1. Come si è formato e come evolve il paesaggio terrestre? A queste domande sono state date diverse risposte, attraverso la formulazione di teorie fissiste evoluzioniste

2. Teorie fissiste La distribuzione delle terre e dei mari è sempre stata così come la vediamo oggi; gli unici movimenti, in grado di giustificare la formazione delle montagne, sono stati quelli dovuti alle spinte isostatiche. Alcune catene molto antiche si sono formate in seguito al raffreddamento della crosta primordiale

3. Alcuni grandi pensatori del passato Platone e Aristotele E alcuni poeti Lucrezio e Ovidio Avevano intuito il grande divenire del nostro pianeta

5. Teorie mobiliste possiamo far risalire l e prime considerazioni circa una evoluzione della superficie terrestre, in conseguenza ad uno spostamento anche orizzontale delle masse continentali, alla fine del XVI sec . quando i primi cartografi moderni notarono un certo “accordo” tra il profilo delle coste delle Americhe e le coste dell’Africa e dell’Europa

7. Anche BACONE nel 1620, aveva sottolineato la strana convergenza morfologica tra le coste atlantiche americane e africane.

16. Lo sprofondamento dei ponti continentali sarebbe stato legato alla contrazione della Terra dovuta al suo rapido raffreddamento ponti continentali avrebbero un tempo unito i vari continenti e successivamente sarebbero sprofondati nell’oceano. 1. Ipotesi dei ponti continentali

18. Si basavano sull’evidenza di una diversa composizione dei continenti , costituiti da materiale meno denso, SIAL e dei fondali oceanici, SIMA. Queste osservazioni portarono l’americano J.D.Dana a formulare l’ipotesi del CONTRAZIONISMO secondo la quale la Terra, in via di raffreddamento, si sarebbe contratta e avrebbe generato, per arricciamento, le montagne. Le prime teorie orogenetiche L’erosione delle rocce zone sollevate e la successiva deposizione dei sedimenti nelle depressioni marine, avrebbero originato le GEOSINCLINALI, enormi prismi sedimentari . Le pressioni laterali dei continenti avrebbero piegato e fatto riemergere i sedimenti. Secondo E. Suess nel corso della progressiva contrazione e solidificazione della massa fusa, i materiali più leggeri si sarebbero spostati verso la superficie dando origine ad una crosta meno densa di SIAL, mentre al di sotto vi sarebbero state rocce più dense, dette SIMA perché ricche di magnesio, ferro e calcio.

24. Secondo Wegener l’attrito causato dallo scorrere dei continenti sulla crosta oceanica provocava corrugamenti sul fronte avanzante dei continenti (catene tipo Ande o Montagne Rocciose) e la collisione tra due continenti dava luogo a corrugamenti più intensi (catene tipo Alpi e Himalaia).

29. Ma all’inizio degli anni ’30 una rivoluzionaria e geniale intuizione di Arthur Holmes riaprì la discussione sulle dinamiche all’origine delle morfologie terrestri La teoria di Wegener fu accolta con molto scetticismo e abbandonata negli anni ’20 .

30. 1930 Il geologo inglese Arthur Holmes (1890-1965), basandosi su studi di sismica applicata al mantello, ipotizzò che un mantello non completamente solido e molto duttile potesse essere soggetto a circolazione convettiva; 1940 Il sismologo statunitense Hugo Benioff (1899-1968) osserva che la distribuzione di vulcani e terremoti è correlata, e che essi si concentrano soprattutto lungo i margini dei continenti; inoltre osserva che i sismi profondi disegnano un piano inclinato sotto le principali aree vulcaniche, noto oggi come piano di Benioff.  la parte superiore delle celle convettive del mantello avrebbe potuto fornire la spinta necessaria al movimento dei continenti.

31. Indagini sismiche: scoperta dello starto LVL

33. Il geologo americano Arthur Hess (1906-1969), durante la II guerra mondiale si era imbarcato su una nave dotata di apparecchiature in grado di rilevare il fondale oceanico. La teoria dell’espansione dei fondali oceanici di Arthur Hess 1962 Hess, Al termine della guerra Hess continuò i rilievi dei fondali oceanici e scoprì che sul fondo degli oceani un'unica, grande e continua dorsale oceanica lunga circa 80.000 chilometri si estende dall'estremo nord fino a sud dell'Atlantico; aggira l'Africa, attraversa l'Oceano Indiano, passa tra l'Australia e Antartide fino alla sponda americana dell'Oceano Pacifico a sud della California. In questo periodo fu colpito dalla presenza di rilievi sottomarini, noti come seamounts e soprattutto di rilievi isolati dalla cima piatta, che chiamò guyot . La cima piatta, che ora si trovava a diverse centinaia o migliaia di metri di profondità, sembrava indicare erosione subaerea di questi rilievi.

49. Le placche le 12 principali

51. margini

53. Le dorsali, alte 2.000-2.500 m e larghe anche più di 1500 Km, presentano una profonda rift valley

56. Margini divergenti 1- 20cm all’anno magmi della serie alcalina

57. Dorsali medio-oceaniche 80.000 Km

59. I basalti sono le rocce più comuni della crosta, soprattutto a causa della costante attività ignea delle zone di distensione, come le creste medio-oceaniche. MORB = Mid-Ocean Ridge Basalts (basalti di cresta medio-oceanica) Litosfera Astenosfera Crosta oceanica Fessura attraverso la crosta oceanica Magma con minerali femici Basalti più vecchi Rocce ultrafemiche più vecchie

64. Facies intrusive Peridotidi del mantello Gabbri Basalti a pillow Complesso filoniano - dicchi

65. Il batiscafo francese Nautile ha sezionato la dorsale medioatlantica a 11° Nord

66. Attraverso fumatori neri vengono emesse soluzioni a 350° ricche di solfuri metallici

67. Le lave a cuscino (pillow lavas) si formano quando i flussi di lava si formano in ambiente marino e sono sottoposti ad elevata pressione idrostatica Estrusioni subaquee Pressione Idrostatica Risalita di magma

68. Quello che avviene in profondità Quello che vediamo in superficie (suite ofiolitiche)

71. Rift africana

72. Rift Continentale Anche la crosta continentale può essere soggetta a fenomeni di distensione, rendendo accesso facilitato ai basalti per raggiungere la crosta bassa. Questo è quello che avviene quando placche continentali divergono in zone di rift (come quello che sta avvenendo ora nell’Africa orientale). Crosta continentale Eruzioni basaltiche Mantello

73. Ipocentri poco profondi fra i due tronconi di dorsale

75. guyot

77. L'arcipelago Hawaiiano è un allineamento di centri eruttivi generatosi per lo spostamento della zolla pacifica su un hot-spot. Punti caldi Questa particolare geometria può essere spiegata immaginando una sorgente magmatica fissa, posta al di sotto di una placca litosferica in migrazione.

78. Plume di mantello: Punti caldi nella crosta Vulcani o catene di vulcani isolati come le isole Hawaii sono in genere ricondotti ad un’attività di plume mantellici. I Plume (pennacchi) si originano nel mantello profondo e non sono legati alla geometria delle placche continentali. Basalti Fusione parziale Litosfera continentale rigonfiata ed assottigliata Testa del Plume di mantello Mantello caldo, solido che risale dal mantello profondo

79. Distribuzione globale dei principali punti caldi attivi

80. Placche litosferiche

82. La distribuzione delle principali Dorsali Medio-Oceaniche Dorsale medio atlantica Dorsale indiana Dorsale est-pacifica

85. Margini convergenti oceano continente Fosse con molti sedimenti terrigeni

86. Fosse presentano anomalie gravitazionali negative

87. Margini convergenti oceano continente vulcanesimo di tipo andesitico

89. Sezione schematica di un margine continentale di tipo oceano-oceano o di tipo continente-oceano, con formazione di un bacino di retroarco

90. Magmatismo di margine continentale Grossi plutoni granitoidi sono tra le caratteristiche della crosta inspessita durante la formazione delle catene montuose. Livello del mare Crosta oceanica Rocce sedimentarie Mixing di magma Crosta continentale Plutoni granitoidi Litosfera oceanica Mantello (rigido) Basalti Alcune rocce sedimentarie possono essere trasportate in profondità e fondere lungo le zone di subduzione Fusione del basalto oceanico kilometri Astenosfera (mantello) Magma felsico Litosfera continentale Astenosfera Deidratazione della crosta oceanica Magma femico Fusione parziale di crosta felsica

91. Incremento di flusso di calore proveniente dal mantello Trasformazioni chimico-fisiche esotermiche Decadimento di isotopi radioattivi attrito

92. La distribuzione delle principali Fosse Oceaniche Fossa delle Cayman Fossa del Perù e di Atacama –8000m Fossa del Giappone –10500m Fossa delle Marianne –11022m Fossa delle Filippine –10497m Fossa di Giava –7450m Fossa delle Aleutine –7800m Fossa dell’America Centrale Fossa di Tonga - 10800 m

93. Margini convergenti oceano oceano Fosse con meno sedimenti perché più lontane dal continente Zona di subduzione depositi caotici, metamorfismo dinamico, ofioliti Intervallo arco-fossa

94. In regioni come il Giappone, Indonesia ed America centrale la crosta è sottile e le lave sono dominate da andesiti. Isole di arco: convergenza di placche oceaniche Crosta oceanica Fossa Prisma accrezionale Bacino di avanfossa Isole di arco vulcanico Regione di retroarco Livello del mare Litosfera Astenosfera Terremoti Magma 100 km

95. Margini convergenti oceano -oceano

96. di retroarco

98. Margini convergenti oceano continente

100. 3) Convergenza continente-oceano (Taiwan) - la placca sovrastante è costituita da litosfera oceanica mentre quella in sottoscorrimento è rappresentata da litosfera continentale, il sistema si caratterizza per la formazione di una zona di notevole raccorciamento Fase terminale della subduzione con collisione continentale e chiusura del bacino oceanico

102. Margini convergenti continente -continente

103. Sezione schematica della collisione tra India ed Eurasia, con formazione dell’orogene himalaiano

108. La faglia di San Andreas

109. La faglia di San Andreas, con la distribuzione dei principali terremoti Scorrimento della placca pacifica rispetto a quella nordamericana lungo un fascio di faglie subparallele, di cui la più nota è la faglia di San Andreas

110. Distribuzione mondiale delle principali faglie trasformi intraoceaniche

112. La forma dei fondali vicino ai continenti: Piattaforma continentale, scarpata oceanica e fondale oceanico Piattaforma continentale I continenti non terminano con la linea di costa ma continuano con una zona di pendenza moderata [1 - 2%] che arriva ad una profondita’ massima di circa 200 metri detta Piattaforma Continentale. La Piattaforma continentale termina con una zona piu’ ripida [4 - 5%] detta Scarpata Oceanica che immette nel vero fondo oceanico oltre i 2000 metri di profondita’. 0 metri -200 metri -2000 metri

118. Orogenesi caledoniana

124. LE OROGENESI CENOZOICHE L'OROGENESI ALPINO-HIMALAYANA E L’OROGENESI ANDINA

131. La teoria della Terra in espansione Una teoria globale dei fenomeni geologici, basata sull’idea fondamentale di una Terra in espansione è andata sviluppandosi contemporaneamente all’affermarsi della teoria della tettonica delle placche, senza comunque mai acquistare sufficiente credito da poter realmente competere con essa. I contributi maggiori si devono a Egyed (1957), Cox e Doell (1961), Creer (1965), Heezen (1960 e, soprattutto Carey (1954 e 1970). Carey propone che la Terra sia costituita da 8 poligoni di primo ordine analoghi alle placche litosferiche. Egli ritiene che il tasso di formazione di nuova litosfera in corrispondenza delle dorsali oceaniche sia di gran lunga superiore a qualsiasi tasso di consunzione delle stesse si possa ragionevolmente ipotizzare per le zone di subduzione, ne consegue che la superficie totale della Terra è in aumento. Egli inoltre ritiene che le zone di subduzione siano in realtà aree in estensione. Basandosi sull’area totale della crosta oceanica Carey stima un aumento della superficie terrestre del 76% negli ultimi 200 ma, pari ad un aumento del raggio di circa il 33%. L’assenza di crosta oceanica più antica di 200 ma viene spiegata da Carey con una Terra precedente tale epoca la cui crosta era unicamente continentale e con una superficie totale pari a quella attuale dei continenti.

132. Modello di Terra in espansione

134. In definitiva si sostiene che la teoria universalmente accettata debba essere quella che meglio spieghi o approssimi l’insieme di tutte le osservazioni disponibili. Così seppure la teoria della Terra in espansione possa fornire alcune spiegazioni alternative essa sembra oggi spiegare meno bene della teoria della tettonica delle placche l’insieme dei fenomeni osservati.

136. http://ftp.dipteris.unige.it/geofisica/ITA/DID/tettonica.html Sito dell’università di Genova con belle immagini http://www.comune.modena.it/scuole/carducci/monti/tettonica/intro_tettonica.htm Sito di una scuola di Modena con pagine sulla tettonica delle placche Siti in inglese sulla tettonica delle placche http://master.ph.utexas.edu/vicki/studW.htm#1620 Sito dell’università del Texas, completo e ricco di immagini http://www.uky.edu/ArtsSciences/Geology/webdogs/plates/reconstructions.html Sito con mappe animate dei movimenti della Pangea http://www.ruf.rice.edu/~leeman/billarcmaps.html Sito dedicato ai margini convergenti e alle zone di subduzione con splendide immagini http://pubs.usgs.gov/publications/text/dynamic.html Sito che sviluppa ampiamente il punto di vista storico http://webspinners.com/dlblanc/tectonic/ptABCs.shtml L’ABC della tettonica delle placche

137. http://geollab.jmu.edu/Fichter/PlateTect/ Sito generale sulla tettonica delle placche con note per l’insegnante http://oceanography.geol.ucsb.edu/Support/ODP/TeachersMan.html Manuale di geologia per gli insegnanti con una capitolo sulla tetonica delle placche http://pubs.usgs.gov/publications/text/wegener.html La biografia di Wegener http://www.gps.caltech.edu/~gurnis/Movies/movies-more.html Sito con filmati in formato .mpg sulla convezione nel mantello http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Launchpad/8098/3.htm sito sulla teoria della Terra in espansione di Carey http://www.wincom.net/earthexp/n/navmain.htm altro sito sulla Terra in espansione http://www.3rivers.net/~dbaker/plate_tec/plate9.htm sito sui terranes http://www.geology.gov.yk.ca/publications/summaries/framework.html Programma di ricerca sui terranes dello Yukon

138. http://www.uwgb.edu/dutchs/platetec/plhist94.htm Ricostruzioni del moto delle placche http://www.earth.nwu.edu/individ/seth/107/ Sito sulla tettonica delle placche con belle immagini http://www-sst.unil.ch/research/seismic/w_alps.htm Sito sulla geologia delle Alpi http://newmedia.avs.uakron.edu/geology/ge/ch/pte/tpb.htm margini trasformi http://www.sprl.umich.edu/GCL/paper_to_html/gaia.html l’ipotesi Gaia http://www.pibburns.com/catastro.htm sito sul catastrofismo http://www.gp.terra.unimi.it/giornateassereto/assereto.html Le giornate assereto, la ricerca presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Milano, seminari aperti a tutti