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Corso di Geologia |
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Argomento: Processi e Prodotti Geologici
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INDICE
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| 7.3.2 - Le Faglie |
Quando una massa rocciosa si frattura subisce una deformazione che viene detta discontinua perché lungo la rottura punti della massa rocciosa stessa originariamente contigui non sono più in contatto tra loro. Le rotture che possono prodursi nelle rocce sono di due tipi:
Con il termine di "faglia" si intende dunque una frattura in una massa rocciosa, ai lati della quale siano avvenuti scorrimenti che hanno spostato, l'uno rispetto all'altro, i blocchi situati da bande opposte della superficie di frattura. In una sezione naturale, come può essere una parete rocciosa nuda, questa dislocazione può presentarsi come nella figura connessa e l'entità dello spostamento può essere minima ma anche grandissima (fino a qualche migliaio di metri).
Nel caso di spostamento molto piccolo, il fatto è pressochè trascurabile agli effetti dello studio strutturale di una regione; quando invece lo spostamento è notevole, occorre considerarne attentamente tutti gli aspetti. Cerchiamo ora di vedere la faglia come entità geometrica nello spazio a tre dimensioni. Immaginiamo un blocco di strati e lo spostamento lungo un piano di frattura. Il movimento è quello rappresentato nella figura connessa.  Non dobbiamo pensare però che questa spiegazione del movimento, essendo la più semplice, corrisponde sempre a realtà. Uno stesso dislivello di strati in due labbri di una faglia può essere originato da movimenti differenti. In altre parole quando noi osserviamo la sezione di una faglia, il dislivello degli strati non ci esprime il movimento, ma in generale la proiezione del movimento sul piano della sezione, cioè una componente del movimento stesso.  Lo spostamento tra due punti omologhi nei due labbri di una faglia si chiama rigetto, e si può misurare perpendicolarmente ai piani di stratificazione. Nel caso degli strati orizzontali il rigetto rappresenta la componente verticale del movimento (retta a nella figura connessa).  Il rigetto è una misura che vale per un determinato punto della faglia: avrà un valore massimo che degraderà fino ad annullarsi nel punto in cui la faglia termina (fig. connessa A), oppure potrà anche avere un valore costante per tutta la lunghezza della faglia, se quest'ultima finisce bruscamente entro un'altra faglia, (fig. B)
Altro elemento della faglia è dunque la sua lunghezza. Negli esempi considerati il piano di faglia forma un certo angolo con i piani di stratificazione; questo è un altro elemento variabile. Immaginiamo di potere osservare le faglie con una certa inclinazione (figura); la massa rocciosa che si trova sopra il piano di faglia viene indicata come tetto (A e C); mentre la faccia al di sotto come letto o muro (B e D).
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| 7.3.2.1 - Come si classificano le faglie |
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La classificazione di gran lunga più seguita è quella basata sul criterio genetico. Osservando la figura precedente, si può vedere che, negli ultimi stereogrammi C e D il tetto è abbassato rispetto al letto, al contrario degli stereogrammi A e B, dove il tetto è invece sollevato rispetto al letto stesso. Le dislocazioni rappresentate in C e D si dicono faglie dirette o normali; quelle in A e B si dicono faglie inverse. Tra i due tipi esiste una differenza sostanziale; basta pensare, riferendoci al blocco di strati rappresentato nella B della figura connessa, che dopo la faglia diretta esso risulta allungato (A) mentre in C, nel caso della faglia inversa, risulta raccorciato.
Possiamo quindi dire che la faglia diretta rappresenta una distensione; la faglia inversa una compressione, un raccorciamento. Nei due tipi di faglie ora descritti, la componente principale del movimento è verticale. Esiste un terzo tipo di faglie in cui la componente principale del movimento è orizzontale (parallelo alla direzione del piano di faglia): sono queste le faglie trascorrenti. Le faglie trascorrenti, a seconda del movimento relativo dei due blocchi separati dal piano di faglia, si possono suddividere in destre e sinistre.
La natura delle faglie trascorrenti può essere apprezzata immaginando una persona su uno dei blocchi, con lo sguardo rivolto verso il piano di faglia, osservare il movimento del blocco opposto; se lo spostamento di quest'ultimo è verso destra la faglia sarà a destra. Ovviamente trattandosi di movimenti relativi, il senso del movimento non cambia se l'osservatore si sposta da un blocco all'altro. Abbiamo visto che esistono sui fondi oceanici altre faglie a prevalente movimento orizzontale (faglie trasformi) il cui meccanismo di formazione e il significato cinematico differiscono però da quello delle faglie trascorrenti. Esempi di piani di faglia Spesso l'attrito ha prodotto una perfette lisciatura del piano ("specchio di faglia"), sul quale si possono osservare striature che indicano il movimento relativo.
Da entrambe le parti del piano di faglia possono essere presenti caratteristiche uncinature delle superfici preesistenti, dalle quali pure può essere ricavato il senso di movimento relativo, e fenditure di tensione, spesso mineralizzate e per lo più disposte in modo da formare un angolo attorno ai 45° con il piano di faglia. Il piano di faglia può corrispondere ad una zona di faglia o di frizione, nell'ambito della quale quella che può essere definita come faglia principale è accompagnata da altre faglie secondarie, aventi la stessa direzione ma rigetto inferiore. |
| 7.3.2.2 - Dimensioni delle faglie e periodo di funzionamento |
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Assimilabili a superfici piane, le faglie hanno due dimensioni: la lunghezza, osservabile sulla superficie terrestre, e la profondità. Entrambe queste misure possono avere valori assai variabili, da alcuni decimetri a centinaia di chilometri (vedi faglia di S. Andreas).
Per rendersi conto dello sviluppo in lunghezza di alcune faglie è sufficiente considerare i grandi sistemi di fosse tettoniche, legati a faglie normali, le gigantesche faglie trascorrenti e le zone di subduzione allungate migliaia di chilometri che possono essere considerate , sotto molti aspetti, come faglie inverse. La profondità massima delle faglie è invece decisamente minore: anche nei casi più imponenti, esse non superano generalmente lo spessore della litosfera (un centinaio di chilometri) perchè crescendo la profondità, le rocce tendono a deformarsi plasticamente. Comportamenti fragili sono tuttavia segnalati dalla sismologia in corrispondenza delle zone di subduzione anche fino a 700 km di profondità. |
| 7.3.2.3 - Criteri per riconoscere le Faglie |
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I criteri per individuare le faglie sono numerosi. Anzitutto, se le faglie sono recenti e, ancor oggi attive (sono così definite quelle che hanno avuto movimenti almeno una volta negli ultimi 35.000 anni o più volte negli ultimi 500.000), vi sono i criteri fisiografici (scarpate, spostamenti di alvei o di spartiacque, allineamenti di selle, di sorgenti, ecc.). Tra le faglie attive, quelle sismogenetiche (cioè capaci di generare terremoti) possono essere evidenziate anche sulla base dell'allineamento degli epicentri dei sismi. Il criterio più ovvio è quello della brusca discontinuità che interviene nei terreni da una parte e dall'altra del piano di faglia. Spesso, specialmente in rocce stratificate, le faglie possono determinare in superficie una ripetizione o, al contrario, una mancanza in una successione dei terreni. Infine, ha ovviamente particolare importanza il piano di faglia, che tuttavia non è sempre esposto all'osservazione diretta e, comunque, lo è generalmente per brevi tratti rispetto alla sua estensione. 
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