamento (si forma nelle dorsali e viene distrutta nelle zone di subduzione), la litosfera continentale può al massimo subire frammentazioni e riaggregazioni più o meno frequenti (sembra che ogni 200 milioni di anni circa tutti i continenti si riuniscano in un unico supercontinente, come l’antica Pangea).

I margini continentali sono distinti in tre tipi:

passivi o distensivi: sono detti anche di tipo atlantico, perché essi delimitano in prevalenza quest’oceano (coste africane, coste americane);

trasformi o trascorrenti: corrispondono alle grandi faglie trascorrenti continentali, come la faglia di Sant’Andreas;

attivi o compressivi: sono detti anche di tipo pacifico, perché essi delimitano in prevalenza quest’oceano;

Una singola placca può comprendere sia litosfera oceanica, sia litosfera continentale; altrimenti, esistono placche di sola litosfera oceanica.

Ogni placca litosferica, trascinata dalle correnti convettive sottostanti, è in grado di compiere dei movimenti traslativi orizzontali.

INTRODUZIONE AI TERREMOTI

Le manifestazioni vulcaniche e quelle sismiche sono l’espressione del movimento relativo tra le placche, ed in particolare delle loro interazioni ai margini. A seconda dell'ambiente tettonico, si distinguono quattro tipi di zona sismica:

asse delle dorsali: terremoti relativamente poco profondi, a meno di 70 km, localizzati in prossimità della riftvalley e del segmento di faglia trasforme compreso tra le due creste della dorsale;

faglie trascorrenti continentali: assente l’attività vulcanica, terremoti poco profondi, a meno di 15 km, quindi molto pericolosi se particolarmente energici (magnitudo elevata); faglia di Sant’Andreas, Anatolia, etc.;

sistemi arco-fossa: terremoti superficiali, intermedi e profondi, fino a 700 km. Per quelli profondi si ipotizzano meccanismi differenti da quelli di tipo fragile (fratturazione con movimento relativo dei blocchi), caratteristici invece dei livelli superiori; gli ipocentri dei vari sismi disegnano il piano di Benjoff-Wadati, o piano di subduzione; caratterizzati da sismicità molto frequente, intensa, specialmente in prossimità della fossa, dove i sedimenti che formano il complesso di subduzione sono sottoposti ad una enorme compressione;

catene corrugate: poco profondi, talora intermedi, localmente anche profondi (come sotto le Eolie, dove qualcuno ritiene di aver individuato una sorta di piano di Benjoff).

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