Le due maggiori caratteristiche della faccia della terra sono gli oceani e i continenti. Secondo le ultime rivoluzionarie scoperte, il 60% della superficie della Terra (corrispondente agli attuali bacini oceanici) si è formato negli ultimi 200 M.a. (circa il 5% della durata geologica).
Al contrario i continenti sono costituiti da rocce formatesi in tempi assai più remoti.
Fig. 25:
La naturale linea di separazione tra continenti ed oceani dovrebbe essere la linea di costa, ma in realtà le rocce e le strutture che caratterizzano i continenti non si interrompono alla linea di costa ma si prolungano nella così detta piattaforma continentale. Infatti le differenze tra continenti e fondi oceanici dipendono dalle caratteristiche litologiche della loro crosta. I continenti sono essenzialmente costituiti da graniti ed i fondi oceanici da basalti.
Fig. 26
La curva ipsografica illustra i rapporti tra terra e mare e dimostra che il mare non copre solamente i fondi a crosta oceanica, ma anche settori sommersi costituiti da crosta continentale.
Fig. 27
Queste parti, oggi ricoperte dal mare, emerso durante l’ultima glaciazione vennero a giorno, poiché grosse quantità di acqua si trasformarono in ghiaccio, col conseguente abbassamento del livello del mare. Questo fenomeno si può evidenziare meglio considerando la curva ipsografica.
Oceani
Le ricerche degli ultimi decenni hanno prodotto una straordinaria conoscenza sulla parte della crosta terrestre coperta dalla colonna d’acqua.
La colonna d’acqua può essere divisa in 3 sfere concentriche sulla base delle variazioni di temperatura e densità. Le temperatura, che generalmente diminuiscono con la profondità, la maggiore diminuzione avviene nella parte alta della colonna.
Nelle basse latitudini le temperature sono di circa 20°C in superficie 8°C a circa 500 m, 5°C a 1000 m e 2°C a 4000 m.
Esiste intorno ai 200 m di profondità una lente di acque calde che galleggia su un immenso volume di acque fredde, salate (la zona di acque profonde e fredde).
Le due sfere di acque calde e fredde sono separate da una zona in cui si ha un cambiamento rapido della temperatura (termoclino) e la densità (pycnoclino). Il termoclino permanente: le ultime centinaia di metri rappresentano strati misti in cui si sviluppano termoclini stagionali.
Morfologia degli Oceani
Grazie al sistematico rilevamento topografico e morfologico dei fondali marini e mediante l’uso dei metodi sismo-acustici è stato possibile costruire carte batimetriche e differenziare varie zone con specifiche caratteristiche, tra le quali vanno particolarmente ricordate i margini continentali, i fondi oceanici le dorsali medio-oceaniche.
Fig. 29
Margini continentali
Le aree che si estendono dal limite dei continenti verso la zona di piana batiale degli oceani sono indicate con il termine di margine continentale. Lo studio della struttura geologica dei margini (piattaforma-scarpata) dimostra che essi sono costituiti da crosta continentale.
Nei margini continentali si riconoscono due fasce :
a)piattaforma continentale, sino a – 200 m sotto il livello del mare che costituisce sino al 12% della crosta terrestre, ed ha una pendenza di 0° 07’. La piattaforma continentale attuale rappresenta quella parte del continente che nell’età preglaciale fu resa pianeggiante dall’azione delle onde, e più tardi venne ricoperta dal mare. Durante l’ultima glaciazione è rimasta allo scoperto: quando il clima divenne più caldo, i ghiacciai si fusero e il livello del mare si innalzò. Le piattaforme continentali sono aree di importante sfruttamento del mare, dalla pesca alle ricerche petrolifere.
Fig. 30
Fig. 31
Dei tre principali bacini oceanici solo l’Atlantico e l’Indiano hanno delle piattaforme continentali ben sviluppate. Nel Pacificoesse mancano e quando sono presenti sono strette e mal definite.
Fig. 32
b) scarpata continentale, profonda fino a 3000 m. Durante l’ultima era glaciale, finita soltanto 10.000 anni fa, quantità considerevoli di acqua di mare si sono congelate in estese calotte polari, e di conseguenza il livello del mare si è abbassato in media di 10 m. rispetto al livello attuale.
Fig. 33
Piane abissali
Le aree pianeggianti, cui si dà il nome di piane abissali sono ricoperte da fanghi, spessi talvolta decine di metri, costituiti da resti di piccoli organismi planctonici, i cui scheletri sono caduti al fondo. Questa pioggia di resti organici ha lo stesso effetto delle correnti di torbida, cioè quello di ricoprire le irregolarità del fondo oceanico.
Gran parte delle asperità dei fondali vengono drappeggiate dalle frazioni fini dei sedimenti trasportati e depositati dalle correnti di torbida (Oceano Atlantico) e da sedimenti pelagici del tipo prima descritto (Oceani Pacifico ed Indiano).
Seamount
Sono colline vulcaniche che si sollevano dai livelli dei fondi oceanici. Strutture del genere sono le isole oceaniche come le Azzorre, le Isole di Capo Verde, Sant’Elena.
Molte di queste protuberanze sono coniche e per la loro somiglianza ai vulcani terrestri, vengono chiamate montagne sottomarine. I seamount vengono spesso livellati dall’azione delle onde che rendono pianeggianti le loro cime. Ad essi è stato dato il nome di guyot.
Fig. 34
Dorsali medio-oceaniche
Le dorsali oceaniche sono grandi catene montuose che sorgono nelle regioni mediane degli Oceani.
Fig. 35
Esse si estendono per 60.000 km attorno alla terra. Quella più conosciuta è la dorsale medio-atlantica che si estende nel mezzo dell’Atlantico, dividendo il fondo oceanico in 2 parti simmetriche. Essa gira attorno al Sud Africa, per risalire verso nord lungo l’Oceano Indiano (qui chiamata dorsale di Carlsberg). La dorsale atlantica è larga in media 1000 - 1500 km ed ogni cima si innalza generalmente di 3000 m dal fondo del mare. Le dorsali oceaniche sono caratterizzate da profonde spaccature e fenditure che corrono giù per l’asse della zona centrale più elevata (fosse tettoniche mediane).
La parte più elevata della dorsale e la fossa tettonica mediana sono formate da rocce basaltiche, con pochi sedimenti nella valle. La zona intermedia pianeggiante è ricoperta da sedimenti derivati dall’erosione sottomarina a spese del cono centrale sollevato.
Poiché le dorsali sono composte da materiale basaltico, è chiaro che sono prodotte per estrusioni laviche, che possibilmente hanno trovato la via per venire in superficie attraverso le fratture formatesi nella fossa mediana. La dorsale non è continua perché appare interrotta da zone di frattura. Vedremo successivamente il significato di queste fratture.
Fosse Oceaniche ed Archi Vulcanici (Fig. 34)
Le piattaforme continentali sono generalmente assenti là dove nell’immediato retroterra vi sono allineamenti non solo di montagne (dovute a recente attività orogenetica), ma anche di vulcani attivi (archi di isole).
In queste aree la piattaforma e la scarpata sono spesso sostituite da profonde depressioni (fosse oceaniche) che si estendono tutto attorno e grosso modo parallelamente alla costa. Sia le fosse che le terre a ridosso si trovano all’interno di una zona altamente sismica dove gli ipocentri dei terremoti registrati diventano più profondi spostandosi dal mare al continente.
Le isole vulcaniche vicino alle coste del Pacifico vengono erose e i detriti risultanti sono trasportati dai fiumi al mare. E’ perciò strano che le fosse oceaniche situate ad Est del Giappone non sembrano contenere in nessun luogo quantità di sedimenti come richiederebbe la vasta erosione terrestre. Vedremo successivamente quali sono le motivazioni.
Le fosse hanno un particolare significato geodinamico che verrà approfondito nel quadro della Tettonica globale.
La crosta oceanica
L’ipotesi dell’espansione dei fondi oceanici documenta la storia dell’attuale litosfera oceanica a partire dal Giurassico inferiore; lungo la dorsale medi oceanica viene prodotta nuova litosfera oceanica e si mette in posto la litosfera più antica; le inversioni di polarità magnetica registrate dalle rocce ignee formatesi durante questo processo ci permettono di seguire e ricostruire la storia di un oceano in espansione.
Una conferma di queste ipotesi è venuta fuori con idati del programma di perforazione JOIDES. L’età dei sedimenti sovrastanti quella che si ritiene essere la più recente ed importate effusione di basalti è stata previstadalla teoria con notevole precisione. E’ anche vero però che sono stati incontrati livelli sedimentari intercalati con questi basalti, ma la loro età in ogni caso è più antica di quella delle rocce vulcaniche in cui sono compresse. Carte dell’età dell’espansione dei fondi oceanici sono state pubblicate da Pitman et al., (1974), Heezen e Fornari (1976) e Larsen e Pitman (1984). Queste carte sono state redatte sulla base delle bande magnetiche che registrano fasi di accrescimento relativamente ordinato di rocce ignee in un regime tettonico predominantemente distensivo. Le diverse ricostruzioni basate sulla corrispondenza delle bande magnetiche sono di aiuto nel determinare la forma, la posizione e l’età dei margini distensivi delle zolle.
