I movimenti delle zolle sono generalmente rappresentati come se queste fossero corpi tabulari in spazi rettilinei. In realtà esse sono sottili involucri semisferici che si muovono su una superficie essenzialmente sferica.
I movimenti relativi di questi involucri possono essere unicamente determinati considerando il loro spostamento rispetto ad un polo di rotazione (polo di Eulero). In questo sistema di coordinate le linee rette vanno trasformate in piccoli archi di cerchio sulla superficie di una sfera, per cui le velocità lineari sono trasformate in velocità angolari. In maniera semplicistica i movimenti delle zolle vengono considerati come traslazioni che, va precisato, non esistono in un sistema sferico di movimenti; in realtà, tutti gli spostamenti delle zolle si producono come rotazioni.
Fig.62
05.2 - HOT SPOTS COME PENNACCHI TERMICI DEL MANTELLO:
A Tuzo Wilson scopritore delle faglie trasformi si deve la ingegnosa teoria degli hot spot. Wilson notò che in certe parti del mondo come nelle Hawaii il vulcanismo è stato attivo per tempi prolungati producendo una serie allineata di vulcani sottomarini. Questo fenomeno poteva solo accadere se si prevedeva l’esistenza di piccole aree mantenutesi caldissime per lungo tempo (hot spots) al di sotto delle zolle. Questo fatto determinava la presenza di sorgenti di alto calore pennacchi termici per rifornire il processo vulcanico. Così Wilson ipotizzò che l’allineamento della catena di isole Hawaiane si era formata grazie al movimento della zolla pacifica al di sopra di un punto caldo profondo fisso nel mantello. Questo punto caldo sarebbe stato localizzato nella posizione odierna delle Hawaii.
Fig.63
Fig.64: Le isole Hawaii riprese dallo spazioFig.65: Cartoon che illustra il concetto di movimento della zolla pacifica sopra il punto caldo fisso hawaiano che ha portato alla formazione della catena di isole hawaiane
05.3 - MARGINI DI ZOLLA
La distribuzione degli epicentri dei terremoti mostra un andamento singolarmente sistematico nel quadro generale della sismicità della Terra e definisce i limiti delle zolle litosferiche.
Fig.66
Sono stati riconosciuti 3 tipi di margine di zolla definiti divergenti, convergenti, conservativi, sulla base dei movimenti relativi delle zolle.
05.3.1 - Margini divergenti
In essi i movimenti relativi delle zolle sono normali al margine e diretti verso l’esterno.
Margini divergenti ben sviluppati si trovano nelle aree oceaniche dove costituiscono le dorsali medi oceaniche, in cui avviene l’espansione dei fondi oceanici.
Le dorsali sono spezzate e spostate lateralmente da faglie ortogonali, note come faglie trasformi.
L’importanza delle dorsali medi oceaniche e l’esistenza dell’espansione dei fondi oceanici è basata sul riconoscimento delle anomalie magnetiche (bande magnetiche) e su dettagliati studi della sismicità nelle zone medioceaniche.
ØBande magnetiche : sono “fasce” di rocce con polarità normale e inversa del magnetismo residuo disposte con simmetria assiale rispetto alla dorsale medi oceanica. Queste fasce hanno un’età progressivamente più antica allontanandosi dalla zona di dorsale (in ambedue le direzioni) e vengono prodotte dal nastro trasportatore della litosfera oceanica di nuova formazione che viene magnetizzata da un campo magnetico il quale periodicamente assume polarità inversa
ØFaglie trasformi : costituiscono una nuova classe di faglie con predominante spostamento laterale. Esse hanno un movimento di senso opposto a quello mostrato dagli spostamenti della dorsale e sono il prodotto di un margine divergente ripetutamente segmentato. Gli studi sismici della dorsali medioceaniche provano l’esistenzadelle faglie trasformi.
05.3.2 - Margini convergenti
Margini tra due zolle i cui movimenti sono orientati normalmente alla loro direzione e convergono verso la loro interfaccia. Sono state distinte due classi di margini convergenti: margini di subduzione e margini collisionali
ØMargini di subduzione : in essi la zolla subdotta è costituita da litosfera oceanica (subduzione di tipo B). Classici esempi sono quelli delle isole Marianne e quelli delle Ande
·Margini di tipo Marianne:ambedue le zolle sono costituite da litosfera oceanica; questo tipo di margine è caratterizzato da una fossa oceanica profonda e da un arco vulcanico;
·Margini di tipo Ande: la zolla soprastante consiste la litosfera continentale mentre la zolla in subduzione è oceanica; questo margine è caratterizzato da una fossa, ma invece dell’arco vulcanico troviamo un arco magmatico continentale.
ØMargini collisionali : in essi è invece la litosfera continentale ad essere subdotta (subduzione di tipo A). Vi si distinguono due tipi:
·Margini di tipo Alpino-Himalayano:ambedue le zolle sono costituite da litosfera continentale e quando una delle due tende a sottoscorrere, la proprietà di galleggiamento della stessa zolla ne contrasta la subduzione; queste aree di collisione si caratterizzano per l’estrema deformazione e lo sviluppo di estese catene montuose e sovrascorrimenti;
·Margini di tipo Taiwan: la zolla sovrastante è costituita da litosfera oceanica mentre quella in sottoscorrimento è rappresentata da litosfera continentale; la tendenza alla subduzione della litosfera continentale è contrastata dalle forze di galleggiamento ed il sistema si caratterizza per la formazione di una zona di notevole raccorciamento.
05.3.3 - Margini conservativi
La direzione del movimento di ciascuna delle zolle è parallela al margine; per cui lungo il margine non si verificano praticamente processi di convergenza o divergenza. Le faglie trasformi sono manifestazioni dei margini conservativi quando si trovano a connettere margini divergenti e convergenti.
Fig.67
Fig.68
Le registrazioni del primo impulso d’onda dimostrano che i movimenti dei margini di zolla sono generalmente determinati da uno dei tre meccanismi di sovrascorrimento, di distensione e di trascorrenza che può agire su particolari segmenti. I margini di zolla continentale, diversamente da quelli oceanici sono molto più estesi e meno definiti. Lungo un margine di zolla si possono verificare tutti i meccanismi focali ma è sempre uno o la combinazione di due meccanismi a predominare. La distribuzione degli epicentri nei margini di zolla indica l’esistenza di una fascia relativamente ristretta caratterizzata da terremoti con meccanismi focali profondi. I modelli termodinamici elaborati per la terra prevedono che la deformazione per fratture dovrebbe cessare a profondità di circa 30–50 Km. Poiché vengono registrati terremoti anche a profondità di 650 – 700 Km, sorge il problema di conciliare i modelli con l’esistenza di materiali rigidi capaci di fratturarsi a queste profondità così grandi. Vengono generalmente offerti due ordini di spiegazioni:
Øil gradiente geotermico determinato per la terra non è corretto;
Øesiste qualche meccanismo fisico capace di trasferire crosta rigida a profondità notevoli. Lo sviluppo della teoria della tettonica a zolle ha ammesso la possibilità di un tale meccanismo.
