Dinamica della Terra: Tettonica a Placche e Isostasia

Il Sistema Tettonico

Il sistema di tettonica dinamica è strettamente legato alla struttura interna della Terra e alle caratteristiche fisiche del pianeta.

Questo sistema è responsabile delle principali caratteristiche della superficie terrestre, come i continenti e gli oceani. A loro volta, le principali caratteristiche strutturali dei continenti sono:

• Scudi
• Piattaforme
• Catene montuose (o montagne a pieghe)

Sul fondo dell'oceano si trovano invece:

• Dorsali medio-oceaniche
• Pianure abissali
• Montagne sottomarine
• Fosse e margini continentali

Il sistema tettonico è il sistema dinamico che controlla i movimenti orizzontali della crosta (deriva dei continenti ed espansione dei fondali oceanici) e il ciclo di vita degli oceani (la loro evoluzione tra "nascita" e "morte").

La Teoria della Tettonica a Placche

Il sistema di tettonica dinamica è direttamente associato alla teoria della tettonica a placche. Secondo questa teoria, la parte più esterna della Terra solida (litosfera) è suddivisa in una serie di placche o unità litosferiche, rigide e meccanicamente indipendenti, che si muovono liberamente l'una rispetto all'altra. I loro contatti reciproci e l'attività geologica che ne deriva rappresentano le manifestazioni più importanti del sistema.

Si tratta di una teoria unificante che spiega:

• L'evoluzione dei continenti e degli oceani.
• La genesi delle catene montuose a pieghe.
• La formazione e la distribuzione dei giacimenti minerari, ecc.

Le placche litosferiche, costituite dalla crosta e dal mantello superiore, hanno uno spessore di circa 100 km e scivolano sul mantello sottostante (astenosfera), che è più caldo e plastico.

Margini Divergenti e Convergenti

Dove le placche litosferiche si allontanano l'una dall'altra, lo spazio rimanente viene occupato da materiale caldo proveniente dal mantello, creando così nuova litosfera. Le caratteristiche più importanti che testimoniano questo processo sono:

• Il rift continentale.
• Le dorsali o creste oceaniche.
• I nuovi bacini oceanici.

Quando il movimento delle placche della litosfera è convergente (una si scontra con l'altra), una placca scivola sotto l'altra e si immerge nel mantello. Le principali caratteristiche strutturali di questo processo sono:

• Catene montuose a pieghe con ispessimento della crosta.
• Archi vulcanici.
• Profonde fosse oceaniche.

Energia e Processi Endogeni

L'energia necessaria per il verificarsi dei processi geologici relativi al sistema tettonico proviene dall'interno della Terra. La sua fonte di calore è di origine primordiale, meccanica e radioattiva, e viene trasferita per conduzione e convezione.

Tutti i processi geologici del sistema tettonico sono chiamati processi endogeni; su scala temporale umana, i più rappresentativi sono la sismicità e il vulcanismo.

Gravità e Isostasia

La gravità gioca un ruolo fondamentale nella dinamica della Terra. Nel sistema idrologico, il movimento dei ghiacciai, delle acque superficiali (fiumi) e delle acque sotterranee (falde acquifere) è regolato dalla forza gravitazionale. Nel sistema tettonico, il sollevamento e l'abbassamento della crosta terrestre (movimenti verticali), in combinazione con i movimenti orizzontali delle placche, sono spesso controllati dalla forza di gravità.

La gravità è inoltre strettamente legata alla differenziazione interna del pianeta ed è la forza che controlla il limite reologico tra la litosfera e l'astenosfera: la litosfera, fredda, rigida e leggera, galleggia sull'astenosfera, calda, plastica e densa.

La Teoria dell'Isostasia

La teoria dell'isostasia sostiene che i sollevamenti e la subsidenza della crosta avvengono in risposta alla forza di gravità, tendendo a mantenere un equilibrio gravitazionale in tutto il sistema.

L'aggiustamento isostatico rappresenta la tendenza al raggiungimento di un punto di equilibrio tra la crosta e il mantello. La crosta si muove sul mantello in base al proprio volume e alla densità; la forza che controlla questi assestamenti è la gravità.

• Qualsiasi cambiamento sulla superficie terrestre dovuto all'aggiunta o alla rimozione di materiale provoca un aggiustamento isostatico (ad esempio, le alte montagne hanno radici profonde nel mantello).
• L'isostasia è collegata a tutti i processi che modificano la distribuzione dei materiali sulla superficie, poiché ogni variazione di carico produce movimenti verticali della litosfera.

Il concetto di isostasia è fondamentale per studiare le principali caratteristiche della crosta, come i continenti, i bacini oceanici e le catene montuose, e per comprendere la risposta della crosta all'erosione, alla sedimentazione e alla glaciazione. Ciò significa che l'aggiustamento isostatico è coinvolto in quasi tutti i processi esogeni.