1 Le prime dispute sulla struttura della terra

  

Verso la metà del 1800, gli studi della gravità indicavano che l'Himalaya apparentemente esercitava un'attrazione gravitazionale molto inferiore a quella che ci si sarebbe aspettati dalla sua enorme massa. Divenne convinzione comune che le rocce più leggere costituenti le montagne, si spingessero in profondità nella crosta sottostante.

Nel 1855 G. B. Airy formulò l'ipotesi che sotto la crosta solida della terra ci sia uno strato di materiale che si comporta come un fluido ed è più denso della crosta solida e che può considerarsi come se galleggiasse su di esso.

Se questa crosta è più spessa in alcuni punti, come sembra sia il caso delle regioni montuose, la sua base sprofonderebbe nel materiale sottostante finchè la spinta idrostatica di questo materiale non eguagli la massa della montagna. Al contrario, sotto le depressioni topografiche come quelle dei bacini oceanici si troverebbe una crosta molto più sottile, e sotto di essa un rigonfiamento verso l'alto del materiale sottostante più denso. Se la crosta si assottigliasse per erosione o si ispessisse per accumulo di sedimenti, ciò provocherebbe un sollevamento o una subsidenza di aggiustamento dovuti alla rimozione o all'aggiunta di peso. (trattasi infatti del movimento della piattaforma continentale o del fondo marino che tende ad abbassarsi sotto il peso dei sedimenti che vi si accumulano sopra).

 

1.1 Dutton ed il principio di isostasia

 

Verso la fine del 1800 venne enunciato da Dutton il principio di isostasia in cui si afferma che i blocchi crostali galleggiano sul mantello sottostante grazie ad una spinta dal basso simile alla spinta idrostatica di Archimede; ciò determina uno sprofondamento maggiore dei blocchi litosferici continentali di spessore più elevato e meno densi dei blocchi litosferici oceanici.

Il fenomeno è analogo a quello che si verifica ponendo dei blocchetti di legno di uguale massa, ma di densità differente (quindi anche di volume diverso) in un recipiente di acqua: il blocco più voluminoso affonda nell'acqua tanto più dell'altro, quanto più alta è la parte emersa.

Se i blocchi litosferici non si trovano in equilibrio isostatico, tenderanno a raggiungerlo diminuendo o aumentando la parte sommersa, a seconda che la parte emersa subisca un innalzamento o un abbassamento.

 

 

 

1.2 J. D. Dana e la contrazione della terra

 

Le prove che si accumulavano indicavano che i continenti erano costituiti da materiale meno denso e più leggero rispetto a quello che costituiva i fondali.

Il principio di isostasia ed il concetto che la crosta oceanica fosse composta da basalto indussero il geologo americano J.D. Dana (1813- 1895) a formulare l'ipotesi di una terra in via di contrazione che inizialmente era fusa ed ora si stava raffreddando e solidificando.

Secondo Dana, al momento iniziale della solidificazione grandi aree avevano composizione granitica, mentre altre erano composte da crosta basaltica. La crosta avrebbe dovuto perciò adattarsi a questa contrazione e ciò avrebbe provocato lo sviluppo di forze compressive laterali all'interno della zona crostale.

Per la differenza di livello tra le depressioni e gli altopiani la crosta basaltica avrebbe agito come una leva contro la crosta granitica. Di conseguenza, la pressione laterale sarebbe stata diretta dalle depressioni oceaniche verso gli altipiani continentali.

In un primo stadio queste pressioni avrebbero causato un incurvamento complessivo degli altipiani, producendo ampi rigonfiamenti ergentesi sopra il livello del mare e depressioni altrettanto ampie. Ciò avrebbe dato inizio all'erosione ed al trasporto di roccia dalle zone sollevate ed alla sua deposizione come sedimento nelle depressioni.

Il processo continuava per aggiustamento isostatico. Via via che venivano spinti a profondità maggiori, i sedimenti dei bacini entravano in zone con temperature più alte che li indebolivano ed a volte li fondevano. La pressione laterale poteva essere allentata da ripiegamento e fratturazione entro le zone di indebolimento che portavano alla formazione di fasce montuose a strati ripiegati (le corrugate).

Erano dunque poste le basi per enunciare il concetto della geosinclinale.

Secondo tale ipotesi che spiega la formazione delle catene montuose, con il termine geosinclinale si indica un'area di subsidenza, cioè in continua abbassamento in cui si ha una forte sedimentazione e fenomeni di metamorfismo. Tali aree si trovano vicino ad una scarpata continentale ove si accumula una grande quantità di sedimenti stessi provenienti dal continente stesso. Lo spessore dei sedimenti è notevole proprio a causa della subsidenza poiché se l'area si abbassa non viene mai colmata, ma crea nuovo spazio per ulteriore sedimentazione. In seguito a spinte tangenziali, le geosinclinali iniziano a subire un ripiegamento, i sedimenti nella compressione vengono piegati e aumentano di spessore, si formano magmi e le rocce subiscono metamorfismo a causa delle forti pressioni.

Il modello in sostanza spiegava la formazione dei continenti e dei bacini oceanici e fu applicato con successo nel Nord America dove le catene montuose più importanti sono adiacenti all'oceano Pacifico ed a quello Atlantico.

 

1.3 Il modello terrestre di E. Suess

 

Un modello della terra analogo fu ideato dal geologo austriaco Edward Suess (1831-1914).

Nel corso della progressiva contrazione e solidificazione della massa fusa, i materiali più leggeri venivano spostati verso la superficie dando origine a rocce metamorfiche chiamate sial, mentre al di sotto vi erano rocce più dense dette sima, ricche di magnesio, ferro e calcio.

Le catene montuose si producevano per contrazione in modo analogo alle grinze che si formano su di una mela che si appassisce e si contrae. Su scala maggiore, una pressione complessiva di inarcamento faceva sì che certi settori della superficie terrestre sprofondassero dando origine agli oceani, mentre i continenti rimanevano sopraelevati. Nel corso del tempo certe aree continentali sprofondavano più velocemente di quelle adiacenti ed erano sommerse dal mare, mentre in altri periodi parti temporaneamente stabilizzate del fondo dell'oceano emergevano nuovamente in forma di terraferma.

Prove di antichi collegamenti terrestri di quello che era stato oceano profondo erano fornite da completa o parziale identità di molti animali e piante fossili trovate su continenti differenti. Queste somiglianze di vita organica primitiva non si potevano spiegare in termini di evoluzione darwiniana.

 

 

Ipotizzò quindi che fosse inizialmente fosse esistito un supercontinente, che chiamò Gondwana (dal nome di una regione dell'India Orientale ).

Sia le formulazioni di Dana che quelle di Suess negavano però implicitamente la possibilità di movimento laterale delle masse continentali attraverso gli oceani.

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NOTE

BIBLIOGRAFIA

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