02.4 - PROPAGAZIONE DEL CALORE. LE CELLE CONVETTIVE
Molti geologi riferirono il carattere tensionale (frantumazione) della dorsale e l’alto flusso di calore proveniente dalla Valle Mediana a un qualche genere di risalita di materiale solido caldo proveniente dall’interno della Terra (fig. 14); si suggerì che il materiale eruttato poteva essere all’origine delle dimensioni raggiunte dalla dorsale oceanica. I movimenti di materiali illustrati nella fig. 16 rappresentano una parte di una cella di convezione. Le celle di convezione che si formano in una pentola di liquido denso sono mostrate nella fig. 14.
Fig. 14
Riscaldando il fondo della pentola il liquido si riscalda subendo espansioni e diventa meno denso o più leggero del liquido più freddo attorno ad esso, così che esso risale verso l’alto dove è costretto a
Fig. 15
muoversi lateralmente. Il movimento viene chiamato convezione (uno dei modi di propagazione del calore), il calore viene trasportato verso l’alto dal movimento fisico di un fluido caldo; vicino alla superficie questo fluido diventa più freddo e si contrae diventando più denso o più pesante, dopodiché lo stesso ritorna al fondo per completare la cella convettiva. Nella Terra il moto convettivo come quello illustrato nella fig. 15, si propagherebbe non nel materiale fuso come era stato suggerito nei modelli dell’‘800 ma nel materiale solido come venne indicato per primo dall’inglese A. Holmes nel 1928.
Possiamoimmaginare unapropagazione del calore per convezione come quella della fig. 14 che avviene in un fluido molto viscoso. Le proprietà delle rocce dure e fragili sulla superficie della Terra sono ben note. All’interno della Terra comunque sotto estreme condizioni di alta temperatura e pressione le proprietà delle rocce sono molto differenti. Abbiamo varie prove di esistenza delle alte temperature all’interno della Terra tra le quali la più evidente è l’eruzione della lava caldissima che è una roccia fusa ad una temperatura spesso maggiore di 1000° C.
Un fabbro non è in grado di piegare una barra di acciaio freddo finchè essa non è sottoposta al riscaldamento. Allo stesso modo le rocce all’interno della terra sottoposte ad alte temperature e pressioni possono essere piegate e deformate mentre sono ancora allo stato solido.
La velocità di movimento ricostruibile nella fig. 15 ammonta a circa 1-2 cm all’anno ma il fattore tempo è grandemente differente da quello di fig.14 .Supposta una forza che agisce attraverso lunghi periodi di tempo geologico è molto più facile immaginare rocce calde che si deformano lentamente in modo da procurare trasporto di materiale in una sola direzione: cioè flusso della roccia come indicato in fig. 14. Al contrario uno sforzo applicato molto brusco anche sotto condizioni estreme di pressione e temperature all’interno della terra provocherebbero rottura o frattura delle rocce invece che flusso di materiale duttile (vedi Approfondimento B).
