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Geologia

 

Geologia


Tratto da wikipedia : La geologia è quella scienza che essenzialmente si occupa della ricostruzione della storia della Terra attraverso l'indagine della successione degli eventi fisici, chimici e biologici che ne hanno determinato nel corso dei tempi l'evoluzione fino allo stadio attuale. Dalla fine del XX secolo la geologia ha esteso il suo campo di indagine a tutti pianeti ed agli altri corpi solidi facenti parte del sistema solare.

Data la vastità e complessità delle problematiche legate a questo campo di studi, la geologia è integrata con altre discipline, che costituiscono l'insieme delle scienze della Terra: * la geofisica per lo studio della Terra tramite la misurazione e l'interpretazione di parametri fisici con strumenti posti prevalentemente sulla superficie terrestre, entro pozzi perforati fino ad una profondità di pochi chilometri dalla superficie o telerilevamenti da satelliti, integrati con concetti di fisica e scienza dei materiali; * la mineralogia per l'analisi dei minerali contenuti nelle rocce integrandosi con chimica e fisica; * la paleontologia per lo studio dell' evoluzione degli organismi vissuti sulla superficie del pianeta integrandosi con la biologia e la botanica; * l'astronomia, quando alcuni fenomeni sono direttamente generati dall'interazione della Terra con altri corpi planetari o stellari (ad esempio l'impatto con un meteorite).

 

Geologia

 

• I materiali della Terra solida

   

  Un elemento è una sostanza che non può essere separata in forme più semplici; spesso questi elementi si trovano in forma combinata; se non lo sono, si dicono elementi nativi (oro, argento..). Unendo due o più elementi si forma un composto, costituito da ioni e molecole. Gli elementi che formano un composto sono sempre presenti in quantità uguali, ed è quindi facile rappresentarli mediante una formula chimica. Un minerale è un corpo solido che si trova allo stato naturale; per essere un minerale deve sottostare ad alcune condizioni. Ogni minerale è dotato di una forma geometrica detta abito cristallino, ed è la disposizione dei costituenti il minerale, detta struttura del reticolo cristallino, che determina la forma. Ogni cubetto di reticolo va a formare la struttura; ogni cubetto si chiama cella elementare, che è la parte più piccola del minerale che conserva la sua composizione chimica. I vertici delle celle del reticolo si chiamano nodi del reticolo cristallino. I legami fra gli elementi possono essere elettrostatici, covalenti o ionici. Per determinare la struttura del minerale si usano i raggi X e, successivamente, si misura l’angolo di riflessione che i raggi X hanno formato con i vari strati del minerale. Le principali caratteristiche fisiche dei minerali sono:

  - Colore, che dipende dalla composizione chimica;

  - Peso Specifico che varia molto da minerale a minerale a causa della differente densità;

  - Sfaldatura che è la capacità di alcuni minerali di rompersi seguendo dei piani di debolezza, e dipende dalla disposizione dei piani reticolari;

  - Durezza che misura la resistenza, e si determina mediante la scala di Mohs (talco il più fragile, diamante il più duro).

  Si dice poliformismo un fenomeno per il quale due minerali di uguale composizione chimica hanno un reticolo cristallino diverso, ed hanno anche caratteristiche fisiche diverse. Questo succede spesso a causa del diverso ambiente in cui la sostanza si è cristallizzata. Invece, l’isomorfismo si ha quando due minerali hanno analoga struttura cristallina ma composizione chimica diversa. Questo si ha quando due elementi di simile raggio ionico si sostituiscono nel reticolo cristallino: i due elementi si dicono vicarianti e il fenomeno è detto vicarianza.  

   

La classificazione dei minerali

 

I componenti solidi della Terra sono le rocce, che sono aggregati di minerali. La classificazione dei minerali si basa sul tipo di anione (ione negativo) di cui sono composti, e si classificano secondo la composizione chimica. Se l’anione è l’ossigeno, come succede nella maggior parte dei casi, legato ad un catione metallico si tratta di ossidi. Spesso però l’ossigeno forma un anione poliatomico con un altro elemento e poi si va ad unire con uno o più cationi metallici, come le ione carbonato, silicato o solfato: si vengono così a creare i carbonati, i silicati e i solfati. Una minima parte ha come anione o il solfuro (solfuri) o il cloruro o il fluoruro (aloidi). La maggior parte delle rocce presenti sulla Terra sono silicati. Il mattone principale del reticolo di queste rocce è lo ione silicato SiO4-4, il che vuol dire uno ione silicio circondato da quattro ioni di ossigeno. La struttura con cui si legano è quella di un tetraedro al quale avanzano quattro cariche negative che deve mettere in comune con altri tetraedri. La classificazione varia a seconda di come i tetraedri di dispongono:

Silicati a tetraedri isolati: bilanciano le cariche nello ione silicato medianti ioni metallici positivi; si chiamano anche nesosilicati e il più importante è l’olivina.

Silicati a tetraedri doppi: chiamati anche sorosilicati, si hanno quando due tetraedri mettono in comune un ossigeno e bilanciano le cariche negative in eccesso mediante ioni metallici positivi; un gruppo molto importante è quello degli epidoti.

Silicati ad anelli: noti anche come ciclosilicati. In questa struttura, ogni tetraedro condivide due vertici; gli anelli possono essere formati da tre, quattro o sei tetraedri. I più noti sono il berillio e la tormalina.

Silicati a catena: noti anche come inosilicati, ogni tetraedro condivide due o tre atomi di ossigeno. Si possono avere due strutture: se si condividono due atomi ossigeno si ha una catena singola (pirosseni, augite), se si condividono alternativamente due o tre atomi si ha una catena doppia (anfiboli, orneblenda).

Silicati a piani: chiamati anche fillosilicati, in questa struttura ogni tetraedro condivide tre atomi di ossigeno con i tetraedri adiacenti; data questa struttura, i minerali così composti tendono a sfaldarsi. Uno dei gruppi più grandi è quello delle miche; altro gruppo importante è quello dei minerali argillosi.

Silicati a struttura spaziale: chiamati anche tettosilicati, i minerali più abbondanti sulla crosta terrestre, condividono tutti e quattro gli atomi che i tetraedri adiacenti, formando una struttura tridimensionale. Uno dei più importanti e abbondanti è il quarzo. I feldspati sono silicati a struttura spaziale nei quali sono presenti anche ioni metallici, e a seconda dello ione si hanno due tipi di feldspati: ortoclasio, in cui lo ione è il K+, oppure plagioclasio, quando gli ioni sono Na+ o Ca2+.

Silicati mafici e felsici: mano a mano che ci avviciniamo ai silicati a struttura spaziale, la presenza di ioni metallici positivi diventa sempre meno rilevante. Inoltre, la densità del minerale aumenta man mano che diminuisce il rapporto fra atomi di silicio e atomi di ossigeno. Per questo sono state fatte due grandi categorie: i minerali con basso rapporto Si/O sono detti mafici, mentre i minerali con un alto rapporto fra Si/O sono chiamati felsici.

L’8% della crosta è composto da non silicati e cioè da:

Carbonati: gruppo costituito da due tipi di minerali: la calcite e la dolomite.

Solfati e aloidi: sono quelli che precipitano per evaporazione di soluzioni acquose concentrate; i più comuni sono il gesso e l’anidrite.

Ossidi e idrossidi: in questo caso, l’elemento è combinato con l’ossigeno o con molecole d’acqua.

Solfuri: costituiti da composti metallici dello zolfo.

Elementi nativi: sono i minerali costituiti da un metallo o da un semimetallo, come oro, argento, rame o carbonio.

 

Il ciclo litogenetico e le rocce magmatiche

 

La composizione di una roccia dipende dal processo attraverso la quale si è formata, ed è con questo criterio che vengono classificate.  I processi di formazione delle rocce sono: il processo magmatico, il processo sedimentario e il processo metamorfico. Alle prima fasi la terra era allo stato fuso; successivamente, con l’innalzarsi della temperatura, alcuni minerali con il punto di fusione molto alto cominciarono a solidificarsi e così ebbero origine le rocce più antiche della Terra. Il pianeta è costituito da una crosta, da un mantello e da un nucleo. La massa dei minerali allo stato fuso prende il nome di magma, il quale ha una composizione molto variabile. Dalla solidificazione del magma hanno avuto origine le rocce magmatiche o ignee. Le rocce magmatiche sono molto instabili e tendono a disgregarsi e a formare dei detriti. L’aggregarsi di tutti questi frammenti e detriti produce le rocce sedimentarie. Questi due tipi di rocce possono essere trasportati per fenomeni naturali in profondità, e raggiungere temperature e pressioni molto alte. Diventano così instabili e la loro struttura viene trasformata da questi fattori: le rocce che subiscono tale metamorfosi si chiamano rocce metamorfiche. Per diventare tale le vecchie rocce non subiscono una fusione, poiché altrimenti tornerebbero magma e si parlerebbe di rifusione. Così, tutte le rocce possono trasformarsi in altro tipo e rifondersi tornando lava: l’insieme di tutte queste relazioni prende il nome di ciclo litogenetico, che è cominciato ai primordi del pianeta e continuerà fino alla fine. Circa i due terzi della crosta terrestre sono costituiti da rocce magmatiche. A seconda del raffreddamento, la struttura del reticolo cristallino del minerale cambia e cambia quindi anche il tipo di roccia magmatica. Con un raffreddamento lento si avrà una disposizione ordinata del reticolo, e quindi stabilità; un lento raffreddamento si ha all’interno crosta, e le rocce così createsi si chiamano intrusive. In superficie, invece, il raffreddamento è più veloce e si formano piccoli cristalli: si hanno effusive. Se il processo è particolarmente veloce, come nel caso di vulcani, si hanno rocce vetrose. Ciò che ci fa distinguere le rocce intrusive da quelle effusive è la grandezza dei cristalli: le rocce intrusive hanno una struttura cristallina a grana grossolana, quelle effusive possiedono una struttura microcristallina. A volte abbiamo ad occhio nudo solo alcuni cristalli, detti fenocrisalli: una struttura come questa è detta porfirica; si hanno queste rocce quando la velocità di raffreddamento è media fra quelle intrusive e quelle effusive, e le rocce con questa struttura sono dette rocce ipoabissali. Altro fattore importante delle rocce magmatiche è la composizione mineralogica, ovvero la presenza e percentuale dei vari minerali; quelle magmatiche sono composte da pochi minerali. La presenza dei vari tipi di minerali è dovuta al processo di solidificazione. Le rocce magmatiche che presentano bassa quantità di silice sono dette rocce ultramafiche. Si dicono mefiche o felsiche a seconda della presenza di alcuni minerali e della silice.

 

L’origine dei magmi e dei plutoni

 

All’interno della Terra, le rocce sono sottoposte alla pressione litostatica, che fa si che le rocce a grandi profondità, nonostante l’elevata temperatura, non fondino. Se però si ha un aumento della temperatura e una dilatazione della roccia, essa verrà sospinta verso l’alto dalle rocce circostanti e, diminuendo la pressione, essa si trasformerà in magma; esso si origina nel mantello. La temperatura del magma è compresa fra 750°C e 1350°C. Una volta formatosi, il magma rimane fermo poiché in equilibrio litostatico; se però questa pressione diminuisce, esso si porterà verso la superficie. Un liquido scorre tanto più veloce quanto meno è viscoso. La viscosità dipende dalla composizione chimica: sono molto viscosi i magmi molto ricchi di ioni silicato, mentre sono più fluidi quelli che contengono acqua. I magmi felici sono più viscosi di quelli mefici. La differenza fra le rocce magmatiche è data da due diversi tipi di fusione: la fusione parziale e la cristallizzazione frazionata. La fusione parziale si ha poiché alla formazione della roccia concorrono minerali che hanno diversa temperatura di fusione; queste rocce si possono originare da magmi mafici e felsici. La cristallizzazione frazionata si ha poiché il magma in risalita subisce dei frazionamenti e dei cambiamenti che danno origine a magmi diversi. Si verifica poiché i vari numerali hanno punti di solidificazione diversi, e man mano che la temperatura si abbassa si solidificano vari tipi di minerali che alla fine daranno una roccia con composizione mineralogica uguale al magma di partenza. Sono note due serie di reazioni, dette reazioni di Bowen. La serie discontinua parte dai minerali mafici, che cristallizzano per primi, e, man mano che la temperatura scende e reagendo con il fuso, danno altri minerali più ricchi di silice. La serie continua riguarda i plagioclasi. I minerali ricchi di calcio e con temperatura di solidificazione più alta, si trasformano in plagioclasi ricchi di sodio e con temperatura di fusione più bassa. Le rocce intrusive vengono messe alla luce in seguito a fenomeni di erosione; infatti, quando si forma una montagna, vengono sollevati anche gli strati più bassi della crosta. Una volta sollevata, la montagna viene erosa e viene messa in luce la parte interna costituita da rocce intrusive. Il magma risale dal mantello aprendosi varchi fra le rocce. I corpi magmatici formatisi nel sottosuolo sono detti plutoni; quelli più grossi sono detti batoliti, quelli più piccoli ammassi. Gli studi hanno mostrati che alcuni plutoni si sono incassati nelle rocce circostanti; altre volte si nota invece che tali rocce hanno contatti sfumati con le rocce circostanti e quasi non si distinguono: questo perché esse si sono formate in seguito al processo di anatessi, processo attraverso il quale le rocce si fondono per mezzo di gas provenienti dalle parti più profonde della crosta. Le rocce che derivano da questo processo sono dette graniti analettici e sono presenti in gran quantità. Alcuni corpi plutonici solidificano quando il magma riesce ad aprirsi la strada verso la superficie. Possono farlo incassandosi fra le rocce in modo parallelo con gli strati delle rocce, cioè concordante, o discordante. L’intrusione di corpi concordanti più avvenire in due modi: i filoni-strato sono corpi concordanti di forma tabulare che si distinguono dalla normale lava per la grandezza dei cristalli e per gli effetti termici; i laccoliti, invece di essere tabulari, sono convessi verso l’alto. I corpi discordanti, detti filoni, tagliano secondo vari angoli la stratificazione delle rocce incassanti. Dallo studio delle rocce si nota che tra le rocce felsiche sono dominanti quelle intrusive, mentre tra quelle mafiche dominano quelle effusive. Intanto, il magma granitico (felsico) si forma da rocce già esistenti, mentre quello basaltico (mafico) deriva da materiali del mantello. Poi, mentre il magma granitico, andando verso la superficie, solidifica totalmente, quello basaltico rimane sempre allo stato fuso ed effonde in superficie.         

 

 

I FENOMENI VULCANICI

 

VULCANI, TERREMOTI E ATTIVITÀ ENDOGENA: vulcanesimo e attività sismica sono la testimonianza più drammatica ed evidente che il nostro pianeta è geologicamente attivo, sottoposto cioè all’azione di forse interne di notevole intensità, che trasformano e rendono instabile la crosta terrestre. I terremoti e le eruzioni vulcaniche sono espressioni di processi generati all’interno della Terra, che interessano tutta la litosfera. Lo studio dei vulcani e dei terremoti non ha solo fini teorici: le eruzioni vulcaniche e i terremoti rappresentano un grave pericolo per la vita e le opere dell’uomo e quindi è auspicabile mettere a punto procedure che rendano possibile la previsione e prevenzione di tali eventi.

 

VULCANI E PLUTONI: MANIFESTAZIONI DIVERSE DI UNO STESSO PROCESSO: con il termine vulcanesimo viene indicata l’emissione attraverso condotti e fenditure sia di fluidi a composizione silicatica (lave), sia di materiali solidi (materiali piroclastici), sia di vapori e gas. Il vulcanesimo è l’aspetto più vistoso del processo attraverso il quale i magmi generano le rocce magmatiche. Il vulcanesimo è una fonte preziosa di informazioni sui magmi e in generale sul processo magmatico.

Nelle zone della Terra immediatamente sottostanti alla crosta terrestre non esiste uno strato interamente fuso da cui provengono i materiali che alimentano i vulcani. Nel suo complesso l’interno della Terra è solido e il magma è presente sotto forma di sacche isolate in regioni circoscritte della crosta o del mantello superiore. Un magma può formarsi a causa di un aumento di temperatura, oppure per una riduzione della pressione. Anche un aumento del contenuto di acqua può facilitare la trasformazione di una massa solida in magma. Variazioni significative di temperatura e di pressione si possono verificare in profondità, nelle regioni instabili della Terra sottoposte all’azione di forze endogene di notevole portata, che deformano la litosfera. In alcuni casi, tali forze provocano fenomeni di distensione, determinano cioè la formazione di grandi fratture che attraversano l’intera litosfera. Nelle zone fratturate la pressione sulle rocce sottostanti diminuisce, perciò i materiali, parzialmente fusi del mantello, possono fondere del tutto, generando un magma primario. In altri casi invece, si creano forze che causano la compressione e lo sprofondamento di vaste regioni della litosfera in cui sono presenti sedimenti ricchi di acqua. In queste zone si ha la produzione sia di magmi primari (magma femico), sia di magmi di anatessi (magma sialico), cioè di magmi che si formano in seguito alla fusione della crosta. In entrambi i casi, all’origine della formazione del magma c’è un processo di fusione parziale di rocce preesistenti. Dal mantello formato di rocce ultrafemiche deriva un magma basaltico, mentre dalle rocce della crosta, di composizione variabile, deriva un magma più sialico.

Una parte dei magmi non riesce a raggiungere la superficie e solidifica in profondità: in tal caso si forma un corpo igneo intrusivo chiamato plutone. In molti casi, la massa del magma risale verso le regioni superficiali della crosta e tende  a concentrarsi in bacini, detti camere magmatiche. La composizione dei magmi può essere molto varia. Indipendentemente dalla sua origine una massa di magma può differenziarsi durante la risalita, sia perdendo parte dei minerali che cristallizzano per primi, sia perché si arricchisce di nuovi componenti.  Possiamo distinguere magmi femici (basso tenore di silice), magmi sialici (elevato tenore di silice), e magmi intermedi (percentuale di silice intermedia). I tre tipi di magma hanno caratteristiche fisiche differenti, le proprietà che influenzano maggiormente il loro comportamento sono la viscosità e la percentuale di acqua e gas presenti. La viscosità del magma è condizionata dal contenuto di silice, più il magma è sialico, maggiore è la sua viscosità. Altri fattori che influenzano la viscosità del magma sono una temperatura elevata (facilita lo scorrimento del magma) e la presenza di bolle di gas (aumentano la viscosità).

à magma femico: caldo, povero di silice e vapore acqueo, poco viscoso

àmagma sialico: freddo, ricco di silice e vapore acqueo, viscoso

 

Dalla viscosità e dalla temperatura di fusione dei silicati presenti dipende la tendenza dei magmi a generare corpi intrusivi o fenomeni effusivi.

 

 

CLASSIFICAZIONE DEI CORPI MAGMATICI INTRUSIVI: i corpi magmatici intrusivi, plutoni, possono avere forme e dimensioni molto variabili e sono sempre circondanti da rocce di altra natura (rocce incassanti), spesso sedimentarie o metamorfiche. Alcuni plutoni hanno forma massiccia; altri di inseriscono tra uno strato e l’altro di rocce sedimentarie, formando strutture allungate, altri ancora attraversano trasversalmente gli starti sedimentari.

àplutone discordante: attraversa trasversalmente una serie di strati sedimentari

àplutone concordante: si inseriscono tra uno strato e l’altro

 

La classificazione dei plutoni si basa sulla forma, sulle dimensioni e sui rapporti con le rocce incassanti:

 

batoliti: plutoni affioranti di più grandi dimensioni. Si incontrano batoliti granodioritici e granitici nei nuclei di numerose catene montuose e molti costituiscono le radici di rilievi da tempo spianati dall’erosione. possono avere origine diversa: derivano dalla solidificazione di masse di magma provenienti dalle regioni più profonde, ma più spesso derivano da magmi di anatessi che non hanno subito alcun movimento.

 

filoni: corpi tabulari dello spessore di pochi metri. I filoni possono intrudersi tra i piani di stratificazione preesistenti nelle rocce incassanti (filoni-strato, concordanti). Se i filoni tagliano trasversalmente gli strati preesistenti si parla di dicchi (discordanti)

 

laccoliti: plutoni concordanti, con una tipica forma a fungo, che si formano per intrusione di magma lungo piani di stratificazione.

 

I VULCANI: l’attività vulcanica si manifesta nelle zone della Terra dove grandi fratture e tensioni, causate da movimenti della litosfera, riducono la pressione citostatica e consentono la risalita del magma verso la superficie. La spaccatura della superficie terrestre, prende i nome di vulcano (edificio che si forma in superficie per l’accumulo di tutto il materiale eruttato). Il vulcano è in genere alimentato da una camera magmatica, situata in profondità nella crosta, che comunica con l’esterno attraverso un condotto, o camino vulcanico. Nella camera magmatica, il magma, si accumula e ristagna: alcuni componenti cominciano a cristallizzare, mentre i gas e i vapori tendono  separarsi dal fluido e si raccolgono in prossimità della superficie. L’eruzione, cioè la fuoriuscita del materiale magmatico in superficie, si verifica quando nella camera magmatica si crea una pressione che supera la pressione litostatica. Ciò può accadere in vari modi:

ànella camera magmatica può giungere nuovo magma proveniente dalle zone profonde della litosfera, provocando un aumento della pressione interna

àla pressione litostatica diminuisce perché si creano fratture nella crosta

ài gas con il tempo si separano dal magma, provocando un aumento di pressione

↓

Quando la pressione esercitata dal magma e dai gas supera la pressione litostatica che grava sul condotto, i componenti volatili si espandono e trascinando il magma lungo i condotto e all’esterno.

 

Le eruzioni vulcaniche non sono continue e possono avvenire con modalità diverse. Le differenze riguardano i prodotti, la durata dell’attività e i meccanismi eruttivi. Il vulcano può eruttare principalmente lava (attività effusiva)  o materiali solidi (attività eiettiva) o gas (attività esalativa). In secondo luogo, si posso alternare periodi di attività a periodi quiete di durata diversa, durante i quali il magma riempie la camera magmatica. talvolta il vulcano resta attivo per un breve periodo e in seguito si esaurisce (attività parossistica). In altri casi, il vulcano continua la sua attività emettendo lave, scorie o vapori per mesi, anni o secoli (attività persistente). Ogni fase eruttiva può essere differente dalla precedente sia per le modalità con cui avviene, sia per i materiali eruttati. Per quanto riguarda i meccanismi eruttivi:

 

vulcanesimo effusivo: attività tranquilla, vi sono piccole esplosioni, la lava fuoriesce senza ostacoli e scorre senza difficoltà lungo i fianchi del’edificio vulcanico. I prodotti principali sono frammenti solidi

vulcanesimo esplosivo: eruzione caratterizzata da esplosioni violente e distruttivi.

 

Il tipo di attività di un vulcano dipende dai caratteri chimico-fisici del magma, in particolare dalla viscosità e dalla percentuale di vapore acqueo e gas. Dalla viscosità dipende la facilità con cui il magma risale nel condotto: i magmi viscosi si muovono a fatica formando tappi che occludono le vie d’accesso verso l’esterno. I gas sono importanti perché influenzano la mobilità del magma e sono il motore fondamentale delle eruzioni. Quando il magma risale, la pressione diminuisce e il gas tende espandersi occupando un volume che può essere centinaia di volte maggiore di quello originario. Se però i gas non hanno la possibilità di espandersi liberamente e regolarmente, è probabile che a un certo punto si verifichi un esplosione. I magmi femici sono fluidi, scorrono con facilità e durante la risalita liberano i gas che contengono. Essi perciò alimentane vulcani con attività effusiva tranquilla. I magmi sialici e andesitici sono più viscosi, perciò si possono formare tappi densi che ostruiscono i condotti di fuoriuscita della lava. La crosta solidificata e la lava viscosa impediscono la fuoriuscita dei gas. La pressione aumenta fino al momento in cui i gas riescono a vincere la resistenza dei materiali che li sovrastano e liberano il condotto vulcanico. In molti casi l’esplosione che si verifica distrugge la parte alta del condotto vulcanico e i frammenti delle rocce vengono eiettati insieme ai gas e alla lava. I magmi sialici e i magmi andesitici alimentano una attività esplosiva.

 

I PRODOTTI DELL’ATTIVITÀ VULCANICA: i materiali emessi nel corso di un’eruzione possono essere colate laviche, materiali piroclastici, gas e vapori. Le quantità variano da eruzione a eruzione:

 

colate laviche: composizione basaltica, riolitica o andesitica. Le lave basaltiche derivano da magmi femici, scorrono velocemente e si espandono come veri e propri fiumi intorno alla spaccatura da cui fuoriescono. Si muovono con velocità notevole. A ogni nuova eruzione corrisponde la formazione di un nuovo strato, che si sovrappone a quelli precedenti, ormai solidi. Le lave riolitiche derivano da magmi sialici perciò sono più viscose e lente nello scorrimento. Creano strutture bulbose (cupole, guglie e duomi) che solidificano prima di allontanarsi dal condotto vulcanico. Sono più rare di quelle basaltiche. Le lave andesiti che presentano un comportamento intermedio. Spesso formano strutture bollose, perché liberano con difficoltà i gas e si muovono meno facilmente delle lave basaltiche.

 

materiali piroclastici: frammenti solidi e semisolidi, di composizione e dimensioni variabili, eiettati dal vulcano nell’atmosfera durante una fase di attività esplosiva. Derivano da materiali strappati alle rocce dell’edificio vulcanico, oppure da lave solide che ostruiscono i condotti e vengono frantumate durante un’esplosione. I frammenti sono chiamati piroclasti e sono classificati in base alle dimensioni (polveri, cenere, lapilli, bombe). Quando i frammenti ricadono si formano depositi simili ai depositi sedimentari (caduta gravitativa). I frammenti più pesanti si depositano nei pressi della bocca del vulcano, quelli più fini possono essere portati a distanze anche considerevoli dal vulcano. Quando i frammenti si cementano fra loro si originano rocce piroclastiche. Da ceneri e polveri derivano i tufi vulcanici, mentre da bombe e lapilli derivano brecce vulcaniche. Quando l’esplosione è accompagnata dall’emissione di grandi quantità di gas, i frammenti più fini possono restare in sospensione e originare gigantesche nubi ardenti. Le nubi ardenti scendono lungo i fianchi del vulcano con velocità incredibile. I depositi prodotti da nubi ardenti sono caldi e plastici, perciò si cementano fasci lente originando vaste coltri di rocce piroclastiche sialiche, chiamate ignimbriti.

Talvolta durante le eruzioni esplosive, i materiali piroclastici, mescolandosi con l’acqua producono gigantesche colate di fango chiamate lahars. Rapide colate di fango possono avvenire anche a distanza di anni dall’eruzione stessa. Lahars e nubi ardenti sono chiamate colate piroclastiche. Colate di materiali piroclastici meno dense, dette base-surge si formano quando il magma si mescola con grandi quantità d’acqua, che si infiltrano nel condotto vulcanico.

 

gas: variano per tipo e quantità. Il vapore acqueo è il componente principale e può essere miscelato con molti gas: biossido di carbonio (CO2), ossido di carbonio (CO), solfuro di idrogeno (H2S), triossido di zolfo (SO3), biossido di zolfo (SO2), acido cloridrico (HCl), ammoniaca (NH3), metano (CH4). I gas vulcanici si trasformano facilmente, generando sostanze diverse; il triossido di zolfo, a contatto con l’umidità dell’aria, si trasforma in acido solforico. I gas svolgono un ruolo importante nel determinare le modalità con cui avviene un ‘eruzione. La pressione che esercitano facilita la risalita e contribuisce alla fuoriuscita del magma, mentre l’attività esplosiva o effusiva dipende dalla loro dalla loro concentrazione e dalla velocità con cui vengono liberati durante il raffreddamento. I gas emessi si disperdono nell’atmosfera e possono essere trasportati a grande distanza.

 

LE FORME DEGLI EDIFICI VULCANICI: è importante distinguere vulcani ad attività lineare e ad attività centrale.

eruzioni centrali: i materiali vengono eruttati da un cratere centrale intorno a cui si accresce un edificio vulcanico, detto cono. Dal serbatoio magmatico il magma risale verso la superficie attraverso un condotto principale che alimenta il cratere principale, ma possono essere presenti anche condotti secondari che alimentano altri crateri, detti crateri avventizi.

eruzioni lineari: il magma fuoriesce da fratture della crosta allungate e strette che possono svilupparsi anche per km. In tal caso intorno alla fessura non si accresce un vulcano con il classico aspetto a cono, perché la lava si espande su ampie superfici, originando ricoprimenti (plateaux) di notevole estensione.

 

Sia nel caso di attività centrale che lineare la struttura dell’edificio vulcanico è strettamente correlata al tipo di magma emesso e dai meccanismi di eruzione. Soprattutto nel caso di attività centrale, esiste una grande varietà di situazioni, perché, nella maggior parte dei casi, l’edificio viene costruito attraverso una successione di fasi caratterizzate da un’attività intensa. Così spesso si riconoscono nell’apparato vulcanico sia strutture prodotte da attività effusiva sia strutture create da attività esplosiva. Gli edifici più comuni, per qunto riguarda l’attività centrale, sono i vulcani a scudo, gli stratovulcani e i coni di scorie.

vulcani a scudo: pendii dolci e dimensioni estese. Sono prodotti da attività effusiva tranquilla. Vulcani hawaiani

stratovulcani: alternano fasi di attività esplosiva a fasi di attività effusiva. L’edificio vulcanico è costituito da strati di lava solidificata, alternati a strati di materiali piroclastici. Sono stratovulcani il Vesuvio e l’Etna

 

Nella morfologia di un vulcano si possono riconoscere alcuni elementi:

forme costruite in seguito all’emissione di materiali solidi o fluidi

forme dovute a eventi distruttivi o di sprofondamento: come crateri, caldere e diatremi

 

LE CATASTROFI IN GEOLOGIA

 

di Giorgio Marinelli

 

 

 

Dai seimila di derivazione biblica agli ottanta milioni nelle teorie dell’evoluzione ai miliardi di anni dei geofisici del XX secolo, la “catastrofe” è stata un momento peculiare per calcolare il tortuoso, contraddittorio, affascinante cammino del nostro pianeta.

 

Catastrofe è una parola di origine greca, arrivata a noi attraverso il latino, che significa rivolgimento, mettere tutto sotto sopra. Anche se un grande matematico francese, René Thom, ne ha dato una definizione matematica, scrivendo pochi anni fa una Teoria della catastrofe, non è facile stabilire con precisione cosa intendiamo comunemente con questa parola.

Quello che è certo è che molti fenomeni catastrofici sono legati alla discontinuità e alla velocità dell’evento che - a sua volta - è una funzione del tempo. Faccio qui qualche esempio. Un gas, combustibile come il metano, bruciando lentamente in una cucina, serve egregiamente a far bollire l’acqua per gli spaghetti; mescolato con l’aria in certe proporzioni in un motore a scoppio detona (ossia brucia più velocemente) con grande rumore (attenuato dalla marmitta) e fa muovere la macchina; la sua combustione in tempi brevissimi, sempre mescolato con l’aria all’interno delle miniere di carbone viene chiamato grisou e provoca grandi disastri. Lo stesso vale per il carbone, che produce calore bruciando lentamente nelle caldaie, ma si trasforma in un esplosivo se mescolato con un altro combustibile, lo zolfo, e con un ossidante, il salnitro. I moderni esplosivi, tritolo e dinamiti di vario tipo, non sono altro che prodotti che bruciano ancora più rapidamente della vecchia polvere nera.

Fenomeni analoghi legati alla velocità - e quindi al tempo - si possono constatare nei movimenti dell’aria. Si passa così dalle brezze di mare e di terra che in Mediterraneo attenuano la calura estiva, ai venti a 150-200 Km all’ora dei cicloni, che nel Mar di Cina sono chiamati tifoni e nei Caraibi uragani. I meteorologi americani fino a pochi anni fa avevano deciso di distinguere - chissà perché - queste tempeste di vento con un nome di donna, dato in ordine alfabetico, cominciando con la “a” (Alice, Agata, ecc.) e terminando con la “z” (Zoe, Zita...). E se l’annata è cattiva e gli uragani sono più delle 26 lettere dell’alfabeto inglese, si utilizza di nuovo un nome di donna che comincia per “a”.

In conclusione, la maggior parte degli eventi catastrofici sono fenomeni che avvengono in tempi brevi. Se ne può dedurre che ogni atto creativo (come ogni miracolo), ossia ogni intervento divino, per sua natura istantaneo, è una catastrofe, oppure è preceduta da una catastrofe. Basta pensare al diluvio universale, tanto caro a molte antiche religioni, monoteiste o no, e alla creazione degli animali. Per creare ad esempio le due specie di elefanti tuttora viventi, la divinità ha dovuto compiere alla fine del Pliocene il massacro dei Mastodonti, e - nel più recente Quaternario - distruggere molte specie di elefanti, tra cui il gigantesco Elephas antiquus (con la sua forma nana siciliana, grande come un grosso cane) e il più piccolo e peloso Elephas meridionalis, il comune Mammouth, dominatore delle grandi pianure siberiane, ma molto comune anche in Italia durante le glaciazioni.

 

 

La Bibbia e l’età della Terra

 

La Bibbia, con la sua creazione in sei giorni, è il più tipico esempio di modello catastrofico. Questi sei giorni infatti, già all’epoca dei primi cristiani, apparvero un tempo troppo breve per creare l’universo con tutti i suoi mondi e le sue creature viventi. Ad allungare questo tempo ci pensò San Barnaba cipriota1.

I seimila anni dell’epistola di San Barnaba furono subito accettati da tutti i cristiani ed hanno condizionato per molti secoli il progresso delle conoscenze della storia biologica ed abiologica del nostro pianeta2.

 

 

I creazionisti del XX secolo usano ancora la Bibbia per determinare l’età della Terra.

 

Ricordiamo comunque che i creazionisti, ossia coloro che credono ancora nei 6000 anni della creazione, esistono sempre, e numerosi, specialmente negli Stati Uniti d’America, in particolare negli Stati del centro e nel deep South. Anabattisti, Millenaristi, Avventisti del Settimo Giorno, Testimoni di Jeowa, e tante altre sette minori attendono l’Apocalisse facendo calcoli di più in più complessi per conoscerne la data esatta. Tutti i seguaci di queste sette creazioniste credono che la Terra abbia da 6000 a 10000 anni di età e ritengono assolutamente inattendibili le datazioni con metodi geocronologici. Il loro credo si basa sui seguenti principi:

1. Terra e vita sono determinati nella loro completezza da un atto soprannaturale.

2. La creazione corrisponde a una situazione di massima perfezione e complessità; da quel momento si ha una progressiva diminuzione di ordine (e quindi entra in gioco il secondo principio della termodinamica).

3. La storia della Terra è determinata dal catastrofismo.

 

 

I primi dubbi

 

Bisogna arrivare all’epoca degli illuministi per trovare espressi i primi dubbi sulla brevità della vita del nostro pianeta. Dobbiamo però ricordare che già un secolo prima Cartesio (e più tardi anche Leibnitz) avevano rifiutato il catastrofismo, sembrando loro più logica la continuità dei fenomeni. Solamente Kant nella sua Critica della ragion pura accetta la discontinuità nella fenomenologia naturale.

Il primo naturalista che mise in dubbio l’età della Terra di derivazione biblica fu Buffon, e questo è tanto più apprezzabile in quanto questo celebre studioso era conte ed alto funzionario di Luigi XV; pertanto per censo e per l’impiego, non era certo portato all’anticonformismo. Nella sua opera Epoques de la Nature Buffon scrive che la Terra deve avere circa 100.000 anni, lasciando l’età biblica solamente per la creazione dell’uomo e per la sua storia.

Egli inoltre tentò delle esperienze sulla velocità di raffreddamento del nostro pianeta, immaginando che in origine fosse incandescente come la lava dei vulcani, ed ottenendo un’età di 74.000 anni. Comunque, leggendo la sua Histoire naturelle si intravedono i fenomeni naturali lenti, il che è un notevole progresso rispetto alla mentalità ancora del tutto catastrofica che animava un altro naturalista e nobile francese, ma un po' più vecchio, il barone Georges Cuvier.

 

 

I Nettunisti e i Plutonisti

 

Ed è proprio verso la fine del ‘700 che si sviluppano le due teorie sull’origine della crosta terrestre che, pur dividendo gli studiosi europei in due gruppi agguerriti ed animati da spirito manicheo, contribuirono moltissimo allo sviluppo della nascente geologia. I più intransigenti (ed anche i più rumorosi) erano i Nettunisti, ossia i seguaci del tedesco Abraham G. Werner (1750-1817). Secondo questo studioso tutte le rocce si erano formate sul fondo del mare; una serie di catastrofi (principalmente diluvi universali) avevano variato la composizione dell’acqua marina, da lui chiamata “solvente universale”. Meno arroganza e conseguentemente meno seguaci aveva l’inglese James Hutton (1726-1797), che era assolutamente contrario alle catastrofi. Secondo Hutton, (ma specialmente secondo i suoi allievi, perché lui scriveva male e malvolentieri) la temperatura sulla Terra aumentava gradualmente con la profondità, portando così alla trasformazione dei sedimenti in scisti e poi in rocce fuse. I vulcani pertanto non erano altro che delle finestre che permettevano di osservare quello che succedeva all’interno del nostro pianeta.

Le idee dei Plutonisti (così venivano chiamati i seguaci di Hutton) stentarono ad affermarsi malgrado fossero molto più vicine alla realtà di quelle dei Nettunisti. In parte era dovuto alla scarsa diffusione della lingua inglese nell’Europa continentale, dominata dal francese e dal nascente tedesco, ma la causa principale era che la cultura, anche all’epoca dei lumi, era più inconsciamente dominata dalla tradizione biblica, ed il catastrofismo sembrava più idoneo a spiegare non solo le guerre e le pestilenze, ma anche i fenomeni naturali.

Comunque, la più grande battaglia scientifica a sostegno della continuità dei fenomeni naturali e contro le spiegazioni catastrofiche non ebbe per soggetto le scienze geologiche, ma quelle biologiche.

 

 

L’epoca di Darwin

 

La teoria dell’evoluzione di Darwin dilagò immediatamente per tutto il mondo scientifico, dimostrando che i tempi erano maturi per una revisione radicale nel campo delle scienze naturali. Una conseguenza delle teorie evoluzionistiche fu il “principio di continuità”, introdotto dal filosofo inglese Herbert Spencer alla fine del secolo scorso, che si occupava dell’integrazione della materia e della dissipazione del movimento. Il principio di continuità era in fondo il principio di conservazione dell’energia; Spencer infatti apparteneva ancora a quell’epoca aurea in cui i filosofi sapevano di termodinamica. D’altronde la continuità era già stata introdotta in matematica nella seconda metà del XVII secolo, con la scoperta del calcolo differenziale e integrale, da uno scienziato, Newton, e contemporaneamente da Leibnitz, che era un filosofo. E’ d’altronde propria di Leibnitz la celebre frase: Natura non facit saltus.

 

 

 

 

 

L’età della Terra calcolata senza catastrofi

 

Per i geologi però la lotta contro le catastrofi non era tanto una difesa dei fenomeni continui contro i discontinui; era una lotta contro i tempi brevi della creazione, ed anche i 100.000 anni proposti da Buffon non potevano ritenersi soddisfacenti. Verso la fine del secolo scorso, per stabilire l’età della Terra, furono sviluppati tre tipi di ricerche, molto diverse tra loro e su basi indipendenti da quelle fideistiche condizionate dalla Bibbia. Il più importante fu uno studio sulla velocità di raffreddamento del nostro pianeta effettuato da un grande scienziato inglese, William Thompson, l’inventore della termodinamica, divenuto in seguito Lord Kelvin. Rifacendo con cura i calcoli tutt’altro che facili del raffreddamento della Terra, e partendo da premesse più ragionevoli rispetto a quelle di Buffon, Lord Kelvin arrivò ad una età di circa 80 milioni di anni. A stime dello stesso ordine di grandezza giunsero altri studiosi che scelsero come metodo il tempo necessario ad ottenere la salinità attuale del mare attraverso il contributo in sali apportati dalle acque dolci. Altri geologi ottennero circa gli stessi 80 milioni di anni stimando i tempi necessari all’accumulo dei sedimenti.

E’ sorprendente constatare come metodi del tutto diversi, e che partivano da premesse non in relazione tra loro, conducevano a uno stesso risultato del tutto erroneo e lontano quasi due ordini di grandezza dalla realtà. Ciò dovrebbe far pensare molti ricercatori delle nuove generazioni, che credono con cieca fiducia che si possa trasportare nei complessi fenomeni naturali la grande precisione delle loro sofisticate strumentazioni di laboratorio. La sotto-estimazione dell’età della Terra nel caso di Lord Kelvin era dovuta al fatto che a quell’epoca non era conosciuta la radioattività, causa principale del calore terrestre; nel caso della velocità di sedimentazione, al fatto che in alcuni punti della superficie terrestre tale fenomeno è continuo ma è intervallato da lunghissime stasi. Quanto alla salinità del mare, solo le ricerche petrolifere hanno dimostrato quanto siano importanti in volume i sedimenti evaporitici che sottraggono al mare una parte dei suoi sali, mentre lo studio recente dei fondi oceanici ha messo in luce l’importanza della reazione tra prodotti basaltici e acqua marina, con la formazione delle spiliti, rocce arricchite in sodio e magnesio, elementi, questi, sottratti all’acqua degli oceani.

Il passaggio brutale dai 6.000 agli 80 milioni di anni segnava la fine di una certa mentalità scientifica tradizionale: l’evoluzione della Terra era un fenomeno lento, anzi lentissimo, e le catastrofi pertanto non erano più necessarie. Non essendo necessarie, con una logica molto discutibile, se ne dedusse che le catastrofi non potevano aver avuto importanza nell’evoluzione del nostro pianeta, come non ne avevano attualmente. Inoltre con la fine del secolo scorso era stato introdotto l’attualismo che - come è ben noto - ha regnato indisturbato nelle scienze geologiche fino a pochissimi anni fa. La scoperta della radioattività e le successive metodologie per stabilire l’età assoluta delle formazioni geologiche utilizzando metodi basati sul decadimento di elementi radioattivi portarono a stabilire che l’età della Terra non era di 80 milioni, ma di alcuni miliardi di anni. L’età biblica e le catastrofi furono dimenticate del tutto; tutto era lento in Natura, terribilmente lento; c’era tanto, tanto tempo per trasformare la faccia della Terra con continuità, senza bisogno di scossoni e di fenomeni discontinui.

 

 

La storia della Terra occupa miliardi di anni

 

Solo alla metà degli anni sessanta con la tettonica delle zolle, ci si cominciò di nuovo ad occupare di fenomeni discontinui; il merito però non va attribuito ai geologi, bensì ai geofisici, forse proprio perché questa categoria di studiosi, non essendo di estrazione naturalistica, non era influenzata dalla tradizione trasformistica. E, molto lentamente, si arrivò ad un modo di pensare che può sembrare banale, ma certamente non lo è, tanto è vero che stenta ancora ad essere accettato nel mondo delle scienze della Terra. Il ragionamento è il seguente: le catastrofi naturali esistono, di vario genere e di varia intensità.

Per nostra fortuna sono sporadiche e, nella storia dell’umanità, il loro impatto è stato modesto, per non dire trascurabile. Ma la storia umana risale a poche migliaia di anni, mentre la storia della Terra occupa dei miliardi di anni. Dobbiamo pertanto tenera conto che durante le epoche geologiche le catastrofi non solo ci sono state, ma sono state numerosissime, di varia intensità ed importanza. E’ dunque possibile - anzi probabile - che qualcuna di queste abbia provocato variazioni irreversibili nel nostro pianeta.

 

Un esempio di catastrofe naturale

 

L’esempio migliore che si può portare di un simile modo di pensare è l’evento che segna la fine dell’Era mesozoica, nota anche al grande pubblico perché caratterizzata dalla scomparsa dei Dinosauri3.

Vediamo ora cosa ci insegna la paleontologia su quello che è successo circa 65 milioni di anni fa e che ha portato a stabilire la chiusura di un’era. La Mesozoica, e l’inizio di un’altra, la Cenozoica.

Nel regno vegetale, nulla di molto importante. Le Crittogame vascolari (felci, equiseti, ecc.), che avevano dominato gli ambienti continentali umidi del Paleozoico (in particolare nel Carbonifero), riducono la loro importanza a favore delle Fanerogame, ossia delle piante superiori. Il rapido sviluppo di questi vegetali nell’Era mesozoica, a partire dal Giurassico, ha avuto per conseguenza il miglioramento delle condizioni di vita degli animali erbivori e quindi anche carnivori, di cui questi ultimi rappresentano il cibo. La manifestazione più evidente di una buona e facile alimentazione è l’aumento delle dimensioni, ed è così che numerose specie appartenenti ad un ordine di rettili, i Dinosauri, sia erbivori che carnivori, arrivano a dimensioni mai più raggiunte da organismi viventi sulla terraferma (oltre 50 tonnellate di peso). Ricordiamo invece che in mare alcuni Cetacei, in particolare la Balenoptera australis, tuttora vivente, sono di gran lunga più pesanti del più grosso dinosauro e di qualsiasi altro organismo vivente nelle epoche passate. Anche questi grandi cetacei sono diventati giganteschi a causa delle facilissime condizioni di vita, nutrendosi di un cibo, quale il plancton, presente in tutti gli oceani, e non avendo praticamente nemici fino alla comparsa delle navi baleniere.

La scomparsa dei Dinosauri è certo la più nota - specie per il grande pubblico - delle estinzioni che hanno caratterizzato la fine del Mesozoico, ma non è la sola né la più importante per la geologia stratigrafica. La conservazione di sedimenti continentali, dove vivevano gli animali terrestri, è infatti scarsa in tutte le epoche geologiche, di cui rimangono in prevalenza i depositi sedimentari marini, e inoltre in ambiente subaereo i resti degli animali non si conservano facilmente.

I resti dei grandi Dinosauri del Cretaceo non sono quindi abbondanti se non in luoghi particolari, quali i sedimenti desertici del Plateau del Colorado negli Stati Uniti o del Massiccio dell’Air, nel Sahara nigeriano. In un altro sedimento continentale del Cretaceo, ad esempio quello del Belgio, non era mai stato trovato alcun resto di rettile fossile. Poi, all’improvviso, nel 1877, in una miniera di carbone vicina a Mons comparvero i resti stupendamente conservati di ben 17 Iguanodonti, rettili erbivori simili ai Dinosauri, lunghi una decina di metri. Questi grossi rettili erano caduti in una voragine formatasi per la dissoluzione di sedimenti evaporitici del Carbonifero avvenuta nel Cretaceo, e l’ambiente riducente degli strati di carbon fossile aveva favorito la perfetta conservazione di questi rettili, pelle compresa.

Il gruppo di organismi più importanti che marcano la fine dell’Era mesozoica sono indubbiamente le Ammoniti. Si tratta di un ordine di molluschi Cefalopodi, probabilmente tetrabranchiati, diffusissimi in tutti i mari fin dal Silurico nell’Era paleozoica, i cui resti fossili erano stati (e sono tuttora) un valido pilastro per la cronologia delle rocce sedimentarie.

Oltre alle Ammoniti, un altro gruppo di Cefalopodi, le Belemniti, specie di Calamari, si sono estinte nello stesso periodo e con loro altri gruppi di molluschi, ad esempio le rudiste, grossi bivalvi della scogliera corallina. Anche una famiglia di microforaminiferi planctonici, le Globotruncane, si estinse come le precedenti alla fine del Cretaceo.

In nessun altro periodo della storia geologica del nostro pianeta era successa una simile ecatombe di organismi così diversi sia per la loro natura che per l’ambiente in cui vivevano. Studi molto recenti hanno portato alla constatazione che numerosissime sono state le specie estinte anche nel regno vegetale. Per spiegare questa ecatombe un evento catastrofico sarebbe apparso logico, ma le catastrofi - come abbiamo visto - non facevano più parte del bagaglio culturale dei geologi. Malgrado la loro scarsa importanza stratigrafica, l’estinzione dei Dinosauri era il fenomeno più vistoso che affascinava l’ambiente scientifico. E qui geologi, paleontologi e geofisici si sbizzarrirono in ipotesi più o meno fantasiose, ma nessuna di queste forniva una spiegazione coerente ed accettabile. La più nota e diffusa di queste ipotesi era quella legata ad una lenta variazione climatica. Il progressivo inaridirsi del suolo avrebbe impedito la sopravvivenza dei grossi Dinosauri erbivori e - per conseguenza - anche del terribile Tyrannosaurus rex e dei suoi colleghi predatori.

Questa ipotesi però non teneva conto che non tutti i dinosauri terrestri erano di grandi dimensioni, ed inoltre dimenticava gli Pterodattili, Dinosauri volatili, che potevano facilmente allontanarsi dalle zone aride, ed infine del gruppo degli Ittiosauri che - vivendo in mare - non erano dipendenti dalle condizioni climatiche della terra ferma.

Altre ipotesi invocavano epidemie o incroci tra consanguinei, dimenticando che questi eventi sono comuni anche nel genere umano, ma per fortuna non l’hanno condotto all’estinzione; ne hanno solo contenuto le nascite.

Per dare un’idea dell’immaginazione che animava alcuni studiosi, ricordo che una delle ipotesi era basata sul fatto che i primi Mammiferi che da poco erano comparsi sulla Terra, avevano l’aspetto di piccoli Roditori. Poiché è notorio che molti degli attuali Roditori (ratti, scoiattoli, ecc.) sono ghiotti di uova, i Mammiferi primitivi avrebbero provocato l’estinzione dei Dinosauri mangiandone sistematicamente le uova.

 

La teoria dell’ impatto

 

Nel 1977 Walter Alvarez, un geologo americano che lavorava in Italia, figlio di Louis Alvarez, premio Nobel per la chimica, pensò per primo che un evento catastrofico poteva fornire una spiegazione ragionevole all’estinzione contemporanea di un così elevato numero di gruppi di organismi come quello avvenuto circa 65 milioni di anni fa. Nelle vicinanze di Gubbio, in Umbria, dove lavorava vi era una serie sedimentaria composta di calcari più o meno marnosi ricchi di microfossili chiamata “Scaglia umbra”, in cui le ricerche micropaleontologiche permettevano di stabilire con precisione lo stato in dove avvenne il passaggio tra l’ultimo livello del Cretaceo ed il primo del Paleocene. Alvarez pensò di analizzare questi sedimenti, di composizione molto monotona, per vedere se esisteva qualche indizio particolare proprio in quel livello. Nel 1980 uscì sulla rivista Science un articolo scritto dai due Alvarez, in collaborazione con F.Asaro e H.V.Michol, tutti e quattro della sezione di Berkeley dell’Università di California, in cui si annunciava la scoperta di una concentrazione anomala di cromo, nichel, dei tre metalli nobili rame, argento e oro, di palladio e di iridio proprio in quel livello di sedimento della “Scaglia umbra” che segnava il passaggio tra il Mesozoico ed il Terziario. L’iridio fu scelto come elemento caratteristico di quel livello perché questo metallo del gruppo del platino è rarissimo sulla crosta terrestre, ed è invece relativamente più abbondante nei vari tipi di meteoriti, ossia in quei corpi di origine extraterrestre che cadono in tanto in tanto sul nostro pianeta.

La presenza di questi elementi permetteva un’ipotesi catastrofica per l’estinzione massiccia di un alto numero di specie animali alla fine dell’Era mesozoica, ipotesi che fu chiamata la “teoria dell’impatto”. Secondo questa ipotesi un corpo celeste di alcuni chilometri di diametro avrebbe colpito la Terra 65 milioni di anni fa, provocando la formazione di una specie di nube opaca, mista di materiale terrestre fuso dall’energia di impatto, e polvere cosmica. Questa nube avrebbe bloccato per lungo tempo i raggi solari riducendo drasticamente la fotosintesi clorofilliana.

 

 

Le conseguenze dell’impatto dei meteoriti

 

Un cambiamento così totale dell’ambiente avrebbe portato alla rapida estinzione interi gruppi di organismi o anche specie isolate inadatte alla sopravvivenza in condizioni avverse, ed in particolare quegli animali - come i Dinosauri - che l’ambiente favorevole aveva condotto a dimensioni eccezionali4.

Altri gruppi di organismi invece sopravvissero a queste condizioni sfavorevoli ma transitorie e poterono quindi svilupparsi quando l’ambiente ritornò normale. Tra questi gruppi i Mammiferi, il cui sviluppo fu probabilmente facilitato dalla scomparsa dei grandi Rettili. Analogamente ad ogni ipotesi rivoluzionaria nel campo delle scienze, anche la “teoria dell’impatto” di Alvarez suscitò, e suscita ancora, reazioni contrastanti negli studiosi di scienze della Terra. Purtroppo nei ricercatori la mentalità manichea spesso prevale sulla logica tradizionale e formale, forse perché quasi nessuno legge più le Confessioni di San’Agostino. L’ipotesi di Alvarez suscitò pertanto sostenitori entusiasti e detrattori accaniti, ma - come al solito - più detrattori che sostenitori perché - come sanno bene i governanti guerrafondai - è molto più facile distruggere che costruire.

I detrattori cominciarono col dire che per avere un contenuto anormale in iridio e negli altri elementi caratteristici di questo livello non importava scomodare il materiale extraterrestre: bastavano i basalti e gli altri prodotti di magmi di origine subcrustale. La mineralogia di questo livello della “Scaglia umbra” indicava proprio una importante concentrazione di un particolare gruppo di prodotti argillosi, le smectiti, tipiche dell’alterazione dei vetri vulcanici. E’ vero si che le smectiti sono minerali caratteristici dell’alterazione del vetro -replicò Alvarez - ma questo vetro può anche non essere di origine vulcanica. E’ infatti noto che l’energia di impatto dei grossi meteoriti5 porta alla fusione istantanea di porzioni importanti della crosta, formando quindi - per il rapido raffreddamento di questa massa fusa - una grande quantità di vetro.

Più pragmatisti, i sostenitori della “teoria dell’impatto” iniziarono uno studio sistematico di tutte quelle zone della superficie terrestre in cui esisteva una serie sedimentaria continua dal Cretaceo al Paleogene. Ovunque fu trovato il livello ricco di iridio, senza alcuna eccezione, e questo sia in altre zone europee (Spagna, Danimarca), sia altrove (Giappone, Nuova Zelanda, Canada, Haiti, ecc.) sia infine in numerosi campioni ottenuti dai sondaggi effettuati dalla famosa nave oceanografica americana “Glomar Challenger”. In tutto, quasi un centinaio di luoghi sparsi nel mondo intero.

Naturalmente, sia gli Alvarez e i loro collaboratori, sia gli altri studiosi apportarono variazioni all’ipotesi originale. Alcuni studiosi giapponesi sostennero che non si trattava dell’impatto di un grande meteorite, ma del passaggio del nostro pianeta nella coda di una cometa. Altri si dissero d’accordo con l’impatto del grande meteorite, ma sostennero che la nube opaca non aveva portato ad un raffreddamento della Terra, bensì ad un riscaldamento per il ben noto “effetto serra”. Comunque, trattandosi di effetti provocati da pulviscolo nell’atmosfera, furono scomodate le grandi eruzioni che avevano portato a variazioni climatiche a causa dei prodotti fini (cenere e aerosol) trascinati dalle correnti d’aria calda dei vulcani fino nella stratosfera. Tra queste la celebre eruzione del Krakatoa del 1883 e quella, meno nota ma più importante, del Tambora nel 1815. L’eruzione del Tambora, grande vulcano dell’isola di Sumbawa, nell’arco della Sonda in Indonesia, fu di gran lunga la più terrificante della storia umana. Vennero emessi circa 150 Km3 di materiale piroclastico (30 volte di più dell’eruzione pompeiana del Vesuvio) ed il materiale disperso nella stratosfera (per lo più aerosol) contenente acido solforico e cloridrico) provocò nel 1816 il famoso “anno senza estate”. Nevicò in Luglio e la temperatura scese sotto lo zero in Agosto sia nella Nuova Inghilterra che nel Nord Europa, causando una terribile carestia.

Ma la conferma dell’anomalia di iridio trovata in tanti luoghi a marcare la frontiera tra il Mesozoico e il Cenozoico, non fece arrendere i detrattori più accaniti, che anzi approfittarono degli studi sulle grandi eruzioni vulcaniche per sostenere un’origine terrestre, e non extraterrestre, dell’anomalia di iridio. Tra questi però non vi erano vulcanologi. Qualsiasi vulcanologo informato sa infatti che nel Cretaceo - in corrispondenza del distacco dell’America meridionale dall’Africa - si formavano ovunque grandi fratture con importanti eruzioni di magma subcrustale, generalmente di tipo basaltico. Taluni di questi magmi, di origine molto profonda, portavano alla formazione dei famosi pipes diamantiferi dell’Africa meridionale. Sia nello Zaire infatti (che ne possiede il maggior numero), che in Angola, nel Botswana e nel Transvaal ed in altre parti del Sud Africa, tutti questi imbuti poco svasati riempiti da una breccia di rocce di tipo carbonatico sono di età cretacea. Della stessa età sono anche i pipes diamantiferi di altre parti dell’Africa (Tanzania, Sierra Leone e Guinea), mentre molto più antichi sono quelli della Siberia (l’URSS è il secondo produttore mondiale di diamanti), dell’India, Borneo, Cina, Australia e Stati Uniti.

A parte gli imbuti diamantiferi, è ben noto che l’indice di esplosività dei magmi basaltici è uguale a 5, il che vuol dire che - tra i prodotti emessi dalle eruzioni di questi magmi - il 95% è rappresentato da colate o duomi di lava e solo il 5% da prodotti piroclastici. E tra questi ultimi vi è un grande predominio di scorie, mentre i prodotti fini, ossia quelli che potrebbero diffondersi nella stratosfera, sono in quantità molto ridotta. Inoltre l’apertura dell’oceano Atlantico, e per conseguenza la maggior parte delle eruzioni vulcaniche, sono sì avvenute nel Cretaceo, ma non alla fine di questo periodo geologico.

Invece i vulcani ricchi di prodotti piroclastici, ed in particolare di cenere fine, come il Krakatoa e il Tambora, sono quelli formati dai magmi alcalicalcici (o calco-alcalini che dir si voglia), tipici ed esclusivi degli archi insulari e delle cordigliere. Per questi magmi, chiamati anche andesitici, l’indice di esplosività è di 90% il che significa che solo il 10% dei prodotti emessi è sotto forma di lava, mentre tutto il resto è costituito da prodotti piroclastici (cenere, pomici e lapilli). Il vulcanismo alcalicalcico si sviluppa alla frontiera delle zolle in compressione, dove la porzione di litosfera oceanica di una zolla va in subduzione sotto al margine dell’altra. Fenomeni di questo tipo, con predominio di vulcanismo esplosivo, ve ne sono stati molti in epoca antica e corrispondono in generale ad un periodo orogenetico. Nel Mesozoico non ve ne sono stati ed il grande ciclo recente - quello legato all’orogenesi alpina - inizia nel Terziario ed è tuttora in atto. In questo contesto non è immaginabile che alla fine del Cretaceo vi fossero tali e tante eruzioni vulcaniche esplosive da riempire di cenere tutta la superficie del nostro pianeta. A parte la sua scarsissima verosimiglianza, l’eruzione contemporanea di un gran numero di vulcani sarebbe comunque un evento catastrofico che, con le sue conseguenze climatiche, avrebbe provocato la crisi ecologica più importante della storia della vita sulla Terra. Ci auguriamo solo che - vista la crescente importanza che prendono i creazionisti, specialmente negli Stati Uniti d’America6, la catastrofe, che marcò la fine dell’era Mesozoica non venga considerata una tipica manifestazione della collera divina, come fino a non molto tempo fa i terremoti e le eruzioni vulcaniche catastrofiche non potevano che rappresentare la punizione per la scelleratezza del genere umano, analogamente alle lingue di fuoco che avevano distrutto Sodoma e Gomorra, le città del Piano.

 

Un altro esempio di “catastrofe”

 

Il progresso continuo della geochimica, ramo delle scienze della Terra che si occupa della distribuzione degli elementi chimici nel nostro pianeta e delle sue cause, ha condotto in questi ultimi decenni al ridimensionamento del principio dell’attualismo, tanto caro ai geologi della prima metà del nostro secolo. Secondo questo principio, in tutte le epoche geologiche passate, da quando la vita è comparsa sulla Terra, le condizioni climatiche, come tutte le caratteristiche geofisiche del nostro pianeta, erano state uguali a quelle che riscontriamo attualmente. Lo studio quantitativo del ciclo clorofilliano ha portato invece a stabilire che se accadesse - come accade - che una parte non trascurabile della sostanza organica sfugga alla putrefazione (o alla combustione) che avrebbe portato ai composti di partenza (acqua e CO2) una parte dell’ossigeno di queste reazioni non avvenute deve restare allo stato libero nell’atmosfera. In altre parole, tanta più sostanza organica resta imprigionata nei sedimenti terrestri, sotto forma di carboni fossili, di bitume o di idrocarburi, o diluita a colorare i calcari grigi o neri, tanto più ossigeno resterà libero nell’aria. Estrapolando all’indietro nel tempo questo principio è evidente che vi è stata un’epoca nella storia della Terra in cui non vi era ossigeno nell’atmosfera (o ve ne era pochissimo, generato per reazione nell’atmosfera stessa), mentre era molto maggiore il tenore in CO2.

La mancanza di ossigeno aveva condizionato certi fenomeni geologici, che potevano avvenire solo in condizioni ambientali diverse dalle nostre. Un esempio classico è quello dei grandi giacimenti sedimentari marini di ferro che forniscono oltre il 90% del minerale utilizzato per le produzioni dell’acciaio, della ghisa e delle ferro-leghe: questi giacimenti sono tutti di età precambriana, ossia si sono formati quando i fondi oceanici riducenti permettevano la messa in soluzione dei sali di ferro bivalente. Allorché le correnti marine portavano alla risalita verso la superficie di tali acqua profonde, l’ambiente ossidante provocava la precipitazione e l’accumulo degli idrossidi di ferro trivalenti del tutto insolubili (quelli che formano la comune ruggine).

Questi studi, facilitati dall’enorme massa di dati forniti dalla moderna oceanografia, hanno condotto a stabilire che in tutti i fondi oceanici attuali (salvo sporadiche e statisticamente trascurabili eccezioni) l’ambiente è ossigenato e che vi era ovunque ossigeno sui fondi marini a partire dall’inizio dell’Era mesozoica.

 

 

Una catastrofe ecologica è all’origine del petrolio?

 

Questa constatazione rimetteva in discussione un problema considerato oramai assodato, ossia quello dell’origine del petrolio7. Com’è noto, gli idrocarburi si formavano per putrefazione anaerobica della sostanza organica che si accumula in sedimenti marini. Questi processi di putrefazione sono stati riprodotti sperimentalmente ed è stato ugualmente riprodotto quel processo diagenetico, noto con il nome di “shock termico” che trasforma i prodotti iniziali della putrefazione nelle miscele di idrocarburi saturi, non saturi ed aromatici, che sono i petroli che noi sfruttiamo. Ma se i fondi oceanici sono sempre stati ossidanti dal Trias in poi, la sostanza organica che via via precipitava sul fondo si combinava con l’ossigeno, trasformandosi tutta in acqua e anidride carbonica e chiudendo così il ciclo clorofilliano. Gli attuali fondi marini “asfittici”, ossia con ambiente riducente e privo di ossigeno, sono troppo scarsi, e quasi verosimilmente, sono sempre stati troppo scarsi per giustificare l’enorme quantità di depositi di idrocarburi che si trovano in tutto il mondo formati e accumulati in tutte le epoche geologiche, ma principalmente proprio dal Trias al Pliocene.

Ed ecco che pochi anni fa è stata formulata una nuova teoria di tipo catastrofico sull’origine dei depositi di carburi fossili. Esistono attualmente in mare tre tipi di organismi del tutto diversi tra loro che producono un veleno assai simile di composizione e di una potenza molto superiore a qualsiasi altro tipo di sostanza tossica di origine organica.

Uno di questi organismi è un piccolissimo cefalopode australiano che vive sulla barriera corallina e che si chiama Octopus (o Hapalochlaena) maculosa (una specie simile e ugualmente velenosa è la H. Lumbata). Il morso di questo polpetto di colore azzurrognolo, pesante solo pochi grammi, provoca la morte in pochi istanti di qualsiasi organismo, uomo compreso. Il secondo è un genere di pesce molto comune, specialmente nella barriera corallina dell’oceano Indiano e del Pacifico, ma che si trova gonfio, secco, spinoso e con l’aria stralunata anche da noi in moltissimi negozi di materiale esotico. Si tratta del genere Tetraodon, uno dei pesci-palla, che utilizza i fortissimi denti per sgranocchiare le colonie di celenterati, polipi e sostanze calcaree, che costituiscono la parte predominante delle formazioni coralligene. Questi pesci-palla contengono una quantità notevole di un potentissimo veleno, che curiosamente non utilizzano in nessun modo; tale veleno infatti non è contenuto né nelle spine (come in tanti altri pesci) né nei denti, come in tanti rettili8.

Forse proprio perché mangiatori di Tetraodon, furono degli studiosi giapponesi a condurre studi approfonditi sul veleno di questo pesce e del polpetto azzurro dell’Australia. E così si accorsero che esistevano altri produttori di un veleno di assai simile, ed ancora più potente. Si tratta di certi microrganismi planctonici che - per ragioni ancora tutt’altro che chiare - all’improvviso producono grandi quantità di questo veleno che si spande nell’acqua marina. Tutta la vita si estingue rapidamente su vaste aree, sia in superficie che nelle profondità marine, e il plancton morto si colora di rosso. Si tratta di vere catastrofi ecologiche, anche se su aree relativamente ristrette (ordine delle centinaia di Km2). Che frequenza avevano queste catastrofi? Ed ecco che - con pazienza veramente orientale - del personale qualificato passò un tempo notevole a sfogliare con cura tutti i libri di bordo delle navi da guerra e mercantili di Sua Maestà Britannica, gelosamente conservati a Londra negli archivi dell’Ammiragliato. E fu così che apparvero eccellenti descrizioni di questo straordinario fenomeno: giorni interi di navigazione a vela rallentata da enormi quantità di pesci morti galleggianti su un mare di colore sanguigno. Da questi archivi si poté ricavare che il fenomeno era avvenuto in luoghi diversi tre volte per secolo. E’ ovvio che si tratta di una statistica per difetto perché mancavano ovviamente i libri di bordo di tutte le navi che avevano fatto naufragio e quelle delle altre marinerie. Comunque, anche tre di queste catastrofi per secolo sono un numero impressionante alle scale dei tempi geologici: sono infatti 30.000 catastrofi per ogni milione di anni che - come sappiamo - è l’unità delle scale dei tempi geologici.

Ed ecco come gli studiosi giapponesi hanno proposto la loro teoria catastrofica dell’origine del petrolio. Fin dall’inizio dell’Era mesozoica il fondo oceanico è stato ossidante. Ciò significa che sul fondo marino l’ossigeno disciolto nell’acqua, e che viene consumato dalla putrefazione aerobica della sostanza organica, viene rinnovato dall’apporto continuo di acqua superficiale operato dalle correnti marine. Si forma così quello che in termodinamica viene chiamato un sistema stazionario. Ciò significa che - malgrado che avvengano in un sistema confinato reazioni e scambi di vario tipo - le condizioni del sistema nel tempo sono sempre uguali (in questo caso, uguale quantità di ossigeno, di sostanza organica e di anidride carbonica).

E’ evidente che una catastrofe ecologica come quella provocata da plancton avvelenato porta un turbamento al sistema. La quantità di sostanza organica che arriva tutta insieme sul fondo è enorme e l’ossigeno presente non è in grado di distruggerla. Iniziano quindi fenomeni di putrefazione anaerobica con formazione di idrocarburi, mentre il sistema ridiventa stazionario al di sopra del prodotto delle catastrofi. La presenza di numerosissimi resti di pesci nei livelli ricchi di sostanza organica (che vengono chiamati “naftogenici” perché considerati la roccia-madre degli idrocarburi) sarebbe proprio un indizio di una di queste catastrofi ecologiche, con partecipazione massiccia degli organismi pelagici alla formazione di questi depositi.

Le recenti campagne di sondaggi profondi sui fondi oceanici, eseguite da navi oceanografiche americane particolarmente attrezzate per il Deep Sea Drilling Project, hanno scoperto, intercalate alle lave basaltiche, numerosi depositi sedimentari neri impregnati di sostanze organiche. I futuri studi di questi strati neri potrebbero apportare dati fondamentali per confermare o smentire l’origine del petrolio in seguito a catastrofi ecologiche ripetute nel tempo.

 

 

 

Note

 

1. San Barnaba fu uno dei discepoli di Gesù Cristo, amico di San Paolo e di San Marco. La sua lunga epistola, dedicata in parte a questo problema, si trova in una delle più antiche copie dei Vangeli, quella dei Codex Sinaiticus, del IV secolo, rinvenuta nel famoso convento di Santa Caterina nella penisola del Sinai. In questa epistola, che fu scritta probabilmente ad Alessandria d’Egitto ai tempi dell’imperatore Vespasiano (70-79 d.C.), San Barnaba dichiara che i sei giorni della creazione sono in realtà 6000 anni. Ed ecco come questo seguace di Cristo riesce a moltiplicare per 365.000 il tempo assegnato alla creazione divina dalla tradizione ebraica.

Nel salmo n. 84 c’è un versetto che dice all’incirca: “Meglio un giorno nella casa del Signore che mille anni altrove”. E’ chiaro che si tratta di pura poesia per descrivere la gioia di abitare vicino al Signore, anche senza vederlo (il testo latino del salmo 84 dice infatti: in atriis tuis, ossia in anticamera).

A questo testo forse si è ispirato l’ignoto soldato della prima guerra mondiale che scrisse su di un muro diroccato la famosa frase: “Meglio vivere un giorno da leone che cento anni da pecora”, tanto cara al Fascismo. Personalmente preferisco quella di significato analogo, ma non più basata sul tempo, della resistenza latino-americana: Mas vale morir de pie que vivir arrodillado (meglio morire in piedi che vivere inginocchiato).

2. Ai 6000 anni della creazione venivano ovviamente aggiunti quelli “storici” a partire da Adamo ed Eva. La Bibbia era sempre la base di questi calcoli, a cui si sono dedicati numerosi teologi ed esegeti dei sacri testi. Citerò ad esempio solo uno dei più famosi del XVIII secolo, il vescovo anglicano George Berkeley, gran nemico e denigratore di Isaac Newton, in quanto riteneva che un certo tipo di matematica conduceva alla negazione di Dio. La sicurezza che aveva nelle sue conoscenze lo portò a scrivere un libro The Analyst per dimostrare che il calcolo infinitesimale introdotto da Newton era del tutto sbagliato. I calcoli di Berkeley sull’età della Terra portarono a risultati leggermente diversi rispetto ai calcoli precedenti, il che lo riempì di soddisfazione. In particolare riuscì a dimostrare i grossolani errori contenuti nel volume Telluris theoria sacra, scritto nel 1680 da Thomas Burnet, e che riguardavano l’età della creazione. Secondo Berkeley, Burnet si era sbagliato di ben un anno e quattro mesi...

Per onorare il vescovo Berkeley fu dato il suo nome ad un villaggio della costa pacifica a sud di San Francisco, ora sede di una delle più prestigiose sezioni dell’Università di California.

3. La geologia storica, nata quando ancora il progresso della scienza non permetteva determinazioni assolute di età, era basata sull’apparizione e sulla scomparsa di ogni tipo di forma di vita, giacche queste lasciarono tracce inconfondibili negli strati rocciosi. E’ dunque evidente che i periodi geologici più recenti erano i meglio conosciuti perché contenevano più resti di organismi in uno stato di conservazione tale da permetterne una precisa determinazione. Ciò ha portato a suddivisioni più minuziose per questi ultimi, a scapito di uno sviluppo cronologico più equilibrato. Per fare un esempio, uno dei periodi del Paleozoico, il ben noto Carbonifero, è durato lo stesso tempo di tutti i cinque periodi dell’Era terziaria e del Quaternario messi assieme.

4. Ricordiamo che analoghi fenomeni di gigantismo si erano verificati anche nel gruppo delle Ammoniti. Nella “pietra forte”, un’arenaria di età cretacica dei dintorni di Firenze (e che è servita alla costruzione dei più bei palazzi di quella città, a cominciare da Palazzo Vecchio) sono state trovate delle Ammoniti di quasi un metro di diametro, mentre in sedimenti del Cretaceo della Westphalia è relativamente comune il Packidiscus seppenradensis, una ammonite di oltre due metri di diametro. Del vastissimo gruppo dei molluschi Cefalopodi tetrabranchiati, simili alle Ammoniti, attualmente sopravvivono le poche specie di Nautilus, dalla bellissima conchiglia iridescente, che vive nella barriera corallina dell’Indo-Pacifico, e le piccole e poco cresciute Spirulae, simili alle belemniti, che vivono in profondità negli oceani.

5. Celebre in Europa il cratere del Ries, nella Baviera settentrionale, di 20 Km di diametro, provocato dall’impatto di una massa di oltre un Km3 di diametro.

6. Malgrado le brucianti sconfitte di fronte alla Corte Suprema degli Stati Uniti, per alcuni stati, quali Arkansas, Louisiana e Mississippi, che avevano cercato di abolire lo studio dell’evoluzione nelle scuole medie, sostenendo che il creazionismo era la sola vera scienza, gli integralisti continuarono a guadagnare terreno in America, sostenuti nascostamente o apertamente dalla destra più retriva, da molte delle numerose chiese ed anche dal presidente Reagan. A Gainesville, in Florida, l’università ha istituito un “Genesis School of Graduate Studies”, che dà addirittura un dottorato di ricerca. Nel 1984, da un’inchiesta dell’Istituto Gallup risultava che solo il 9% degli intervistati era convinto dell’evoluzione darwiniana: il 44% era convinto che il creazionismo biblico fosse l’assoluta verità, mentre il 38% credeva nell’evoluzione, ma “aiutata” dal continuo intervento divino. Un ultimo 9% infine ignorava l’argomento o il problema era fuori dai propri interessi.

7. Di tanto in tanto qualcuno propone di nuovo un’origine inorganica per gli idrocarburi facendo inconsciamente un’azione di retroguardia per il progresso scientifico. Recentemente il geofisico americano Thomas Gold ha riproposto questa ipotesi, basata sulla presenza sicura di minime quantità di metano nel Mantello terrestre. Con estrapolazioni ingiustificate ha trasformato pochi dati incerti e spesso grossolanamente errati in una certezza assoluta: a grande profondità nella crosta terrestre devono esistere enormi depositi di idrocarburi ancora sconosciuti. Su queste basi Gold ha chiesto 18 milioni di dollari alla CEE (che gli sono stati negati) per eseguire sondaggi profondi. Ora pare che abbia convinto il Governo svedese e pochi mesi fa (ottobre 1986) è iniziata la perforazione profonda che dovrebbe essere risolutiva.

8. Sulle coste africane dell’oceano indiano questi pesci vengono seccati al sole e trasformati in bocconi avvelenati per ridurre il numero delle iene e degli sciacalli, tanto dannosi per gli armenti. In Giappone, la parte posteriore del Tetraodon è ritenuta un cibo delicato e vi sono specialisti per eliminare tutto il potente e pericolosissimo veleno. Ma non proprio tutto: pare che una minima traccia abbia un potere inebriante, ed è proprio questa proprietà che rende gustoso tale pesce. Qualche anno fa una partita di tale pesce fu importato congelato in Italia con il nome di “coda di rospo”. Era stato pulito male e provocò gravi avvelenamenti, di cui alcuni mortali, mettendo in crisi temporanea il fiorente mercato dell’eccellente e autentica “coda di rospo”, ossia la parte caudale di quel bruttissimo pesce che è la Rana pescatrice.

 

 

La geologia di Roma

 

Le formazioni geologiche che costituiscono l'ossatura delle colline di Roma sono riferibili al Pleistocene inferiore e medio. Si tratta in modo dominante di formazioni piroclastiche provenienti dagli apparati vulcanici laziale e sabatino, sovrapposte a sabbie ed argille pre-vulcaniche e localmente coperte da limi, argille e travertini post-vulcanici. Il contatto tra i depositi provenienti dai due centri eruttivi avviene proprio in corrispondenza del centro della città. Le formazioni vulcaniche del centro di Roma consistono in ignimbriti, tufi più o meno litoidi e tufi terrosi. Questi depositi si trovano generalmente in giacitura suborizzontale, ma una giacitura localmente irregolare riflette la preesistenza di profonde vallate, incise in alternanza all’attività vulcanica. Il risultato dell’ultimo frazionamento delle coltri vulcaniche da parte delle acque è l'attuale tipico paesaggio della campagna romana, caratterizzata prevalentemente da colline con sommità pianeggiante e versanti relativamente ripidi.

La rete idrografica originaria di Roma è composta dal Tevere con i suoi affluenti. Lungo il versante orientale della valle tiberina, da nord a sud, s’incontra per primo il torrente noto in epoca romana come Amnis Petronia,  che separa i colli Pincio e Quirinale. Le colline del Quirinale, Viminale ed Esquilino erano separate da profonde incisioni, determinate da piccoli corsi d’acqua che confluivano nella valle del torrente Spinon. I colli Esquilino e Celio erano divisi dalla valle corrispondente all’attuale via Labicana, percorsa da un torrente che poi, all’altezza della valle del Circo Massimo, confluiva con l’importante corso d’acqua del Nodicus.

Per quanto riguarda la forma generale dei “sette colli” di Roma, solo l'Aventino, il Palatino ed il Campidoglio sono circondati su tutti i lati da versanti alti e ripidi, mentre gli altri (il Quirinale, il Viminale, l’Esquilino - di cui fa parte l’Oppio - e il Celio) sono circondati su tre lati da versanti, mentre il quarto lato si fonde, senza dislivelli, con l’esteso pianoro vulcanico orientale di Roma, dove infatti la distinzione tra questi rilievi non si basa più totalmente su caratteri morfologici.

 

Il Colle Oppio

Il lato occidentale dell’Esquilino si divide in Fagutal, Oppio e Cispio. Ne dovrebbe far parte anche il rilievo delle Carinae, che costituisce l’allaccio alla Velia. Il Fagutal corrisponde tradizionalmente all’altura dove si trova attualmente la chiesa di S. Pietro in Vincoli, e raggiunge quote di ca. 45 m. s.l.m.

La ricostruzione geologica e morfologica si riferisce all’intero lato occidentale dell’Esquilino. Gli studiosi  concordano a grande linee sulla costituzione geologica del colle, anche se nei dettagli si verificano notevole discordanze, in particolare sull’estensione del tufo lionato e della formazione fluvio-lacustre. Nella stratigrafia del Colle Oppio sono segnalate, dal basso verso l’alto, le seguenti formazioni geologiche:

• il complesso di argille, sabbie e ghiaie del Siciliano
• la formazione fluvio-palustre
• i tufi antichi
• il tufo lionato

 

La cartina geologica mette in risalto la presenza di due residui della formazione fluvio-lacustre: uno in cima alla Velia e uno in cima al Fagutal. Il sottostante tufo lionato è stato cartografato come una formazione continua dalla Velia al Fagutal. Novità rispetto alle carte geologiche note sono le due rientranze nella copertura tufacea, una lungo il lato sud del Colle Oppio, verso la valle del Colosseo e l’altra lungo il lato nord-ovest, verso la valle dello Spinon. Ambedue le rientranze dovrebbero corrispondere ad insenature del complesso collinare, in corrispondenza delle sabbie facilmente erodibili della formazione fluvio-palustre.

I dati archeologici hanno messo in risalto la preesistenza di un profondo avvallamento sulla cima del Colle Oppio. Questa valle, quasi certamente naturale, può svilupparsi solo in una direzione, cioè verso nord-ovest o verso sud-est, e quindi può corrispondere solo ad una delle due insenature qui sopra nominate (vedi le due frecce nella figura). Attualmente, chi scrive propende in favore di una affluenza originaria della depressione verso sud, cioè verso la valle del Colosseo, e ciò in base ai valori bassi raggiunte su questo lato dalle strutture romane e dal tetto della sabbia fluvio-palustre, ed in base al notevole spessore locale della stessa formazione, facilmente erodibile.

 

Le rocce sedimentarie

 

Il processo sedimentario è responsabile della formazione di gran parte delle rocce presenti nei primi 10 km della crosta terrestre. Esso si svolge ad una temperatura massima di 120°C.

 

Le rocce sedimentarie terrigene

 

Perché si formi una roccia sedimentaria terrigena, una roccia madre deve essere sgretolata in clasti, che subiscono il trasporto in una zona di accumulo, dove avviene la sedimentazione.

La diagenesi (ovvero la formazione di rocce sedimentarie) avviene tramite:

• compattazione (diminuzione del volume dei pori ed espulsione di H2O)
• cementazione (precipitazione di CaCO3 e SiO2)

La classificazione delle rocce sedimentarie viene fatta tramite due criteri:

• dimensione dei clasti

• conglomerati (ciottoli e ghiaie)
• areniti (sabbie)
• peliti (argille e silt)

• grado di arrotondamento dei clasti (indicatore della durata del trasporto)

 

I conglomerati possono essere composti da benclassato poligenico (ovvero composto da clasti di tipo diverso) o polimittico (composto da classi di dimensione diversa) e sono distinti in:

• puddinghe (clasti arrotondati)
• breccie (clasti a spigoli vivi)

 

Le arenarie sono sabbie che si trovano in numerosi ambienti. Il loro colore è dovuto alla diversa composizione:

• quarzareniti (colore chiaro, contenuto in silice >80%)
• litareniti (multicolore, frazione detritica >50%)
• arcose (contenuto in feldspati >50%)

 

Le argilliti sono silicati idrati di alluminio. Sono impermeabili ma allo stesso tempo molto porose. Le argille nere sono argille molto ricche di componenti organici.

 

Le rocce sedimentarie chimiche

 

Sono rocce originate da processi chimici. Esse sono divise in rocce:

• allochimiche (o organogone) formate dal deposito di gusci:

• calcarei
• calcari foraminiferi (plancton)
• calcari corallini (es: dolomite à Ca corallo frantumato + Mg dell’H2O Marina)
• calcari ammonitici (es: calcari della Costa Azzurra)
• calcari nummulitici (i nummuliti assomigliano a lenticchie; es: rocce delle Piramidi)
• silicei
• calcari radiolaritici  (plancton)
• calcari diaomeici (alghe; es: farina fossile)
• calcari spongolitici (spunge)

• ortochimiche (evaporiti)

• precipitazione CaCO3 à travertino, alabastro, stalattiti, stalagmiti
• evaporazione à gesso, salgemma

 

Elementi di stratigrafia

 

Lo strato è l’unità deposizionale fondamentale, composto da rocce che hanno un certa omogeneità, caratterizzato da uno spessore (detto potenza) e delimitato da da superfici parallele chiamate piani di stratificazione.

Grazie alla stratigrafia i geologi possono determinare con precisione la storia geologica di una zona (paleogeologia).

La facies sedimentaria è l’insieme delle caratteristiche litologiche e paleontologiche di un sedimento (correlate all’ambiente di formazione):

• tipo di cemento
• granulometria
• struttura stratigrafica
• contenuto e tipo di fossili

• fossili di facies (resti di animali caratteristici di un ambiente ristretto)
• fossili guida (resti di animali di un periodo geologico relativamente breve)

 

Leggi della stratigrafia:

1. Legge dell’orizzontalità degli strati: in ambiente marino i sedimenti si depositano in strati orizzontali e pressoché paralleli alla superficie su cui si depositano.
2. Legge di sovrapposizione: in una successione normale di strati, lo strato sottostante è più antico di quello sovrastante.
3. Legge di intersezione: una struttura (intrusione magmatica o faglia) che interseca una successione stratigrafica è più recente di essa.
4.  Legge di correlazione stratigrafica: si possono correlare successioni stratigrafiche che affiorano in zone diverse se hanno la stessa facies sedimentaria.
5. Legge di Walther: in una successione stratigrafica continua gli strati sovrapposti al contatto si sono originati in ambienti adiacenti. Ne deriva che, ad esempio, uno strato di piana abissale non potrà mai essere adiacente ad uno di ambiente marino prossimale.

 

Un ciclo sedimentario è un periodo di tempo in cui avviene una trasgressione marina, seguita da una regressione. Ogni ciclo sedimentario è delimitato alla base da una superficie di discontinuità.

Una lacuna di sedimentazione (periodo in cui non si è sedimentato nulla) è segnalata dalla presenza di una discordanza angolare (diversa inclinazione degli strati) o da una disconformità (non rispetto della legge di Walther)

 

Il rilevamento geologico

 

Per lo studio della stratigrafia è utile la rappresentazione topografica delle rocce che affiorano in superficie, che si fa indicando sulla cartina la giacitura degli strati:

• direzione (intersezione tra strato orizzontale e strato in questione) trovata tramite l’utilizzo di una bussola
• immersione (linea perpendicolare alla direzione che indica il verso di immersione; la linea che indica il verso contrario si chiama vergenza)
• inclinazione (angolazione rispetto allo strato orizzontale) misurata con un clinometro; se è bassa gli strati sono tiltati, se è forte sono inclinati

 

Unità litostratigrafiche: insiemi di strati formati in continuità stratigrafica.

Unità cronostratigrafiche: successioni di strati formati in determinati periodi geologici.

Unità biostratigrafiche: insiemi di strati definiti dalla presenza di determinati resti fossili.

 

L’interno della Terra

 

Cos’è la geologia?

 

La geologia è la scienza che studia la composizione e la struttura della Terra e le loro trasformazioni.

 

I geologi studiano le rocce, ma non solo...

I geologi raccolgono le loro informazioni soprattutto studiando le rocce e la loro distribuzione. Le rocce più facili da studiare sono quelle che si trovano in superficie e le rocce che si possono trovare nelle miniere (che raggiungono al massimo i 3 km di profondità). Ma che cosa sappiamo delle rocce che si trovano più in profondità? Una parte di esse raggiunge la superficie attraverso le eruzioni vulcaniche. Inoltre possono raccogliere e studiare anche le rocce che si estraggono dalle trivellazioni. Le più profonde trivellazioni però non superano i 10 km di profondità. Eppure i geologi possono affermare di conoscere la composizione e la struttura della Terra fino al suo centro, che si trova a 6400 km dalla superficie.

 

Con quali metodi gli scienziati possono arrivare a conoscere qualcosa che non è possibile osservare direttamente?

Questi metodi si chiamano metodi indiretti. Il principale di essi è lo studio della propagazione delle onde sismiche, cioè lo studio dei terremoti per mezzo dei sismografi.

Si può capire se un oggetto è pieno oppure vuoto a seconda di come risuona dopo averlo colpito: le vibrazioni sonore si trasmettono in modo diverso attraverso un oggetto pieno o un oggetto cavo e in modo ancora diverso se contiene un liquido o se è completamente solido.

Allo stesso modo, le onde sismiche, molto simili alle onde sonore, si propagano attraverso l’intero pianeta e possono essere studiate per capire com’è fatta la Terra. Esse si propagano in modo diverso se incontrano strati di roccia più o meno densa, oppure se incontrano una massa allo stato liquido: rimbalzano, rallentano oppure vengono completamente assorbite.

Analizzando i dati provenienti da molti sismografi distribuiti in varie regioni, che registrano contemporaneamente gli stessi terremoti, si è capito che a profondità ben definite ci sono delle discontinuità cioè dei cambiamenti di stato (da solido a liquido e viceversa) e dei cambiamenti di densità.

Un altro metodo indiretto è lo studio della composizione delle meteoriti, frammenti di pianeti e asteroidi distrutti, cadute sulla terra. Analizzando la loro composizione chimica si può capire di che cosa sono fatti i pianeti, anche nelle parti più profonde. Molte meteoriti sono fatte di Nichel e di Ferro. Questo fatto ci può suggerire che anche il nucleo terrestre sia fatto degli stessi elementi.

 

Struttura della Terra

Oggi sappiamo che la Terra si compone di 3 strati principali: la crosta (fino a qualche decina di chilometri di profondità), il mantello (fino a 2900 km) e il nucleo.

 

1) La crosta terrestre.

E’ lo strato solido più superficiale. E’ composta soprattutto da silicati di alluminio per cui in passato veniva chiamata SIAL. Il silicio e l’alluminio sono elementi piuttosto leggeri, rispetto a quelli che troveremo nel mantello e nel nucleo.

La crosta non ha sempre lo stesso spessore e nemmeno la stessa composizione: distinguiamo una crosta continentale (quella che forma i continenti) e una crosta oceanica (quella che si trova sul fondo degli oceani). La crosta continentale è più spessa, raggiungendo i 70 km di profondità, mentre la crosta oceanica è più sottile, con uno spessore di soli 10 km. Un’altra differenza è nella composizione delle rocce: la crosta continentale è fatta di rocce più leggere rispetto a quelle che formano i fondi oceanici.

 

2) Il mantello

E’ lo strato che occupa la maggior parte del volume della Terra (l’80%). Ha uno spessore di 2900 km ed è composto da silicati di magnesio e di ferro. Veniva chiamata SIMA proprio per questo motivo.

Il mantello si divide a sua volta in alcuni strati: il più superficiale, quello che si trova appena sotto la crosta terrestre, è solido. La crosta terrestre assieme questo primo strato solido del mantello, vengono chiamati litosfera.

Appena sotto la litosfera inizia uno strato semifluido chiamato astenosfera. Le rocce incandescenti e fuse dell’astenosfera formano il magma che talvolta esce in superficie attraverso i camini vulcanici.

A maggiore profondità, sotto l’astenosfera, inizia lo strato più spesso del mantello che è allo stato solido, ed è chiamato mesosfera. Esso raggiunge la profondità di 2900 km.

 

3) Il nucleo

È la parte più interna del nostro pianeta. E’ composto da ferro e nichel, elementi pesanti, e per questo motivo in passato veniva chiamato NIFE.

E’ suddiviso in due parti: un nucleo esterno, fluido e spesso 2000 km, e un nucleo interno solido. Nonostante le altissime temperature del nucleo interno (5000°C) esso è allo stato solido perché le molecole sono “avvicinate” tra loro a causa dall’elevatissima pressione dovuta al peso degli strati soprastanti.

 

Curiosità:

Il nucleo della terra è ricco di ferro e ruota su se stesso. Questo movimento, come la dinamo di una bicicletta, produce correnti elettriche che generano il campo magnetico terrestre. Il campo magnetico terrestre, oltre a orientare le bussole, ci protegge dal vento solare.

 

Come si è formata la Terra?

La Terra, come gli altri pianeti del Sistema Solare, si è formata circa 5 miliardi di anni fa, quando il Sole, appena nato, era ancora immerso in una gigantesca nube di gas e polveri. Questi materiali inizialmente sparpagliati nello spazio si sono aggregati attorno ad una massa principale. A mano a mano che questa massa aumentava, attirava per gravità una sempre maggiore quantità di polveri e gas.

All’inizio la Terra era una grande sfera di magma ad alta temperatura. I materiali più densi (cioè più “pesanti”, come il ferro e il nichel) affondarono verso il centro formando il nucleo e quelli più leggeri (silicio e alluminio) risalirono in superficie.

Il calore terrestre è prodotto:

1. dall’impatto di corpi solidi dallo spazio
2. dalla pressione (cioè il “peso”) degli strati esterni su quelli interni
3. dalle reazioni nucleari degli elementi radioattivi, quali l’uranio, presenti soprattutto nel nucleo.

 

Atmosfera e oceani

I gas e le sostanze più leggere uscirono in grande quantità verso la superficie, formando un’atmosfera primitiva composta soprattutto di vapore acqueo e anidride carbonica. Con il graduale raffreddamento della superficie, le rocce esterne si solidificarono e il vapore acqueo dell’atmosfera si condensò in pioggia. Si formarono così gli oceani dove nacquero le prime forme di vita. Con la comparsa di organismi fotosintetici (3 miliardi di anni fa) l’atmosfera cambiò composizione arricchendosi di ossigeno. Una parte dell’ossigeno andò a formare lo strato di ozono che protegge la superficie terrestre dalle radiazioni ultraviolette del Sole. Si crearono così le condizioni per lo sviluppo delle forme di vita più complesse che riuscirono a colonizzare anche le terre emerse.

 

La teoria della deriva dei continenti

 

La coincidenza di forme…

Già nel diciassettesimo secolo, dopo la scoperta dell’America e la compilazione delle prime carte geografiche planetarie, alcuni geografi osservarono con curiosità la strana coincidenza di forme tra coste occidentali del continente americano  e quelle orientali dell’Europa e dell’Africa. Sembrava quasi che questi continenti, affacciati sull’Oceano Atlantico, si potessero incastrare tra loro come i pezzi di un puzzle.

 

Le prove

Agli inizi del Novecento, lo scienziato tedesco Alfred Wegener, propose una teoria azzardata: i continenti non sono immobili ma si sono allontanati tra loro come tante zattere che vanno alla deriva. In una lontana era geologica tutti i continenti dovevano essere attaccati assieme per formare un unico grande continente (Pangea) circondato da un unico grande oceano (Pantalassa).

Le principali prove che Wegener portava a favore della sua teoria erano tre:

1. lungo la costa occidentale del Sudamerica si trovano rocce molto simili a quelle presenti lungo la costa orientale dell’Africa.
2. Un fossile di rettile d’acqua dolce, il mesosauro, vissuto più di 250 milioni di anni fa, si trova sia sulle coste dell’Argentina che su quelle dell’Africa meridionale. E’ impensabile che questo animale sia riuscito ad attraversare l’oceano, a meno che i due continenti non fossero un tempo uniti.
3. Un’osservazione simile riguardava una pianta fossile (Glossopteris) risalente a più di 200 milioni di anni fa e presente su entrambe le coste.

 

I limiti della teoria di Wegener

La teoria di Wegener non fu accettata facilmente dagli scienziati dell’epoca soprattutto per il fatto che essa descriveva un possibile movimento dei continenti senza però spiegarne adeguatamente i meccanismi e le cause del movimento.

 

La tettonica a placche

Soltanto a partire dagli anni ’50, con l’esplorazione dei fondali oceanici la teoria di Wegener fu arricchita di altre prove e si riuscì a spiegare il meccanismo che provoca il movimento. Questo nuovo modello, che arricchisce e completa la teoria di Wegener, si chiama tettonica a placche dalla parola greca tektoniké che significa “costruzione”. Secondo questa teoria, infatti, la crosta terrestre è suddivisa in un certo numero aree chiamate placche. Lungo alcuni margini di queste placche la crosta terrestre si costruisce e lungo altri margini essa viene distrutta.

 

La forma dei fondali oceanici e i margini divergenti

Al tempo di Wegener si credeva che i fondali oceanici fossero pianeggianti e regolari. Con l’uso dei batiscafi e degli ecoscandagli si è scoperto invece che sotto gli oceani ci sono delle profonde fosse e delle grandi catene montuose chiamate dorsali oceaniche. Una di queste catene, la dorsale medio atlantica, è una lunghissima catena che attraversa tutto l’oceano Atlantico, dall’Islanda fino all’Antartide per continuare nell’Oceano Indiano e oltre. Lungo tutta la dorsale, corre una valle vulcanica centrale attraverso la quale fuoriesce continuamente del magma. La crosta oceanica Atlantica è spaccato in due parti da questa valle che corre lungo tutto l’oceano. Le due parti si allontanano lentamente una dall’altra e l’apertura centrale viene continuamente riempita di magma che esce, si raffredda e si solidifica, formando le catene montuose parallele che formano la dorsale medio atlantica.

La valle è una frattura che separa due placche. Le due placche si allontanano lentamente tra loro e nella frattura si forma continuamente nuova crosta terrestre. Questa frattura si chiama margine divergente.

 

Le grandi catene montuose continentali e i margini convergenti.

Se due placche si avvicinano tra loro (convergono) si possono verificare tre diverse situazioni a seconda del tipo di crosta terrestre di cui sono fatte:

1. Una placca continentale si scontra con un’altra placca continentale: in questo caso il margine tra le due placche si solleva, si piega e si forma una catena montuosa (orogenesi). L’esempio è la catena Himalayana che si è creata in seguito allo scontro tra la placca dell’India e la placca dell’Asia.
2. Una placca oceanica si scontra con una placca continentale: in questo caso, la crosta oceanica, essendo più pesante della crosta continentale, si infila al di sotto di questa (fenomeno della subduzione). Mentre la crosta continentale si solleva per formare una catena montuosa, la crosta oceanica scende e si immerge nel mantello, e il calore prodotto dallo “scontro” dà origine a numerosi vulcani disposti lungo la catena montuosa. Lungo la costa oceanica invece si forma una fossa. L’esempio è la catena Andina lungo la costa pacifica del Sudamerica in cui la placca di Nazca si scontra con la placca sudamericana e si infila al di sotto per subduzione.
3. Una placca oceanica si scontra con un’altra placca oceanica: in questo caso una delle due parti si infila sotto l’altra (subduzione); anche in questo caso, come nel precedente, il calore prodotto dallo scontro genera fenomeni vulcanici sotto forma di arcipelago di isole vulcaniche e si forma una fossa oceanica parallela all’arcipelago. L’esempio è l’arcipelago del Giappone in cui la placca del Pacifico si infila sotto la placca asiatica.

 

Creazione e distruzione di crosta terrestre

Mentre nei margini divergenti, come abbiamo visto, avviene la creazione di crosta oceanica, nei margini convergenti la crosta terrestre viene distrutta nel fenomeno della subduzione.

 

Che cosa fa muovere le placche?

I cicli convettivi sono fenomeni che ritroviamo sia in una pentola di acqua posta sul fuoco, sia nell’atmosfera (il vento), sia nei mari (correnti marine). Anche nell’astenosfera, cioè la parte semifluida del mantello, si formano moti convettivi di magma: il magma si riscalda nelle zone più profonde, di conseguenza aumenta di volume e diminuisce di densità (cioè diventa più “leggero”) e tende a risalire in superficie. Sotto la litosfera il magma si raffredda, si sposta lateralmente, diventa più denso (cioè più “pesante”) e tende a scendere di nuovo in profondità. Si formano così dei cicli di magma in rotazione che trascinano le placche di crosta terrestre soprastanti. Tra due cicli convettivi adiacenti possiamo trovare situazioni in cui il magma scende in profondità e le placche soprastanti si avvicinano tra loro (margini convergenti) oppure situazioni in cui il magma risale e le placche si allontanano tra loro (margini divergenti).

 

Distribuzione di vulcani e aree sismiche (pag…..)

I fenomeni vulcanici e le aree sismiche non sono distribuiti a caso sulla superficie della Terra, bensì sono disposti in fasce che seguono i margini delle placche.

Lungo un margine divergente le due placche si allontanano e si forma una frattura che lascia spazio per la risalita del magma dal mantello. Si forma così una catena di vulcani (generalmente sottomarini) e, a lungo andare, una dorsale oceanica.

Anche lungo i margini convergenti si formano vulcani ma il meccanismo è diverso: dove avviene la subduzione le pressioni sono elevatissime perché due placche si scontrano, la crosta oceanica si deforma e si infila nel mantello, di conseguenza la temperatura aumenta proprio al di sotto della catena montuosa in formazione, la crosta fonde e si trasforma in magma che risale in superficie creando dei vulcani.

Anche i terremoti si verificano soprattutto lungo i margini di due placche proprio a causa del loro movimento reciproco che piega le rocce accumulando energia elastica. I terremoti più importanti avvengono lungo le aree di subduzione.

 

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