Dinamica della Litosfera: Movimenti Convettivi, Subduzione e Orogenesi

Movimenti di Convezione e Dinamiche del Fluido

I movimenti di convezione sono costituiti da correnti ascensionali e discendenti all'interno del liquido che si forma quando il fluido diventa instabile. Questo accade perché la parte superiore è più densa e tende a scendere verso il basso, mentre la parte più bassa è meno densa e tende a restare a galla verso la superficie.

Il Rifting e i Punti Caldi

Il rifting è la rottura di una placca continentale causata dall'azione di un pennacchio termico. Le vulcaniti di arcipelaghi di tipo "punto caldo" nella litosfera oceanica sono all'origine di arcipelaghi come le Hawaii, le Azzorre e molti altri. È importante notare che non tutti gli arcipelaghi sono legati ai punti caldi.

Correnti Convettive e Raffreddamento del Pennacchio

Il pennacchio termico verso il basso è raffreddato da due processi principali:

• Conduzione di calore alla litosfera: in essa produce magmatismo, il che dà luogo a fenomeni vulcanici.
• Espansione dei materiali: le rocce che formano il pennacchio termico si diffondono man mano che raggiungono zone di bassa pressione; l'espansione provoca il raffreddamento, così come l'espansione di un gas ne abbassa la temperatura.

Quando il materiale sprofonda di nuovo nel mantello sotto forma di discendenze, queste risultano più diffuse verso l'alto perché il flusso radiale rompe il pennacchio termico. I frammenti del pennacchio termico che raggiungono la discontinuità di Repetti non affondano facilmente e possono restare supportati dalla discontinuità a causa della pressione di compattazione.

La Subsidenza e le Zone di Subduzione

La subsidenza è legata alla formazione di correnti convettive costituite dalla litosfera oceanica discendente. La zona di subduzione è l'area dove la placca oceanica si piega e affonda nel mantello.

Caratteristiche delle Zone di Subduzione:

• Si trovano negli oceani.
• La placca principale (quella che non subduce) può essere oceanica o continentale.
• Nella zona in cui la placca in subduzione si piega, si forma una fossa oceanica profonda e allungata.
• Nella fossa si accumulano sedimenti di grande spessore; se questi vengono compressi contro la placca principale, formano un prisma di accrezione.
• Sono zone ad alta sismicità (i terremoti si distribuiscono secondo una pendenza chiamata Piano di Benioff).
• Si verificano fenomeni di vulcanismo, intrusioni plutoniche e la formazione di orogeni.

Orogenesi: La Formazione delle Catene Montuose

Gli orogeni sono catene montuose la cui origine è legata alle zone di subduzione e ai movimenti delle placche. Secondo la loro origine, si possono distinguere quattro tipi:

1. Archi Insulari

In questo caso, la placca principale è costituita da litosfera oceanica. L'orogeno che si forma ai suoi bordi dà luogo a un arcipelago di isole vulcaniche lineare chiamato arco insulare. Gli archi insulari sono aree di intensa attività vulcanica e sismica. Le fosse oceaniche che si formano lungo questi archi sono le più profonde della Terra. L'elevata sismicità e il vulcanismo di questi arcipelaghi comportano rischi aggiuntivi, come gli tsunami (onde di marea molto distruttive).

2. Orogeni Termici

Se la placca principale è costituita da litosfera continentale, nasce un rilievo vulcanico al bordo chiamato orogeno termico. Nella zona di subduzione si forma anche una fossa, ma meno profonda rispetto a quella degli archi insulari oceanici. I sedimenti sono fortemente compressi contro la scarpata continentale e restano allegati formando un prisma di accrezione, rocce metamorfiche e sedimentarie. La crosta oceanica della placca in subduzione, analogamente a quanto accade negli archi insulari, subisce una fusione entrando nel mantello, originando magmi che tendono a risalire. Questo porta a eruzioni vulcaniche e alla formazione di rocce plutoniche entro la crosta continentale.

3. Orogeni di Collisione

Quando lo scontro avviene tra due placche continentali, nessuna delle due può subdurre facilmente, dando luogo a un orogeno di collisione. A differenza degli archi insulari e termici, il processo predominante non è il vulcanismo, ma la tettonica. Il rilievo non è un allineamento di vulcani, ma è formato dalla piegatura dei materiali di entrambe le placche e dei sedimenti accumulati tra loro prima dello scontro. Tra le due placche si verifica magmatismo che origina rocce plutoniche.

4. Orogeni Intraplacca

Quando avviene una collisione tra continenti, la compressione viene trasmessa verso l'interno di entrambi. Spesso si formano grandi faglie che causano a loro volta terremoti. Questi orogeni non hanno necessariamente una forma lineare definita lungo il bordo di un continente, ma mantengono vagamente la forma del bacino sedimentario da cui provengono. Il piegamento del materiale è meno intenso rispetto agli orogeni di collisione e il rilievo risultante ha un'altezza minore.