Materiale Didattico

I margini divergenti si sviluppano lungo i centri di espansione dove le zolle si allontanano e nuova crosta si crea da un magma che si solleva dal mantello. La dorsale Medio Atlantica è l’esempio più studiato di margini divergenti.

I margini divergenti che si sviluppano nei bacini oceanici sono comunemente ritenuti come centri di espandimento della crosta oceanica. In essi i movimenti relativi delle zolle sono ortogonali al margine e dirette verso l’esterno. La loro espressione fisiografica è rappresentata dalle dorsali medioceaniche: regioni a decorso lineare, topograficamente sollevate, a volte anche di 2 o 3 Km, rispetto alle piane abissali circostanti. La morfologia delle dorsali medioceaniche varia da punto a punto passando da aree molto rilevate, scabre e ripide, come ad esempio la Dorsale Atlantica, ad aree topograficamente più basse ma meno ripide come ad esempio la Dorsale Pacifica Orientale (East Pacific Rise).

Lungo l’asse delle strutture topografiche si ritrova un sistema centrale di fosse tettoniche con un profilo essenzialmente simmetrico. La fossa mediana (o rift centrale) è dislocata da un importante sistema di faglie dette trasformi che sono ortogonali alla sua direzione.

L’evidente spostamento prodotto nel rift centrale dalle faglie trasformi indusse i primi ricercatori ad indicare queste faglie come i più importanti sistemi di movimenti trascorrenti crostali.

Esistono almeno tre linee di evidenza a sostegno del significato tettonico delle dorsali come zone di espansione.

Le prime due, molto chiare nel loro significato, sono la distribuzione simmetrica delle anomalie magnetiche lungo la dorsale medioceanica e l’età della litosfera sistematicamente più antica man mano che ci allontaniamo dalle dorsali.

La posizione delle dorsali rimane stabile per periodi di milioni dianni come indicato sia dalla simmetria assiale delle anomalie magnetiche che dalle età della litosfera oceanica.

la variazione di età e i dati magnetici sono sufficienti a dimostrare l’esistenza dell’espansione dei fondi oceanici; ma queste prove non erano state acquisite al tempo in cui per la prima volta venne introdotto il concetto di espansione dei fondi oceanici.

Il significato delle bande magnetiche (osservate da Vine e Matthews, 1963) come prodotto dell’espansione lungo segmenti di rift fu previsto da Wilson (1965) quando propose l’esistenza di una nuova classe di faglie, le faglie trasformi.

Sezione attraverso la crosta oceanica ed il mantello presente sotto la dorsale medio oceanica atlantica secondo un possibile modello per la generazione del magma (non in scala) (From J. M. Hall and P.T. Robinson, Science, vol. 204, p. 581, 1979, copyright © 1979 by the American Association for the Advancement of Science).

Questo modello fu comprovato dall’esperienza di Sykes (1968) il quale si servì dell’analisi delle onde compressive di primo arrivo dei terremoti della Dorsale medio atlantica. Alcuni aspetti di questo studio sono fondamentali per la comprensione dell’espansione dei fondi oceanici. Nella figura collegata la posizione degli epicentri illustra la distribuzione spaziale dell’attività sismica e, a seconda del loro numero, l’abbondanza relativa dei terremoti. Gli ipocentri delle faglie all’interno del graben centrale indicano movimenti distensivi, mentre le faglie trasformi (a queste ortogonali) sono caratterizzate da meccanismi focali trascorrenti soltanto nelle regioni situate tra i segmenti della fenditura (rift) centrale. Lateralmente ai tronconi della dorsale, i movimenti lungo le faglie trasformi sono prevalentemente verticali con una ridotta o inesistente componente trascorrente.

Fig. 75

Fig. 76

Queste caratteristiche possono essere spiegate unicamente da un processo di espansione oceanica. Infatti, mentre la presenza di faglie dirette nel graben centrale è facilmente spiegabile con la distensione crostale, il senso del movimento osservato sui segmenti di faglie trasformi tra i tronconi della dorsale può essere solo motivato dal movimento relativo di due zolle litosferiche divergenti, movimento che ha origine nella fenditura assiale.

D’altro canto, gli spostamenti verticali nel segmento della faglia trasforme, esterno alla zona centrale della dorsale, sono la risposta a un processo di contrazione termica (raffreddamento) differenziale. Le parti di faglie trasformi che giacciono tra i segmenti del rift centrale separano due zolle che si muovono l’una rispetto all’altra. Le parti di faglie trasformi presenti in aree esterne ai tronconi del rift invece separano parti della stessa zolla, quindi ambedue i lati della faglia si muovono nella stessa direzione.

Le caratteristiche topografiche conseguenti allo stato termico della litosfera e la velocità relativa delle zolle rappresentano due fattori determinanti per la morfologia delle dorsali medioceaniche. Infatti se al margine divergente si manifesta una notevole velocità relativa tra le zolle, la risultante dorsale medioceanica sarà costituita da un ampio e voluminoso rigonfiamento con moderato rilievo; al contrario in un sistema di zolle in lenta divergenza si svilupperà una fase di maggiore contrazione (raffreddamento) in un più breve spazio, dando origine di conseguenza ad una dorsale con morfologia più tormentata e con un volume nettamente ridotto.

Le dimensioni delle dorsali medio-oceaniche determinano in modo consistente le variazioni del livello globale del mare. Durante i periodi di esteso rigonfiamento medio-oceanico si riduce il volume dei bacini oceanici dando origine ad un sollevamento eustatico del livello del mare. Viceversa, nei periodi in cui si ha formazione di dorsali medioceaniche relativamente ristrette e con ridotto volume, si avrà un abbassamento eustatico del livello del mare.