Alfonso Bosellini I materiali della Terra solida Capitolo
Alfonso Bosellini I materiali della Terra solida
Capitolo 8 La Terra deformata: faglie, pieghe, orogenesi Lezione 19 Comportamento reologico delle rocce Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 1 Le deformazioni delle rocce Nelle pareti delle montagne ci sono rocce stratificate, spesso con strati inclinati, ondulati e contorti. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 1 Le deformazioni delle rocce Questi strati sedimentari, che spesso contengono fossili marini, si formarono sul fondo del mare. Poiché ora si trovano a quote molto elevate, essi devono essere stati sollevati fino a quelle altezze. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 1 Le deformazioni delle rocce Il sollevamento e la concomitante deformazione sono fenomeni successivi alla formazione delle rocce. La deformazione e il sollevamento possono seguire l’evento formativo di decine o centinaia di milioni di anni. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 2 Giacitura delle rocce Solitamente solo limitate porzioni di rocce, dette affioramenti, sono esposte in superficie. Studiando gli affioramenti i geologi possono ricostruire l’andamento generale degli strati e dei corpi rocciosi, quindi la struttura geologica di una zona. Di ogni affioramento è necessario conoscere la giacitura: la giacitura è la disposizione nello spazio di una massa rocciosa relativamente omogenea o dei singoli strati che costituiscono un affioramento. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 2 Giacitura delle rocce Uno strato roccioso è assimilabile a un piano nello spazio, per il quale sono identificabili: direzione è l’angolo, misurato in senso orario, che la retta orizzontale risultante dalla intersezione del piano dello strato con il piano orizzontale forma con la direzione del nord; Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 2 Giacitura delle rocce Uno strato roccioso è assimilabile a un piano nello spazio, per il quale sono identificabili: inclinazione è l’angolo, misurato su un piano verticale, che la superficie di stratificazione forma col piano orizzontale; Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 2 Giacitura delle rocce Uno strato roccioso è assimilabile a un piano nello spazio, per il quale sono identificabili: immersione è la linea di massima pendenza, perpendicolare alla direzione, che indica verso quale punto dell’orizzonte la superficie è inclinata; è definita da un angolo orizzontale, misurato dal nord in senso orario. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 2 Giacitura delle rocce La direzione, l’inclinazione e l’immersione sono parametri rilevabili con una bussola da geologo. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 2 Giacitura delle rocce La direzione, l’inclinazione e l’immersione sono parametri rilevabili con una bussola da geologo. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 3 Come si deformano le rocce Se si applica a un corpo una forza deformante e non si supera un certo valore, definito limite elastico, il corpo riprende la forma originaria, quando la forza cessa: il corpo ha un comportamento elastico. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 3 Come si deformano le rocce Se la forza applicata supera il valore del limite elastico, la deformazione diventa permanente: il corpo ha un comportamento plastico. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 3 Come si deformano le rocce L’applicazione di una forza può comportare anche la rottura di un corpo. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 3 Come si deformano le rocce Le rocce fragili (come il vetro) si fratturano senza mostrare alcuna plasticità; le rocce duttili (come l’argilla) si fratturano solo dopo una considerevole deformazione plastica. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 4 Fattori che influenzano le deformazioni delle rocce La natura e la composizione delle rocce influenza il loro comportamento: i graniti, le arenarie e i calcari hanno un comportamento marcatamente fragile; le argilliti, le marne e i gessi hanno un comportamento tipicamente plastico. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 4 Fattori che influenzano le deformazioni delle rocce Ogni roccia si comporta diversamente, in modo rigido o plastico, a seconda della profondità in cui si trova: in prossimità della superficie tende con più facilità a fratturarsi; in profondità tende a deformarsi plasticamente. Con l’aumentare della profondità aumentano sia la temperatura sia la pressione litostatica, cioè la pressione esercitata su una porzione di roccia dal peso delle rocce soprastanti. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 4 Fattori che influenzano le deformazioni delle rocce Sia la pressione, sia la temperatura, sia la presenza di acqua favoriscono il comportamento plastico delle rocce. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 4 Fattori che influenzano le deformazioni delle rocce Anche il fattore tempo influenza il comportamento dei corpi sottoposti a forze deformanti. Quando le forze agiscono per tempi brevi, i corpi mostrano un comportamento rigido e fragile. Quando le forze agiscono regolarmente per tempi lunghi, i corpi mostrano un comportamento fluido e plastico. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 5 Movimenti regionali della crosta terrestre Periodicamente la Terra è interessata da movimenti in blocco, indicati col termine epirogenesi, senza deformazione delle rocce. Il Serapeo di Pozzuoli è un esempio di sollevamenti e abbassamenti del suolo, testimoniati dai segni dell’immersione lasciati da organismi litodomi sulle colonne del tempio romano. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 5 Movimenti regionali della crosta terrestre Il lento e graduale abbassamento del substrato roccioso su cui si depositano i sedimenti prende il nome di subsidenza. La costa adriatica tra Ravenna e Venezia, in particolare la zona delta del Po, è soggetta a subsidenza. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 6 Il principio dell’isostasia Il termine isostasia o equilibrio isostatico indica l’ideale condizione di equilibrio gravitazionale che determina, in accordo con la densità delle rocce, le quote cui si ergono le varie parti di continenti e oceani. I corpi galleggiano sull’acqua mantenendosi in equilibrio idrostatico: quanto più alta è la parte che emerge, tanto più essi affondano nell’acqua. Il galleggiamento, una vera e propria spinta verticale, è dovuto al fatto che il volume dell’oggetto che si trova sott’acqua è più leggero dell’equivalente volume di acqua spostata. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 6 Il principio dell’isostasia Allo stesso modo, la crosta «galleggia» sul mantello più denso in equilibrio isostatico con esso. La nascita di una catena montuosa determina un notevole ispessimento della crosta e la formazione di radici profonde; quando la catena viene spianata dall’erosione, il limite inferiore delle radici si alza per compensazione isostatica. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
8. 6 Il principio dell’isostasia L’isostasia è documentata da un esperimento fornitoci dalla natura stessa. Ghiacciaio Crosta Mantello Durante l’ultima glaciazione molti territori ad alte latitudini furono ricoperti da una coltre di ghiaccio e la crosta si depresse per l’enorme carico. Quando ritornò il clima caldo il ghiaccio mano a mano si sciolse e la crosta cominciò a sollevarsi per ritornare in equilibrio isostatico. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012
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