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Africa is Splitting in Two at The Rift Valley to Form a New Continent

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INDICE

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Approfondimenti

1. L'esplorazione dei fondali oceanici

H.M.S. Challenger - Alvin - Johnson-Sea-Link - fonte

L'esplorazione dei fondali oceanici è un'affascinante storia di uomini e mezzi, iniziata ufficialmente nel 1872 dalla corvetta H.M.S Challenger, della Marina Reale britannica. Alla piccola nave in legno si sono sostituiti, in tempi moderni, batiscafi, robot sottomarini e navi oceanografiche equipaggiate con ecoscandagli e nel 1968 è stato avviato il programma di perforazione del fondale oceanico "Ocean Drilling Program". Recentemente sono stati messi in orbita satelliti studiati appositamente per il rilievo dei fondali oceanici, capaci di misurare minimi cambiamenti del livello del mare indotti dalla variazione di gravità prodotta dalla topografia e dalla composizione del fondale sottostante.

Quali forze elevarono le catene montuose sottomarine e fecero sprofondare le fosse? Come si spiega il vulcanismo sottomarino lungo le dorsali? E come si spiegano le tracce vulcaniche nei "punti caldi". Ebbene, furono le risposte a queste domande, e dunque lo studio dei fondali oceanici e non dei continenti, a far nascere la moderna teoria della tettonica delle placche.

2. Le dorsali medio-oceaniche

Sotto gli oceani vi sono delle enigmatiche catene montuose: si estendono, come la cucitura di un pallone da rugby, per più di 60.000 km su tutto la superficie del pianeta; larghe da 1000 a 4000Km s'innalzano fino a 2700 m sopra le piane abissali oceaniche, tra i 2500-2700 metri di profondità: sono le dorsali medio-oceaniche. Si trovano al centro degli oceani, lungo i confini di quelle placche che si allontanano l'una dall'altra (margini divergenti), dai quali sgorgano i magmi che ne costituiscono l'ossatura. E' lungo le dorsali medio-oceaniche che il pianeta rinnova la sua pelle, ovvero la litosfera, riversando ogni anno sui fondali qualche kilometro quadrato di nuova crosta oceanica; Per questa continua effusione di lave l'oceanografo Bruce C. Heezen definì le dorsali come "La ferita che non cicatrizza mai". Man mano che ci si allontana dalla dorsale l'età delle rocce aumenta: in altre parole le dorsali medio oceaniche sono formate da rocce giovanissime che diventano sempre più vecchie avvicinandosi alle coste dei continenti.

Questo perché le giovani rocce, consolidate dai magmi che risalgono lungo le dorsali, si muovono verso i continenti traportate dai moti convettivi del mantello nel corso di milioni di anni. Pertanto, avvicinandoci ai margini continentali, troviamo gli stessi materiali che milioni di anni fa sgorgavano dalle dorsali medio-oceaniche, solo molto più vecchi.

L'asse centrale della dorsale è percorso da una fossa tettonica, larga una decina di chilometri e profonda 2000-3000 m, chiamata Rift-Valley, dal quale sgorgano i magmi che giungono dal mantello. Sul suo fondo si trovano colate di basalto e sorgenti idrotermali dovute all'acqua di mare che, penetrata nelle fratture, giunge a contatto con i materiali caldi e riaffiora con temperature dell'ordine dei 380 C.

I margini della Rift-Valley, frastagliati e interessati da intrusioni magmatiche, sono inarcati verso l'alto per il calore proveniente dal materiale in risalita e degradano lentamente in direzione dei margini continentali.

Il profilo dell'Oceano Atlantico
Basata su: Morphologie des continents et des reliefs océaniques - edizioni Magnard

La dorsale, disarticolata e dislocata da una serie di faglie trasversali (faglie trasformi), assume un percorso a zig-zag; lungo queste faglie si verificano intensi terremoti, provocati dallo scivolamento di una placca rispetto all'altra.

Note

1. ⇑ Le dorsali medio-oceaniche non sono sempre sotto il livello del mare: le cime più elevate possono emergere formando isole vulcaniche come l'Islanda o le più piccole Azzorre, allineate lungo la Dorsale Medioatlantica.

2. ⇑ Le placche tettoniche divergenti si allontanano l'una dall'altra, il vuoto viene colmato dal magma che risale dal mantello. Cfr. La tettonica delle placche

3. ⇑ La litosfera è l'involucro esterno rigido della Terra composta dalla crosta e da una piccola porzione di mantello cfr. I moti convettivi del mantello.

3. Le fosse oceaniche

In alcune luoghi del pianeta, sotto gli oceani, in corrispondenza di margini continentali o archi di isole, si trovano profondissime depressioni. Collocate lungo i confini dell'oceano Pacifico, Indonesia, Antille, mar Egeo, non sono presenti al centro degli oceani. Sono le fosse oceaniche, profonde fino a 11.000 metri e hanno caratteristiche geologiche singolari messe in luce dalle indagini geofisiche.

Oceano Pacifico

Fossa delle Marianne (-10 994m ± 40 )

Fossa di Tonga ( -10 882 m])

Fossa delle Filippine (-10 497 m)

Fossa del Giappone (-10 500 metri)

Fossa delle Kermadec (-10 000 metri)

Fossa della Guinea (- 9 100 metri)

Fossa di Atacama (- 8 000 metri)

Fossa delle Aleutine (- 7 800 metri)

Fossa delle Nuove Ebridi (-7 500 metri)

Fossa delle Ryūkyū (-7 500 metri)

Oceano Indiano

Fossa della Sonda o di Giava (- 7 450 m)

Oceano Atlantico

Fossa di Porto Rico (- 8 380 m)

Fossa delle Sandwich australi (-8 428 m)

Nelle fosse la crosta terrestre, o sarebbe meglio dire la litosfera, si inabissa fino a 700 chilometri di profondità. Sono i luoghi dove la litosfera sprofonda nel mantello terrestre ( subduzione).L'attività vulcanica è dovuta alle alte pressioni e temperature raggiunte dai materiali che sprofondano nel mantello. Qui le rocce fondono e grandi quantità di magma risalgono verso la superficie, dando vita ad un vulcanismo di tipo esplosivo che forma archi insulari di isole vulcaniche, o cordigliere formate da succesioni vulcaniche e intrusioni magmatiche (Ande).

4. Un' enigma:gli hot spot
Le isole Hawaii
Le isole Hawaii sono di origine vulcanica e, curiosamente, sono allineate in una linea continua lungo la quale l'età dei vulcani aumenta, da quelli ancora attivi a quelli spenti ed erosi da moltissimo tempo.

Qual è il fenomeno che ha prodotto questo curioso accidente geografico sul nostro pianeta?

Nel 1963 John Tuzo Wilson suppose che una colonna di magma del diametro di 100-250 km risalisse dal mantello (hot spot o punti caldi), provocando attività vulcanica in un preciso punto della crosta terrestre. Siccome però le zolle si muovono, e la Placca Pacifica si muove di 1 cm/anno sul punto caldo in direzione nord-ovest, il vulcano si spostava di conseguenza, abbandonando ogni volta le vecchie eruzioni per dare luogo a eruzioni più giovani in un nuovo punto dell'oceano (William Jason Morgan, 1971).
Gli Hot spot nel mondo (pallini rossi) (1) confini margini divergenti (2) confini margini trasformi (3) margini convergenti (subduzione)
Ecco così che, nel corso di 70 milioni di anni, mentre nuovi vulcani "si accendevano" lungo il percorso dell' hot spot, le vecchie isole, oramai spente, andavano incontro a un lento processo di erosione e disfacimento.

L'allineamento delle isole Midway prosegue con la Catena dell'Imperatore, che devia decisamente dal precedente allineamento, putando verso nord. Questo cambiamento di direzione, avvenuto 40 milioni di anni fa, testimonierebbe un cambiamento di direzione del moto della Placca del Pacifico, da nord a nord-ovest.

Gli hot spot potrebbero essere il risultato dei moti convettivi del mantello terrestre, ma, alcuni studi, suggeriscono che potrebbero provenire dalle parti più profonde del mantello, al di sotto della fascia rimescolata efficacemente dalla convezione e, addirittura, potrebbero provenire dalla zone di confine tra nucleo e mantello.

5. Harry Hammond Hess

Tratto da: Corso di Storia ed Epistemologia delle Scienze "Dalla deriva dei continenti alla tettonica a placche " di Tommaddi Cristiana e Eliana Graciotti http://www.minerva.unito.it/sis/hess/Hess2.html con alcuni adattamenti al testo originale.

Harry Hammond Hess (1906-1969), professore di geologia alla Princeton University e pioniere nell'esplorazione dei fondali oceanici, contribuì in maniera determinante alla nascita della teoria della tettonica delle placche. Negli anni '30 partecipò ad alcuni studi sulla gravità sottomarina dell'arco insulare delle Indie Occidentali e più tardi estese questi studi alle Piccole Antille, utilizzando i sottomarini della Marina Militare.

Nel 1941, come ufficiale di riserva, fu chiamato ad un compito operativo a New York City: rilevare il posizionamento dei nemici nel Nord Atlantico.Durante le sue missioni sviluppò un efficace sistema per stimare la posizione dei sottomarini tedeschi ed al fine di ottenere un primo test sull'efficacia del suo programma di rilevamento, partecipò, su sua stessa richiesta, ad una pericolosa missione sulla nave civetta USS Big Horn. Successivamente, prese parte a quattro importanti sbarchi nel Pacifico come comandante della nave da attacco USS Cape Johnson e utilizzando la strumentazione di bordo, poté scandagliare 100 miglia di profondità che lo condussero alla scoperta di monti marini dalla cima piatta (vecchie isole sommerse) che più tardi chiamò "guyots" in onore di un geografo svizzero Arnold Guyot, fondatore del Dipartimento di Geologia di Princeton.

Dopo la guerra continuò le ricerche dei guyots e delle dorsali oceaniche e con la scoperta, nel 1953, della Great Global Rift, una valle vulcanica che corre lungo le dorsali oceaniche, Hess riconsiderò i dati acquisiti durante la guerra.

Nel 1962, le sue teorie furono pubblicate in un documento intitolato "History of ocean basins" che divenne uno dei più importanti contributi nello sviluppo della tettonica a placche. Nel documento, Hess attribuiva all'espansione dei fondali oceanici la causa del movimento dei continenti e proponeva un meccanismo geologico in supporto alla teoria di Wegener riguardo al loro movimento; secondo la sua interpretazione, il magma fuso, da sotto la crosta terrestre, fuoriesce attraverso le zolle nella Great Global Rift, si raffredda a contatto con le acque oceaniche, si espande e spinge le placche dall'altro lato rispetto ad essa; in questo modo il Nord e il Sud America sarebbero spinte verso Ovest ed Eurasia e Africa verso Est.

Da Morphologie des continents et des reliefs océaniques - edizioni Magnard

Bibliografia

Bosellini A. (2005). Storia geologica d'Italia. Zanichelli - ISBN 88-08-07527-3
Brahic, Tapponier, Brown, Girardon 2001. Intervista con la Terra. Salani editore - ISBN 88-8451-266-2
F. Press, R. Siever, J. Grotzinger, T. H. Jordan. Capire la Terra. ZAnichelli - ISBN 88-08-07991-0
Bosellini A. (2011). La Terra dinamica. Zanichelli - ISBN 978-88-08-06707-4

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H.M.S. Challenger - Alvin - Johnson-Sea-Link - fonte L'esplorazione dei fondali oceanici è un'affascinante storia di uomini e mezzi, iniziata ufficialmente nel 1872 dalla corvetta H.M.S Challenger, della Marina Reale britannica. Alla piccola nave in legno si sono sostituiti, in tempi moderni, batiscafi, robot sottomarini e navi oceanografiche equipaggiate con ecoscandagli e nel 1968 è stato avviato il programma di perforazione del fondale oceanico "Ocean Drilling Program".

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Video sulla relazione tra i terremoti e i margini di placca

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Passaggio a Nord Ovest - Il fenomeno dei terremoti e tsunami

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Tratto da "Passaggio a Nord Ovest" di RAI1, un documentario ben realizzato che ci spiega come nascono i terremoti e ci racconta la storia di alcuni di essi.

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File di testo che spiega il modello di suddivisione in strati della Terra.

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Forme della superficie terrestre e margini tra le placche

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Forme della superficie terrestre e margini tra le placche

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Se confrontate la carta dei fondali oceanici con la carta dei terremoti potete rendervi conto del fatto che gli epicentri dei terremoti vengono registrati solo in corrispondenza dei margini delle placche.

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Carta degli epicentri dei terremoti dal 1963 al 1998

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Carta degli epicentri dei terremoti avvenuti tra il 1963 e il 1998

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Carta degli epicentri dei terremoti avvenuti tra il 1963 e il 1998

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Un bellissimo diagramma cartesiano che mostra come varia la temperatura interna della Terra all'aumentare della profondità.

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Condizioni di temperatura e pressione all'interno della Terra

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I moti convettivi e la tettonica delle placche

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I moti convettivi e la tettonica delle placche

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Il video mostra l'effetto dei moti convettivi sullo spostamento delle placche, la formazione di margini convergenti e la risalita dei materiali fusi della litosfera oceanica attraverso i vulcani.

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Il modello raffigura i moti convettivi del mantello i cui materiali di risalita causano una spinta sulla litosfera e di conseguenza uno spostamento delle placche.