Orogenesi

L’orogenesi è l’insieme degli eventi geologici che conduce alla formazione di una catena montuosa. Essa è originata dalla convergenza di due placche che può portare alla formazione di un sistema arco-fossa (orogeni arco-fossa) oppure ad un orogeno di collisione.

Come esempio del primo caso di solito indico, a lezione, la Cordigliera delle Ande, dove il margine occidentale del continente sudamericano diventa attivo e si muove nel verso opposto a quello della crosta oceanica. I sedimenti della piattaforma continentale e del margine continentale cominciano a corrugarsi. Si verifica successivamente la subduzione della crosta oceanica, più fredda e densa, che forma quindi una fossa oceanica: in essa si accumulano i sedimenti derivanti dalle due croste che, trascinati nel continuo movimento, formano dei prismi (prismi sedimentari di accrezione). La crosta oceanica, sprofondando, perde l’acqua contenuta nei minerali che la costituiscono e nei sedimenti che la ricoprono; ciò provoca la sua fusione parziale la quale libera dei magmi andesitici e basaltici. Questi magmi protrudono dalla crosta continentale e formano delle catene lineari di vulcani; il materiale della crosta continentale fonde anch’esso, genera dei magmi acidi che a loro volta, per raffreddamento, formano dei batoliti granitici. I vulcani e i batoliti formano il cosiddetto arco magmatico. I batoliti rendono la crosta più spessa: ciò provoca la spinta verso l’alto dell’arco dovuta alla isostasia e quindi esso può innalzarsi anche per molti kilometri.

Può anche verificarsi la collisione di due placche oceaniche; in questo caso una delle due placche sprofonda sotto l’altra e si forma una fossa oceanica. L’enorme quantità di magma che si genera dalla zona di subduzione fuoriesce dal fondale e genera spesso una catena di vulcani che costeggiano la fossa: si è formato un arco vulcanico insulare.

Come esempio di orogeno da collisione continentale utilizzo la catena himalayana, formatasi in seguito alla collisione della placca eurasiatica con la placca indiana. Il movimento relativo delle placche è convergente come nel primo caso, solo che stavolta collidono due placche continentali. Si stima che la catena abbia cominciato a svilupparsi circa cinquantacinque milioni di anni fa. Dato che i margini di placca sono dello stesso materiale e quindi hanno la stessa densità, tendono ad accartocciarsi e ad aumentare di spessore, portando quindi alla formazione di una catena montuosa.

La dorsale oceanica

Un modo semplice per immaginare una dorsale oceanica potrebbe essere quello di considerarla una immensa catena montuosa sottomarina (si stima che sia lunga più di ottantamila kilometri) costituita principalmente da basalto, che si estende senza soluzione di continuità in tutto il globo. In alcuni punti è larga anche 1500 kilometri e si trova ad una profondità media di 3 kilometri. La superficie complessiva rappresenta il 20 % della superficie terrestre: rappresenta quindi una delle strutture naturali più maestose mai apparse sulla Terra. C’è solo un problema: non le possiamo vedere o meglio, è molto difficile poterle riprendere e studiarle come si fa con le catene montuose subaeree. Pensate che le dorsali erano state mappate dai sommergibili mediante gli ecoscandagli già nella seconda guerra mondiale ma per ovvie ragioni queste mappe erano coperte dal segreto militare.

Quella forse più studiata è la dorsale del medio Atlantico. La sua peculiarità è la presenza, nella parte centrale di una specie di solco, che in realtà è una rift valley, che ha una larghezza di qualche kilometro ed è profonda uno - due kilometri. Il basalto fuso fuoriesce dai fianchi di questa rift valley e forma nuova crosta oceanica che spinge quella più antica in direzioni opposte. Questa crosta neoformata è più calda, meno densa e più leggera e quindi “galleggia”. Quella più antica, mano a mano si raffredda, si assottiglia e diventa più pesante: di conseguenza tende a sprofondare molto lentamente.

Al centro della dorsale il flusso termico è molto più elevato rispetto ai valori medi terrestri; ciò è dovuto alla risalita del magma dall’astenosfera che fuoriesce sottoforma di lava basaltica a cuscini. Si verificano anche dei terremoti di lieve entità, dovuti alla rottura della crosta oceanica mano a mano che le due placche divergenti si allontanano. Alcune parti di crosta in posizione centrale sprofondano e formano la rift valley. La rift valley è anche attraversata trasversalmente da lunghe fratture dette faglie trasformi. Perché si sviluppano? Una recente teoria[1] afferma che la causa possa essere attribuita alla instabilità dinamica termomeccanica propria dei margini di placca. La crescita asimmetrica di segmenti di dorsale porterebbe dapprima ad un incurvamento e successivamente allo sviluppo, nel giro di qualche milione di anni, di una faglia trasforme. Alcune faglie trasformi portano ad una dislocazione della dorsale di meno di un kilometro mentre altre “spostano” la dorsale anche di centinaia di kilometri.

[1] Taras Gerya “Dynamical Instability Produces Transform Faults at Mid-Ocean Ridges” - Science 27 August 2010: Vol. 329 no. 5995 pp. 1047-1050  DOI: 10.1126/science.1191349