LEZ.5 - CROSTA TERRESTRE E MORFOSTRUTTURA

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Classificazione delle Rocce Ignee

Le due cose importanti necessarie per classificare una roccia ignea sono:

 tessitura

 composizione

La tessitura di una roccia ignea si riferisce essenzialmente alla grandezza e alla forma dei cristalli che la costituiscono e al rapporto con cui questi stanno gli uni con gli altri. La composizione di una roccia si basa sul riconoscimento dei minerali che

costituiscono la roccia stessa.

Ovviamente per alcune rocce vulcaniche i minerali possono essere tanto piccoli da non essere distinguibili, nemmenotramite

microscopio. In questo caso dovremo basarci sulla composizione chimica della roccia.

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Tessitura

Questa è una fotografia macroscopica di un GRANITO Roccia composta essenzialmente da: -Quarzo -Feldspato alcalino -Plagioclasio

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Tessitura

Questa è una fotografia di una sezione sottile vista al microscopio di un granito

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I vari minerali non sono cementati tra di loro e plagioclasio mica quarzo Feldspato. alcalino

Tessitura

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Quenching (congelamento)

Quando un magma è esposto a temperature relativamente basse (atmosfera terrestre o acqua in superficie) non ha il tempo di adeguare la sua energia per formare cristalli organizzati.

Il risultato è la formazione di vetro in un processo chiamato quenching (congelamento).

La struttura della pomice e dell’ossidiana è composta essenzialmente di vetro, ad

indicare la sua formazione al contatto tra il vulcano e l’aria..

Ossidiana

Pomice

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Le lave a cuscino (pillow lavas) si formano quando i flussi di lava in ambiente

Lave a cuscino

Pressione Idrostatica Pressione Idrostatica Risalita Risalita di di magma magma

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Con il raffreddamento

lento, si formano meno

nuclei e questo

permette lo sviluppo di

singoli cristalli più

grandi.

Questo è quello che si

vede in una roccia

ignea intrusiva.

Raffreddamento lento

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Raffreddamento a due stadi

Molte rocce ignee hanno dimensioni dei cristalli molto differenti Questa è chiamata

tessitura porfirica

.

1) In un primo momento il raffreddamento avviene relativamente in modo lento (in profondità); ciò permette lo sviluppo dei cristalli più grandi.

2) Poi il magma viene raffreddato più rapidamente: i cristalli più grandi (ed in genere quelli più sviluppati) vengono intrappolati in una

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Tessiture porfiriche

Molte rocce ignee hanno una grana variabile: alcuni cristalli piccoli ed

altri più grandi.

Microfotografia di un Microfotografia di un fenocristallo di fenocristallo di feldspato (1 cm) in una feldspato (1 cm) in una

matrice (nera) vetrosa

Campione macroscopico di una roccia

a grana media con fenocristalli

centimetrici di feldspato

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Perchè le rocce fondono?

la fusione parziale di una roccia può essere

causata da

•Aggiunta di H₂O

•Diminuzione di pressione •Aumento di temperatura

Quindi quando si formano rocce magmatiche dobbiamo chiederci quale di questi meccanismi stia avvenendo.

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La crosta terrestre

La crosta terrestre è uno degli involucri concentrici in cui è suddivisa la Terra:

si intende lo strato più

esterno avente uno spessore medio variabile fra

5 km (crosta oceanica) e 35 km(crosta continentale). La crosta si distingue dal

mantello perché le sue rocce cristalline sono

prevalentemente acide o

basiche, mentre quelle del

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Crosta oceanica

Spessore: 2-10 km (in media 7 km)

• _{Stratigrafia relativamente}

uniforme



serie ofiolitica

– _{Sedimenti di mare profondo} – _{lave a cuscino (pillow basalts)} – _{dicchi basaltici} – _{gabbri massivi} – _{Peridotiti (mantello)} Crosta Continentale Crosta Oceanica Rift centrale Lave a cuscino Dicchi basaltici Peridotite (Mantello) Camera magmatica Sedimenti Gabbri massivi

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Formazione della crosta oceanica

La crosta oceanica si forma a partire dalle dorsali medio-oceaniche, dalle quali fuoriesce in continuazione magma basaltico proveniente dalla fusione parziale delle peridotiti del sottostante mantello

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•Spessore: 20-70 km; in media ~ 35 km •Composizione molto variabile (~ granodiorite)

Crosta continentale

Crosta Continentale Crosta Oceanica Divisa in:

- Crosta Superiore (più leggera, più ricca in SiO₂ e relativamente povera in MgO) e

- Crosta Inferiore più pesante (meno ricca in SiO₂ e più ricca in MgO)

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Mentre nella crosta oceanica predominano i basalti, la composizione prevalente delle rocce sedimentarie o

metamorfiche che formano la parte superiore della crosta continentale è di tipo granitoide (graniti, granodioriti) o

metamorfico (gneiss).

In molte aree è presente una copertura sedimentaria, con spessori che possono giungere a qualche chilometro. La grande varietà di associazioni di rocce si manifesta con una caratteristica eterogeneità della crosta continentale, che contrasta con la relativa omogeneità della crosta oceanica.

Le principali morfostrutture sono i cratoni , le fosse

tettoniche, gli archi insulari e i margini continentali

Eterogeneità della crosta continentale

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Cratoni

Un cratone

(dal greco κράτος = forza)

è una parte antica e

stabile della crosta continentale che non ha subito

modificazioni e che è sopravvissuta alla fusione e

separazione di continenti e supercontinenti per almeno

500 milioni di anni. I cratoni si trovano generalmente

all'interno dei continenti e possono estendersi fino a

profondità di 200 km

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Scudi e tavolati

I cratoni sono costituiti da scudi con rocce molto antiche

e da tavolati che si estendono intorno agli scudi e sono

costituiti oltre che da un substrato di rocce

metamorfiche e magmatiche anche da una copertura

sedimentaria

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Aree di frattura (rift valley)

Per rif (dall'inglese: «frattura, spaccatura») o fossa tettonica si intende

un’area in cui la crosta terrestre e la litosfera vengono separate sotto l'azione di forze di trazione. Caratteristiche tipiche sono una depressione centrale detta Graben (in tedesco, letteralmente: «fossa») con dei fianchi laterali detti horst (in tedesco:

«pilastro»). I blocchi ribassati scorrono su fratture dette faglie. In questo caso la distensione determina la formazione di faglie

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All’interno delle fosse tettoniche vi è un’attività

vulcanica con magmi basici (es. Kilimangiaro)

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Orogeni

Il termine orogenesi (dal greco ὄρος = rilievo + γένεσις = origine, causa

produttiva) si riferisce ai processi che sono coinvolti nella formazione

di qualsiasi rilievo;

nel linguaggio geologico, il termine orogeni indica quelle catene montuose le cui masse rocciose hanno subito una deformazione. Gli orogeni sono fasce lunghe che si estendono intorno ai cratoni. Queste fasce presentano un’intensa attività magmatica e

metamorfica. Gli orogeni si formano ai margini dei cratoni quando questi sono coinvolti in fenomeni di collisione tra placche

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Archi insulari

Si formano quando una porzione di crosta oceanica subduce sotto altra crosta oceanica

.

Nella zona di subduzione gli elementi volatili inclusi nella porzione di crosta

subdotta inducono fusione parziale del mantello sovrastante, generando dei fusi la cui alcalinità aumenta all'aumentare della distanza dalla fossa. Il magma così

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Margini continentali

La piattaforma continentale si estende fino alla linea di

demarcazione di un continente e può distare anche centinaia di chilometri dalla linea costiera. La piattaforma termina nel punto in cui il pendio aumenta fortemente la sua inclinazione. Questo

punto di "rottura" è detto scarpata continentale, la quale a sua volta termina nella parte più bassa degli oceani, detta anche piana

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Interno della Terra

Composizione stratificata

sia in termini di composizione chimica che mineralogica. . 6370 5145 2900 660 410 80 220 Crosta Mantello Mantello Nucleo Nucleo Mantello Superiore Zona di transizione Nucleo Interno (solido) Profondità (km) Mantello Inferiore Nucleo Esterno (liquido) Discontinuità di Mohorovicic Discontinuità di Gutenberg

Mantello Superiore (dal contatto con la crosta fino a 410 km).

Il contatto con la crosta è detto Discontinuità di Mohorovicic (Moho)

Mantello litosferico (solido) spessore

variabile (in genere fino a ~80 km)

Mantello Astenosferico (parzialmente

fuso) ~ 80-220 km

Mesosfera di nuovo solida (peridotite a granato)

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La litosfera

La litosfera (dal greco "sfera rocciosa") è la parte della

Terra che comprende la crosta terrestre e la

porzione più superficiale del mantello superiore

La litosfera è per lo più composta da materiali allo stato

solido; essa poggia sull'astenosfera, che, a causa della

temperatura, che si avvicina al punto di fusione dei

materiali che la compongono, ha un comportamento

plastico.

La conseguenza di tale differenza di densità comporta un

processo nel quale la litosfera, suddivisa in blocchi

(placche), galleggia sull'astenosfera, con conseguenti

movimenti verticali.

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L’astenosfera

L'astenosfera è una fascia superficiale del mantello terrestre,

compresa tra i 100 e i 250 km di profondità, in cui le rocce sono parzialmente fuse.

La presenza di materiale che si comporta come un fluido ad altissima viscosità è provata dai movimenti isostatici della

superficie terrestre. Si tratta di movimenti verticali conseguenti a variazioni di peso della crosta, interpretabili come fenomeni di

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Terremoti solo nella Litosfera

I terremoti sono provocati da movimenti relativi tra blocchi di roccia e avvengono solo nella litosfera

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Astenosfera e tettonica delle placche

Sull’astenosfera (low velocity layer) si muovono

orizzontalmente le placche litosferiche

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Curva ipsografica

La curva ipsografica della superficie terrestre è una curva cumulativa in cui per ogni punto il valore sull'ascissa indica l'estensione della superficie terrestre compresa fra la quota del valore riportato sull'ordinata è l'altitudine massima della superficie terrestre; in ascisse sono riportati sia i valori assoluti che la percentuale rispetto all'estensione totale

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Lettura della curva ipsografica

Dalla curva ipsografica si ricava che:

il 7% della superficie sottomarina è occupato dalla piattaforma continentale (zona di raccordo tra la zona subaerea e la scarpata continentale; si estende dal livello marino a circa 200 m di profondità);

il 9% della superficie sottomarina è interessato da scarpate continentali(più ripida rispetto alla piattaforma; è la zona di raccordo tra la piattaforma continentale e i fondali oceanici e raggiunge circa i 2.000 m di profondità); l'83% della superficie sottomarina è occupato dai fondali oceanici la cui

profondità media è di -3.800 m e si estendono fino ad una profondità di - 6.000 m;

l'1% della superficie sottomarina riguarda le fosse o abissi oceanici che comprendono tutte le depressioni oltre i 6.000 m di profondità.