2 A. Wegener e la teoria della deriva dei continenti

   

2.1 Taylor e lo scorrimento crostale
 
Prima di Wegener, il geografo e geologo americano F.B. Taylor, nel 1910 pubblicò un articolo in cui sosteneva che l'ipotesi tradizionale della contrazione fosse inadeguata a spiegare in modo soddisfacente la distribuzione delle catene montuose del Terziario e la loro giovinezza. Immaginò un massiccio movimento di scorrimento della crosta terrestre da nord verso la periferia dell'Asia. Nell'articolo di Taylor il concetto di scorrimento crostale dalle alte latitudini a quelle basse dell'emisfero settentrionale veniva sostenuto con riferimento alla Groenlandia, che si immaginava fosse il residuo di un antico massiccio da cui si erano staccate, lungo fosse di spaccatura, il Canada e l'Europa settentrionale. La tesi di Taylor mancava tuttavia in un punto importante e cioè il meccanismo del movimento che produceva lo spostamento delle masse continentali. L'ipotesi delle forze di marea quando la Luna durante il Cretaceo venne catturata dalla Terra dovette sembrare fantasiosa ai geologi suoi contemporanei, ma risultò un contributo importante per la teoria elaborata da Wegener.

 
2.2 WEGENER e la teoria della deriva dei continenti

Alfred Wegener (1880 - 1930) non fu un geologo di professione. Nato a Berlino, studiò a Heidelberg, Innsbruck e Berlino ove si laureò con una tesi di astronomia nel 1905. Prima della guerra mondiale insegnò a Marburgo ove si specializzò in meteorolgia. Dal 1924 occupò una cattedra di meteorologia e geofisica a Graz in Austria. A partire dal 1910 si dedicò ad elaborare la teoria della deriva dei continenti.

Fin dai primi anni di studio aveva accarezzato il progetto di esporare la Groenlandia e, dopo aver imparato ad usare aquiloni e palloni per osservazioni meteorologiche, assieme a suo fratello Kurt nel 1906 stabilì il record mondiale di volo aerostatico ininterrotto di 52 ore.

Fece parte, come meteorologo, di una spedizione danese nella Groenlandia nord-orientale; partecipò con l'esploratore danese J.P. Koch ad una seconda spedizione in Groenlandia, nota per la più lunga traversata a piedi della calotta polare mai effettuata. Morì nel 1930 probabilmente per un attacco cardiaco nel corso di una terza spedizione in Groenlandia da lui guidata.

L'idea della deriva dei continenti, scrive Wegener nella sua trattazione "The Origin of Continent and Oceans", "mi si presentò già nel 1910. Nell'esaminare la carta geografica dei due emisferi, ebbi l'impressione immediata della concordanza delle coste atlantiche, ma ritenendola improbabile non la presi per allora in considerazione. Nell'autunno del 1911, essendomi capitata in mano una relazione su un antico collegamento continentale tra il Brasile e l'Africa, venni a conoscenza dei risultati paleontologici ottenuti, a me ignoti fino allora. Ciò mi spinse a prendere in esame i dati acquisiti nel campo geologico e paleontologico riferentesi a questa questione: ora, le osservazioni fatte furono così notevoli che si radicò in me la convinzione dell'esattezza fondamentale di quell'idea. Idea che resi nota per la prima volta il 6 gennaio 1912, in una conferenza tenuta alla Società Geologica di Francoforte sul Meno su: "La formazione dei continenti e degli oceani in base alla geofisica".(1) A questa conferenza ne seguì il 10 gennaio una seconda su: "Gli spostamenti orizzontali dei continenti " che tenni alla Società per il Progresso delle Scienze naturali di Marburgo."

Secondo la sua ipotesi nel Paleozoico e per quasi tutto il Triassico le terre emerse furono raggruppate in un unico, enorme continente che lo stesso Wegener denominò Pangea. Le acque contemporaneamente costituivano un solo sterminato oceano denominato Panthalassa.

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Circa 200 milioni di anni fa la Pangea avrebbe cominciato a frammentarsi lentamente, dapprima in due parti: una a nord dell'equatore chiamata Laurasia che comprendeva il Nordamerica e l'Eurasia attuali e l'altra a sud, chiamata Gondwana, circondati entrambi dall'oceano denominato Thetys.

 

 

Lentamente i due supercontinenti, Laurasia e Gondwana si ruppero in parti più piccole che andarono alla deriva sulla costa oceanica fluida. La Laurasia andò alla deriva verso il Nord, mentre il blocco America del Sud-Africa si staccò dal blocco Australia-Antatide.

Durante il Cretaceo, il Sud America e l'Africa si erano già allontanati, mentre solo nel Neozoico Europa ed America Settentrionale si separarono definitivamente come avvenne per il Sud America e l'Antartide.

 

2.3 Le prove della deriva

A sostegno della propria teoria, Wegener portò argomenti di varia natura, atti a fornire una spiegazione scientifica. Tali argomenti furono di natura:

geofisica: l'analisi topografico-statistica della superficie terrestre rivela due livelli predominanti in corrispondenza dei continenti e dei fondi oceanici. Ciò in accordo con la nozione di due strati di crosta separati. La teoria dell'isostasia presume che il substrato sotto la crosta terrestre agisca come un fluido, anche di tipo molto viscoso. Egli sostenne allora che in base a tale presupposto i blocchi continentali se si potevano muovere verticalmente, nulla impediva loro di muoversi anche orizzontalmente, ammesso che vi fossero forze sufficienti per farlo. Tali forze esistevano veramente e ne erano la prova la compressione orizzontale degli strati delle catene montuose delle Alpi, dell'Himalaya e delle Ande;

geologici: corrispondenza quasi perfetta dei margini dei continenti che si incastrano l'un l'altro come in un mosaico. Affinità geologiche che accomunano, per esempio le catene montuose paleozoiche della Norvegia e della Scozia a quelle della Groenlandia e del Canada (analoga affinità si riscontra ad esempio tra le formazioni rocciose dell'Africa occidentale e del Sudamerica orientale. Particolare importanza fu attribuita alla corrispondenza fra le morene terminali delle coltri glaciali dell'America Settentrionale e dell'Europa quale indice di un differimento nella scissione finale dei continenti fino al Pleistocene. " E' proprio - scrive Wegener - come se noi dovessimo mettere a posto le parti strappate di un giornale facendo combaciare i loro contorni e poi vedere se le singole righe di stampa si susseguono dalle due parti regolarmente. Se ciò si verifica, evidentemente non resta altro che concludere che tali parti erano effettivamente unite in questo modo"; (2)

paleontologici e biologici: all'inizio del secolo tutti i paleontologici più influenti, per spiegare l'identità o similarità floristiche e faunistiche tra continenti differenti, ammettevano che tra essi potessero essere esistiti specialmente durante il Mesozoico, dei legami sotto forma di grandi lingue di terra, i cosidetti ponti continentali, successivamente sprofondati nell'oceano. Wegener, dopo aver indagato a fondo sulla distribuzione, attuale e geologica di vari organismi, rigetta su evidenze geofisiche e sulla base dei principi dell'isostasia, la possibilità che i cosidetti ponti continentali siano spariti e sprofondati negli oceani. Quindi l'unica vera conclusione che si poteva trarre era che i continenti oggi separati, si fossero staccati spostandosi lateralmente da un unico originario Supercontinente;

paleoclimatici: conducendo ricerche anche sulla distribuzione dei climi del passato, rilevò in Sudamerica, Australia, Africa ed India, rocce sedimentarie paleozoiche deposte in ambiente glaciale, le tilliti, (morene fossili), mentre in Siberia, America settentrionale ed Europa centrosettentrionale trovò dei carboni fossili della stessa età delle tilliti, ma formate da resti vegetali tipici di climi tropicali. La particolare distribuzione di queste rocce poteva essere spiegata solo ammettendo che al momento della loro deposizione le terre soggette al clima glaciale fossero tutte unite tra di loro, così come dovevano esserlo quelle dove il clima era invece tropicale.

 

 Il punto debole dell'impalcatura della teoria di Wegener era l'incertezza delle forze motrici, come egli stesso ammette: " il Newton della teoria della deriva non è ancora apparso….E' probabile che la soluzione completa del problema delle forze motrici sia ancora lontana a venire, perché significa districare un groviglio di fenomeni interdipendenti in cui spesso è difficile distinguere la causa dall'effetto," (3)

Formulò tuttavia alcune ipotesi indicando due possibili componenti. Una cosidetta forza di fuga dei poli che doveva spiegare i movimenti dei continenti verso l'equatore e una sorta di forza di marea per spiegare la deriva verso ovest dei continenti americani

 

2.4 Le critiche all'ipotesi di Wegener .

L'obiezione più forte, fu comunque quella che sottolineava l'incompatibilità tra il movimento continentale e le idee accettate sulla struttura della crosta. Anche se i continenti erano zattere di sial galleggianti sul sima, quale forza era in grado di superare l'enorme attrito e di spingerli lungo la superficie terrestre? Il geofisico britannico Harol Jeffreys calcolò che i meccanismi di Wegener erano troppo deboli per superare l'attrito tra i continenti e la crosta sottostante.

 

2.4 A. Holmes e la teoria delle correnti convettive

Vi furono tuttavia alcuni sostenitori ed in particolare il geologo inglese Arthur Holmes (1890 - 1965) che attorno al 1930, proponendo un meccanismo per il movimento dei continenti molto più plausibile di quello avanzato da Wegener, contribuì notevolmente a rafforzare considerevolmente l'ipotesi della deriva dei continenti.

Holmes aveva raggiunto una notevole fama anche per le sue ricerche sulla petrologia ignea e nel 1925 venne chiamato alla cattedra di geologia dell'università di Durham.

La sua teoria presupponeva che le rocce semifluide che costituiscono il mantello interno della terra fossero continuamente rimescolate da correnti convettive del tutto analoghe a quelle che si originano portando ad ebollizione una pentola d'acqua. L'acqua che si trova a contatto con il fondo della pentola, scaldandosi si dilata e diviene più leggera di quella che le sta sopra. Per il principio di Archimede, la parte di acqua più calda e leggera tende a risalire a spese di quella più pesante e fredda, dando così origine ad una corrente convettiva ascendente. Lo spazio lasciato libero dall'acqua che risale, a sua volta, viene occupato dall'acqua più fredda, dando così origine ad una corrente convettiva discendente.

Il motore che provoca la deriva dei continenti è del tutto simile: le rocce che si trovano alla base del mantello sono a contatto con il nucleo e vengono perciò riscaldate notevolmente rispetto a quelle che si trovano nella parte esterna. Il materiale caldo tende a risalire dal mantello profondo ed una volta raggiunta la superficie si raffredda. Una volta divenuto freddo questo materiale dovrà necessariamente affondare nel mantello provocando increspature in superficie.

I movimenti del mantello causati dai moti convettivi trascinano la crosta terrestre. La grande forza di questo trascinamento provoca fratture che dividono la crosta terrestre in pezzi detti zolle o placche crostali. Nei punti in cui il magma risale, la crosta è spinta in due direzioni diverse e quindi si frattura. Dalla frattura esce il magma del mantello. Il magma si raffredda e va a formare una doppia catena di montagne ai lati della frattura: essa è detta dorsale. Tale fenomeno avviene soprattutto negli oceani dove la crosta è più sottile e dove si formano immense catene sottomarine dette dorsali medie oceaniche. Nei punti invece del mantello dove il materiale scende trascina con sé le placche che scontrandosi producono subduzione, cioè una conduzione al di sotto. Nei punti in cui avviene la subduzione c'è una deformazione della crosta che produce una fossa cioè un punto  particolarmente profondo. 

 

A causa della rotazione terrestre le correnti ascensionali sarebbero deviate verso ovest e quelle discendenti verso est.

Holmes proseguiva sottolineando una quantità di altre conseguenze geologiche e chiarì che la sua ipotesi forniva spiegazioni plausibili di importanti fenomeni come le geosinclinali e le fosse tettoniche.

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NOTE

BIBLIOGRAFIA

SITI INTERNET CONSULTATI

 

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