La Terra inquieta

Roberto Fieschi

Non sono un geofisico, ma provo ugualmente a darvi qualche informazione su quanto accade normalmente, e soprattutto in questi mesi di frequente attività sismica, sotto i nostri piedi, le nostre case, le nostre chiese e i monumenti. Spero di essere comprensibile, nonostante il poco spazio a disposizione, e di non commettere errori. Naturalmente, spiegazioni più ampie ed efficaci si trovano anche in Internet.

Fin dall’inizio del Seicento i fisici si sono interessati alle proprietà globali della Terra: distribuzione delle masse, campo magnetico, flusso di calore, età della Terra. Fra i fisici che hanno studiato le proprietà globali troviamo Isaac Newton, Lord Cavendish, Joseph Fourier, Lord Kelvin e Karl Friedrich Gauss. Dall’inizio del secolo scorso l’introduzione di nuovi strumenti ha permesso di sviluppare nuovi metodi di esplorazione di questi e di altri fenomeni. L’idea che la Terra fosse un pianeta “geologicamente vivo” risale al XVI secolo, ma le idee sulla evoluzione della crosta terrestre erano vaghe. La spiegazione corretta giunse più tardi e fu la scoperta più importante sui processi che  plasmano e cambiano la Terra

La corrispondenza morfologica dei profili costieri dei continenti e soprattutto l’osservazione della somiglianza dei fossili diffusi sui diversi continenti portarono ad ipotizzare che gli attuali continenti potessero derivare da un antico supercontinente: Gondwana. Se le osservazioni erano convincenti, meno lo erano le teorie che avrebbero dovuto spiegare il meccanismo in grado di produrre lo spostamento delle masse continentali. Raccogliendo in modo accurato tutti i dati ricavati dalle osservazioni risalenti ai secoli precedenti e integrandole con sue osservazione originali, il meteorologo tedesco Alfred Lothar Wegener nel 1912 ricostruì un unico supercontinente, che battezzò Pangea, contrapposto a un unico superoceano, Panthalassa (vedi immagine).

Wegener fu inoltre in grado di datare al Triassico (251 – 199 milioni di anni fa) la Pangea e le successive fasi di smembramento del supercontinente. E infine giunse a formulare la teoria della “deriva dei continenti”,  descrivendo le terre emerse come enormi “zolle” di Sial che galleggiavano su una superficie anch’essa solida ma molto più malleabile, il Sima, e che le terre emerse erano migrate scivolando sui fondi marini.

Ma ancora mancava l’individuazione del meccanismo in grado di muovere questo complesso sistema, così come non vi era una misura diretta di questi lentissimi spostamenti, solo pochi centimetri all’anno. Sistematiche misure paleomagnetiche delle rocce oceaniche hanno portato, negli anni 60, alla scoperta dell’espansione dei fondi oceanici. Scoperta dalla quale è derivata la moderna teoria della tettonica delle placche , che è il modello sulla dinamica della Terra universalmente accettato. Le placche  rappresentano la litosfera, la parte rigida della Terra che comprende la crosta terrestre e la porzione più superficiale del mantello superiore, per uno spessore complessivo variabile tra i 70-75 km in corrispondenza dei bacini oceanici e i 110-113 km al di sotto dei continenti. Le placche poggiano sul mantello, che non è un substrato rigido e quindi ne permette un movimento lento, a scala dei tempi geologici.

Le sei placche più importanti portano il nome dei continenti collocati in esse, la nordamericana, sudamericana, africana, antartica, africana, euroasiatica. Il  meccanismo che governa il moto relativo tra i blocchi crostali è determinato dai moti convettivi sublitosferici, nella parte fluida del mantello.

I movimenti delle placche sono responsabili della formazione delle catene montuose (orogenesi), quando due placche, incontrandosi, si deformano e delle fosse oceaniche, quando una placca si immerge al di sotto di un’altra; l’allontanamento di due placche è associato alla formazione di nuove rocce nei fondali oceanici. I rilievi in mezzo agli oceani (le dorsali oceaniche) indicano le zone di formazione di nuova crosta dovuta all’effusione di magma dal mantello lungo le quali si ha la divergenza delle placche.

Per esempio, le Alpi si sono formate in seguito alla collisione della placca europea con  un lembo della placca africana, iniziata nel Cretaceo (circa 90 milioni di anni fa). I terremoti recenti nelle aree prealpine sono una conseguenza di questo  scontro, che produce uno scivolamento con attrito del margine della placca europea  al di sopra della placca africana di cui la Pianura Padana fa parte. Gli Appennini, a loro volta, sono in collisione con lo stesso lembo della placca africana, in corrispondenza della parte meridionale della Pianura Padana. In pratica questa  porzione di placca africana  si sta infilando al di sotto degli Appennini e le pieghe che sono sepolte al di sotto dello strato di terreno alluvionale della  bassa Pianura Padana , si stanno rompendo a seguito di questa compressione. Quello che stiamo osservando adesso è una sequenza di rotture, ravvicinate nel tempo, di diversi punti di questo fronte sepolto, punti che sono a distanza di 10-15 chilometri uno dall’altro e che stanno coinvolgendo complessivamente una zona di una cinquantina di chilometri.

Un altro esempio è l’India, che si è separata dal continente di Gondwana, andando alla deriva verso nord. Dopo un viaggio di oltre 5.000 chilometri questo piccolo frammento di Terra ha terminato la sua corsa contro la placca eurasiatica, comprimendo in un’enorme morsa tutto il materiale accumulato nella fossa che giaceva a sud del bordo meridionale di quel supercontinente. In seguito a quest’urto si è formata la catena dell’Himalaya. L’Oceano Atlantico, a sua volta, si è formato circa 165 milioni di anni fa dall’allontanamento delle placche americane da quelle dell’Africa e dell’Eurasia; la velocità di allontanamento è di circa due centimetri all’anno.

Poiché la superficie della Terra è costante, la formazione di nuova litosfera che  espande i fondali oceanici  è compensata dalla distruzione di litosfera in altre zone, cioè ai margini convergenti delle placche, attraverso il meccanismo di subduzione, ossia attraverso l’immersione dei margini di una placca sotto i margini di una placca adiacente (vedi figura). Intorno alle zone di subduzione si hanno fenomeni vulcanici e i terremoti di maggiore magnitudo.

La velocità con cui  i fondi oceanici si espandono e con cui le placche litosferiche si allontanano varia da uno a dodici centimetri all’anno, una velocità dell’ordine di grandezza con cui crescono le nostre unghie.

La deriva dei continenti, o meglio  la teoria unificante della tettonica delle placche, ha avuto varie conferme dirette.

Per concludere, un terremoto, o sisma, è un’improvvisa vibrazione del terreno prodotta da una brusca liberazione dell’energia elastica che si è accumulata nelle rocce, nel tempo, a causa del moto relativo delle placche. Tale energia si propaga in tutte le direzioni sotto forma di onde sferiche. L’energia in gioco può essere enorme; per questo gli effetti possono essere catastrofici se gli edifici non sono costruiti con criteri antisismici appropriati alla sismicità attesa nel territorio.

Share This Post

GoogleRedditBloggerRSS

7 Responses to La Terra inquieta

  1. Avatar
    gibbo 21 Giugno 2012 at 11:18

    non è stato facile ma finalmenteci ho capito qualcosa…

    • Avatar
      roberto fieschi 21 Giugno 2012 at 16:10

      Mi fa molto piacere.
      Se ha domande, può pormele; la mia amica Mariolina mi aiuterà a risponderle

  2. Avatar
    Elena 23 Giugno 2012 at 15:09

    piú che un commento è una domanda: che cosa determina il momento in cui ha luogo la brusca liberazione dell’energia elastica?
    Grazie,
    Elena

    • Avatar
      roberto fieschi 26 Giugno 2012 at 11:39

      I solidi, quindi anche la rocce, sottoposti a sforzo, si deformano elasticamente. Questo significa che la deformazione è proporzionale allo sforzo applicato (legge di Hooke). Questp processo elastico non prosegue all’infinito; al di là di una certa deformazione, che dipende dal tipo di materiale, si ha la rottura fragile (in realtà la situazione è un po’ più complicata perché si hanno anche deformazioni plastiche).
      Ad esempio, il vetro normale sopporta una deformazione elastica non molto grande prima di rompersi; dopo la rottura le parti così separate del materiale riprendono la loro forma originaria. L’acciaio invece sopporta una deformazione elastica molto maggiore.
      Le rocce, sottoposte agli sforzi dovuti alle pressioni delle forze tettoniche, sono relativamente fragili; quindi, quando le deformazioni elastiche superano un certo limite, si ha la frattura e si genera il sisma.

      • Avatar
        roberto fieschi 26 Giugno 2012 at 16:44

        La mia ultima frase può essere sotituita in modo da esprimere meglio il concetto:
        “Le rocce, sottoposte agli sforzi dovuti alle pressioni delle forze tettoniche, sono relativamente fragili; quindi, quando le deformazioni elastiche superano un certo limite, si ha la frattura e i due segmenti deformati tornano allo stato originario (cioè, da piegati tornato “diritti”, naturalmente dislocati l’uno rispetto all’altro) ed è in questo momento che si genera il sisma.

  3. Avatar
    Giangi 23 Giugno 2012 at 15:27

    Allora il fracking non c’entra niente?

    • Avatar
      roberto fieschi 26 Giugno 2012 at 16:47

      Ho girato la domanda a un mio collega esperto, questa è la risposta:
      “Il fracking è una tecnica di idrofratturazione indotta,usata per incrementare la permeabilità di rocce rigide, tipo calcari e dolomie.
      E’ indubbio che interventi di questo tipo in una zona con sorgenti sismogenetiche a bassa profondità quale è l’area emiliana interessata dagli ultimi terremoti potrebbe creare problemi.
      Però non è noto che in quella zona siano in corso o esistano progetti per attività di questo tipo (anche se, non essendo più controllata dall’ENI, è molto difficile indagare su questo)”.