Lezione 19 del mio corso di Scienze della Terra. In questa lezione parleremo delle rocce, ne vedremo la classificazione, le modalità di formazione e infine il ciclo litogenico. Cominciamo!
Che cosa sono le rocce? Le rocce sono miscugli o aggregati soliti di minerali che costituiscono la costa terrestre e il mantello. Qui ad esempio mostro il granito, il granito è una roccia costituita in gran parte da quarze e feldespati. I graniti, se vi ricordate dalla lezione precedente, sono...
ossidi di silicio. L'ossido di silicio è il costituente principale della crosta terrestre. Infatti questa roccia di granito costituisce principalmente la crosta continentale del pianeta.
Le rocce si classificano in base alle modalità di formazione. Ad esempio abbiamo le rocce sedimentarie, gli agenti atmosferici come la pioggia, il vento, la neve e tutto il resto. possono erodere le rocce esposte principalmente nei rilievi montuosi e trasportarli nelle zone di sedimentazione. Infatti le rocce sedimentarie si formano dalla cementificazione, che si può anche definire come litificazione, dei sedimenti erosi e trasportati dagli agenti atmosferici in zone di erosione, ovvero, come detto prima, quelle più esposte. Questi sedimenti si accumulano nelle zone di deposizione o nei bacini di sedimentazione, che possono essere le pianure alluvionali, gli ambienti lacustri e i bacini marini.
Poi abbiamo le rocce igne, ovvero le rocce che si formano dalla solidificazione di un fuso e si possono distinguere in due tipi, intrusive ed effusive. Qual è la differenza? Che le rocce intrusive si formano dalla solidificazione lenta di un magma nel sottosuolo, quindi a grandi profondità nelle camme magmatiche o nei batoliti, ovvero nelle intrusioni magmatiche, il magma che è lava più gas, quindi è una composizione diversa dalla sola lava che esce in superficie, solidifica lentamente generando queste rocce inie intrusive.
Se invece il magma raggiunge la superficie e fuoriesce con eventi vulcanici perdendo i gas, diventa lava e quando solidifica avrà Non solo una composizione chimica diversa, proprio perché ha perso i gas volatili, cioè l'acqua, gli acidi di disolfo, l'onelicarbonica, ma anche perché avrà modalità di raffreddamento molto diverse, perché mentre nel sottosuolo, dove le rocce sono un potente isolante termico, queste raffreddano molto lentamente, ci mettono molti anni, anche molti decenni o secoli, in superficie le rocce solidificano molto rapidamente, perché all'aria aperta, la dispersione calore molto più rapida e di conseguenza abbiamo un fenomeno di cristallizzazione molto diverso vedremo in questa lezione che diversi magmi posto da origine a rocce diverse se si solidificano nel sottosuolo o in superficie ancora abbiamo le rocce metamorfiche la tettonica delle placche il magmatismo può trasformare le rocce senza doverle rifondere da solido e quindi abbiamo un metamorfismo regionale lì dove le forze toniche schiacciano e comprimono le rocce costringendole a riorganizzarsi in nuove strutture cristalline e invece un metamorfismo di contatto lì dove i magmi senza fondere cuociono le rocce con cui sono a contatto. Anche le alte temperature oltre alle alte pressioni possono ricristallizzare e ritrasformare le rocce preesistenti in nuove rocce. Quindi le rocce metamorfiche si formano per ricristallizzazione da rocce preesistenti senza passare dallo stato liquido.
Questo fenomeno avviene quando le rocce subiscono pressioni fortissime in attività tettoniche, quindi quando vengono trasportate nel sottosuolo o vengono coinvolti nei processi orogenetici o comunque sia di subsidenza tra due placche tettoniche, oppure a temperature altissime, se vengono portate a grande profondità oppure se sono comunque a contatto con un magma. Queste rocce costituiscono il cuore dei continenti, ovvero le zone più antiche della crosta continentale sono principalmente rocce metamorfiche. Vediamo adesso com'è suddivisa la crosta terrestre. La crosta terrestre si suddivide in due grandi tipologie. Abbiamo una crosta sottile e densa ed una spessa e leggera.
La crosta sottile e densa è quella oceanica, costituisce il 70% della crosta terrestre. ed è molto povera di silicio, ovvero c'è meno silice. Questa crosta può avere uno spessore anche di soli 10 km in alcuni punti dell'oceano e la sua grande densità la coinvolge in processi di subduzione quando due placche tettoniche si scontrano. Poi invece abbiamo la crosta continentale, molto più spessa e meno densa, quindi leggera rispetto a quella oceanica ed è molto ricca in silicio. Mentre la crosta oceanica viene continuamente rigenerata, infatti non esiste più, Se esiste un frammento della crosta oceanica più antico di 200 milioni di anni, la crosta continentale è la componente più antica della crosta del pianeta.
Ci sono zone di crosta continentale che hanno più di 4 miliardi di anni, quindi è la parte più antica del pianeta. Costituisce circa il 30% della crosta terrestre totale. Nella crosta terrestre possiamo distinguere questa distribuzione di rocce. Le rocce sedimentarie sono la componente minore.
Infatti, coprono la maggior parte della superficie, sono rocce di copertura, ma in volume rappresentano la quantità minore. Poi abbiamo le rocce metamorfiche, che rappresentano ben oltre il 30%, e poi abbiamo che la parte dal leone, cioè la componente maggiore della crosta terrestre, è costituita da rocce magmatiche, che possono essere per un buon 25% intrusive, per più di un 40% di tipo effusive. Questa è la componente delle rocce.
che costituiscono la crosta terrestre perchè le rocce magmatiche sono quelle maggiori perchè il 70% della crosta terrestre che quella oceanica è principalmente di origine magmatica e quindi è proprio il fatto che le rocce magmatiche costituiscono principalmente la crosta continentale che già di suo è il 70% della crosta terrestre a fare in modo che queste rocce siano la componente principale della crosta terrestre però la parte più antica della crosta terrestre è quella continentale in cui la troviamo costituita in maggior parte da rocce metamorfiche. Detto questo, ora parliamo delle rocce sedimentarie. Le rocce sedimentarie sono quelle in minor quantità, l'abbiamo già visto prima, costituiscono la maggior parte della superficie terrestre, ma solamente per copertura. Quindi diciamo che la classe terrestre è in gran parte coperta da rocce sedimentarie, ma non rappresentano in volume la quantità maggiore. Queste sono le rocce di rinforzamento.
si possono trovare sia sui continenti che sui fondali oceanici e la loro formazione è caratterizzata da queste quattro fasi abbiamo l'erosione ovvero nei rilievi montuosi lì dove le rocce sono esposte agli agenti atmosferici queste subiscono erosione da parte della pioggia del vento della neve e tutte le attività atmosferiche a cui sono esposte poi abbiamo la fase di trasporto ovvero una volta erossi questi sedimenti vengono trasportati dalle acque o dal vento verso le zone di deposizione, ovvero a valle. Nelle zone di deposizione abbiamo l'accumulo di questi sedimenti e poi, in determinate condizioni, questi sedimenti si possono cementificare, il processo si chiama litificazione, diventando rocce compatti. Qui vediamo una sezione che fa vedere più o meno in quali ambienti avvengono questi fenomeni, dalle catene montuose fino ai fondali oceanici.
La granulometria di questi sedimenti diminuisce man mano che ci si allontana dalla sorgente erosiva e ovviamente anche... anche dalla diminuzione dell'energia di trasporto, che cosa vuol dire? Che man mano che mi allontano dalla catena montuosa, i sedimenti avranno dimensioni sempre più piccole, quindi troverò ciottoli e sassi ai piedi della catena montuosa, ghiaie e sabbie nelle pianure aluvionali e sulle spiagge, e poi silt e argilla, e quindi dei fanghi molto sottili, in fondo all'oceano.
L'energia di trasporto, ovvero l'energia con cui l'acqua trasporta questi materiali, diminuisce sempre più man mano che ci si avvicina al mare, perché diminuisce la pendenza del rilievo e di conseguenza diminuisce anche la sua capacità di trasportare materiale pesante. Quindi i sedimenti più fini, le argille e i fanghi, arriveranno molto più lontano in fondo all'oceano, mentre i sedimenti più grossolani, ovvero i ciottoli e la sabbia, la ghiaia, rimarranno sui continenti o comunque sia nei pressi della catena montuosa. Come funziona il processo di litificazione?
Abbiamo dei sedimenti sciolti che vengono compattati con il peso di quelli successivi che arrivano sopra di loro e poi all'interno dei loro fori l'acqua, che è ricca di minerari, li cristallizza trasformandoli in una sorta di cemento e tutti questi granuli si trovano a formare una roccia compatta. Questa è la litificazione. Qui vediamo come le rocce sedimentarie si possono formare in diversi modi. Abbiamo processi idrodinamici appena spiegati, in cui praticamente le particelle si cementificano per cristallizzazione di minerali dall'acqua che pervade gli spazi tra i granuli.
Poi abbiamo rocce cristalline, ovvero le evaporiti, quando un mare chiuso o un lago molto salato evapora, rilascia sul fondo i sali che ha disciolto per evaporazione. Poi abbiamo le biocostruite, ovvero alcuni organismi come quelli che vivono nelle barriere coralline o alcuni foraminiferi che vivono nell'acqua di mare o alcuni bivalvi o comunque sia organismi che vivono in mare utilizzano il carcare o la silice sciolti nell'acqua per costruire lo scheletri e quando questi muoiono tutti questi scheletri queste conchiglie si accumulano in fondo al mare formando grandi spessori di depositi sedimentari e quelli residuali, ovvero ci sono grandi depositi di materiali che sono esposti all'aria, quindi all'ossigeno, e questi subiscono degradazione chimica, creando enormi depositi residuali da processi chimici. Li vedremo anche qui in questo modo.
Ognuno di questi processi può generare tipologie diverse di rocce erosive, per esempio in quelle particellari generate sia da processi idrodinamici abbiamo sia le renalie che i calcari. Poi abbiamo in quelle cristalline il salgemma e la dolomia. Il salgemma sarebbe il sale che mettiamo sulle patatine fritte. Poi nelle biocostruite abbiamo ad esempio le scogliere, ovvero le ex barriere coralline, e le stromatoliti, ovvero rocce prodotte dall'attività di alcuni batteri che utilizzano la fotosintesi per sopravvivere.
E poi ancora, nelle rocce residuali abbiamo la formazione di suoli e di carbone. Vedremo in particolare quest'ultimo nella prossima lezione sulle risorse del sottosuolo. Cosa possiamo dire ancora? Che le rocce sedimentari hanno la caratteristica di essere stratificati e quindi di registrare la sequenza di deposizione, ovvero è possibile capire come si è evoluto l'ambiente in cui si sono formate, seguendo il modo in cui si sono stratificate e magari anche trovando dei fossili all'interno dei loro strati. E'possibile proprio datarle grazie a questi fossili.
Infatti, molte informazioni sul passato della Terra sono state ricavate studiando gli enormi spessori di rocce sedimentari. Molto importante per esempio è il Grand Canyon, che è un accumulo di rocce sedimentarie che si è succeduto in milioni di anni e che ci fa vedere come si è evoluta la storia geologica di quella regione per gran parte della storia della Terra. Posso andare avanti e parlare ancora del modo in cui si possono classificare le rocce sedimentarie.
Allora, le rocce sedimentarie si possono suddividere e quindi classificare in base alle modalità di sedimentazione. Vediamo in che modo. Per esempio possiamo cominciare dalle rocce clastiche ed etritiche, ovvero si generano dalla cementificazione, quindi litificazione, di sedimenti sciolti diversificati per granulometria.
Ad esempio la ghiaia, quando si litifica, può generare il conglomerato e questo qui è un esempio, ovvero una cementificazione di materiale grossolano con una matrice interna un po'più fina. Poi abbiamo i sedimenti come la sabbia, che quando si litifica genera l'arenaria, eccone qui un esempio. Abbiamo il silt, è un materiale che ha un'agronometria compresa tra quello della sabbia e quello dell'argilla e quindi quando si siltifica forma la siltite. E poi infine il materiale ancora più fino classificato come argilla, quando si siltifica diventa argillite e abbiamo qui un esempio. La differenza che c'è tra ghiaia, sabbia, silt e argilla non è la natura chimica della roccia madre originaria ma semplicemente un concetto di granulometria.
Quindi che siano rocce quarsitiche, che siano rocce calcite. che siano rocce di qualsiasi altra natura avremo la distinzione sempre in ghiaia sabbia silter gilla solamente in base alla granulometria di loro sedimenti quelli più grossolani sono ghiaia quelli con granulometria medio grande è la sabbia quelli con granulometria medio piccola e sirt quelli invece con una granulometria molto fine molto piccola vengono definiti argilla vedremo in dettaglio i limiti granulometrici che differenziano questi sedimenti quando faremo in un'altra lezione il suolo e le sue proprietà geotecniche. Andiamo avanti e vediamo le rocce organogene, ovvero rocce che si sono originate dal cumulo e quindi litificazione di resti di organismi marini. In questo caso abbiamo un accumulo di conchiglio di scheletri marini che si sono cementificati insieme a formare questa formazione rocciosa di origine vivente.
Andiamo ancora avanti e abbiamo le evaporitiche, ovvero Quando mari più o meno chiusi o comunque sia dei laghi molto salati evaporano lasciano sul fondo grandi spessori di sali che avevano disciolti. E tra queste rocce possiamo trovare sia i gessi che il salgemma, il classico sale che mettiamo sulle patatine fritte e sull'insalata. Quindi questi sono minerali, sono sali che normalmente sono sciolti nelle acque, in particolare nelle acque salmastre o comunque marine. molto salate evaporano e questo può capitare in mari chiusi o in laghi molto antiche quindi salati abbiamo questi forti accumuli di spessore c'è stato un evento geologico nel passato del mediterraneo circa 5 milioni e mezzo di anni fa che ha fatto evaporare grandi quantità di acqua dal mediterraneo e oggi in alcune zone del fondale del mediterraneo ci sono forti spessori di queste evaporiti andiamo avanti e parliamo delle rocce igne Le rocce igne derivano dalla solidificazione di un solido e si distinguono in due grandi famiglie.
Abbiamo le rocce igne intrusive o effusive, ovvero quelle che si solidificano in superficie quando il magma fuoriesce da un vulcano, perde gas, diventa lava e questa si raffredda abbastanza rapidamente, mentre quelle intrusive si generano con il solido. Quando il magma non riesce a raggiungere la superficie, si solidifica all'interno della crosta terrestre, in quel caso trattiene i gas, quindi la composizione chimica è diversa da una lava, che è la componente magmatica senza i gas, perché li perde quando arriva in superficie, e quindi abbiamo queste enormi intrusioni magmatiche all'interno della crosta che raffreddano lentamente e, visto che questi due casi hanno due diverse modalità di raffreddamento, una rapida e senza gas, l'altra rapida con i gas, Anche se la loro origine chimica è simile, alla fine possono generare rocce diverse. Lo vedremo a breve.
Detto questo, vediamo come si possono classificare le rocce magmatiche in base alla loro composizione mineralogica. Le rocce si classificano in base ai minerali che contengono. Questo grafico mette in relazione la definizione di acidità e di basicità con una roccia con la quantità di silice che contengono.
In particolare questo grafico considera la silice, ma ci sono anche altri elementi che caratterizzano una roccia. Si definiscono rocce acide, rocce che contengono molta silice, mentre rocce basiche o ultra basiche, rocce che hanno una quantità di silice minore del 50 o del 45%. Vediamo che se le rocce superano il 66% di quantità in silice, si possono definire acide.
campo di rocce abbiamo come minerali principali l'ortoclasio, il quarzo e poi minerali come il plagioclasi, le miche e gli affiboli invece rappresentano quantità minori, qui vedete ovviamente le varie percentuali che compongono queste rocce. Man mano che diminuisce la silice, diminuiscono i tetto silicati, quindi abbiamo meno ortoclasi e meno quarzo, aumentano le famiglie di silicati che hanno una struttura meno elaborata di tetraere di silicio, abbiamo i plagioclasi. le mimiche e gli anfiboli, i pirosseni e l'olivina.
L'olivina è il minerale caratteristico di quelle rocce ultra-basiche o comunque basiche perché contiene poca silice e poco strutturata. Abbiamo visto bene questo minerale nella lezione precedente. Quindi si definiscono acide le rocce con una quantità di silice molto elevata in cui i minerali che la compongono sono pressoché costituiti da silice, e poi invece le ultra basiche, quelle dove la silice è sempre minore.
Ogni composizione chimica ha il suo equivalente intrusivo o effusivo, ovvero lo stesso magma che ha quella composizione chimica, in base alle modalità in cui si raffredda, può generare una roccia effusiva o una roccia intrusiva. Ad esempio, nel caso di un magma acido, quindi ricco in silice, se questo solidifica nel sottosuolo, genera il granito che è la sua versione solida intrusiva. Perché questo? Perché avendo molto tempo per raffreddarsi, visto che i magma in sotto suolo si raffreddano lentamente, i cristalli hanno tempo di crescere e si possono vedere a occhio nudo. In più il fatto che contiene dei gas che in superficie perderebbe ne va a condizionare anche le modalità di raffreddamento.
Mentre se questo magma fuoriesce in superficie, perde i gas e si raffredda velocemente, si forma la... riolite, la versione effusiva dello stesso magma. In questo caso i cristalli sono molto più piccoli e l'assenza dei volatili come gli acidi di disolfo, l'acqua e l'anidra carbonica ne ha condizionato le modalità di raffreddamento.
Vedete che sembrano due rocce molto diverse, lo sono infatti, però di fatto derivano dallo stesso magma. In una si genera quando il magma solidifica nel sottosuolo, in seconda invece quando il magma arriva in superficie e solidifica rapidamente all'aria aperta. Quindi ogni composizione mineralogica di magma genera una roccia effusiva e intrusiva e vediamo un po'quali sono.
Infatti quando la silice è molto alta, quindi come vi ho visto prima quando i magmi sono molto acidi, abbiamo il granito se questo magma solidifica nel sottosuolo oppure l'ariolite se invece solidifica in superficie. Lo abbiamo appena visto nella slide precedente. Man mano che diminuisce la quantità...
di silice nel magma abbiamo rocce diverse abbiamo la grano diorite se un magma come lo silice solidifica nel sottosuolo e la riodacite se invece lo stesso magma solidifica in superficie poi ancora scendendo con le quantità in silice la diorite se solidifica nel sottosuolo l'andesite se invece solidifica in superficie ancora abbiamo il gabbro se un magma basico solidifica nel sottosuolo e la sua controparte effusiva è invece il basalto quindi vedete che Ogni chimica di magma può generare due tipi di rocce, una quando solidifica nel sottosuolo, quindi la versione intrusiva, nell'altra invece quando solidifica in superficie, la loro versione effusiva. Poi esistono rocce ultra-basiche che non hanno una controparte effusiva perché sono costituenti principali. principali del mantello. Infatti il mantello è una parte del pianeta molto povera in silice, quindi è caratterizzata da una chimica ultra-basica e le rocce che costituiscono il mantello sono per forza solamente intrusive perché non c'è una controparte del mantello che floresce in superficie.
I magmi che arrivano in superficie arrivano dalla stenosfera, che è uno strato del mantello molto superficiale o comunque sia una sorgente che arriva da appena sotto la crosta, quindi quello che sta nel mantello non arriva mai in superficie, c'è solamente la versione intrusiva di questa chimica e quindi come unico esponente di roccia che quella intrusiva abbiamo la peridotite questa roccia ultra basica ovvero con una quantità di silice minore del 45 per cento detto questo vediamo un altro fenomeno che caratterizza le rocce intrusive ovvero la cristallizzazione frazionata immaginate un enorme camera magmatica nel sottosuolo questa camera magmatica col tempo tende a raffreddarsi ea congelarsi e quindi a solidificarsi. Però essendo molto grande ed essendo il raffreddamento molto lento, questo raffreddamento ha delle modalità abbastanza complesse. Ad esempio dobbiamo spiegare il fatto che questo fluido in realtà è una soluzione, un miscuglio di tante sostanze chimiche sciolte insieme e che ogni sostanza chimica ha una diversa temperatura di solidificazione.
Quindi se questo fluido solidifica lentamente... Cominceranno a solidificarsi prima i minerali che hanno le temperature più alte di liquefazione, quindi da un magma che si trova a 1200°C e un raffreddamento lento, si separeranno prima l'olivina che una volta solidificata decanterà sul fondo per gravità, poi si separerà il pirosseno, l'ornoblenda, la biotite, il freddespato, la moscovite e il quarzo. Quindi il quarzo è l'ultimo minerale che si separa da un fluido. i magmi crostali sono ricchi di quarzo perché essendo l'ultimo a separarsi da un fluido è l'elemento di cui questo fluido si arricchisce nel tempo durante il suo raffreddamento infatti il magma subisce una sorta di distillazione praticamente questa cristallizzazione frazionata che spesso avviene appunto nella crosta tende a impoverire il magma di minerali poveri in silice e arricchirlo invece quindi in percentuale, di minerali ricchi in silice.
Quindi i magmi nella crosta si differenziano chimicamente. I magmi che fuoriescono dai vulcani crostali sono chimicamente differenziati e questo è il motivo per cui la crosta terrestre continentale ha una chimica differenziata da quella oceanica. Perché la crosta oceanica si genera da magmi puri puri che arrivano dal mantello, quindi sono magmi primari, magmi che non hanno subito differenziazione chimica. E questa crosta viene continuamente riciclata e diffusa nelle dossali di subduzione, questo discorso lo vedremo meglio nella lezione della tectonica a placche.
Mentre i magmi che generano poi la crosta continentale sono un distillato del distillato, sono un continuo riciclaggio dello stesso magma che va a dare il crisi in silice e quindi la chimica della crosta continentale è molto più ricca in silice. Praticamente la crosta continentale è il risultato di una differenziazione chimica che si è accumulata nel tempo creando una chimica tutta sua. mentre la crosta oceanica rispecchia abbastanza fedelmente la chimica originaria della Terra prima di questa differenziazione. Parleremo di questo discorso quando faremo la crosta terrestre e tetanica a placche. L'importante è capire che un magma che solidifica nel sottosuolo non solidifica velocemente ma lo fa molto lentamente e mentre solidifica cambia la sua composizione chimica perché si separano da fluido le sostanze chimiche più povere in silice che hanno una più alta temperatura di liquefazione.
Questo fenomeno si chiama cristallizzazione frazionata e differenziazione chimica e spiega perché sullo stesso pianeta il magma può avere chimiche molto diverse da punto a punto della crosta terrestre. Andiamo avanti e vediamo l'ultima grande famiglia di rocce che sono le rocce metamorfiche. Infatti quando le rocce vengono trascinate a grande profondità dai movimenti tettonici o vengono a contatto con intrusioni magmatiche, subiscono forti pressioni e alte temperature. Queste condizioni sono tali da ricristallizzare i propri minerali e trasformarsi in nuove rocce, quindi sono rocce che si trasformano in altre rocce.
Si chiama appunto metamorfismo, metamorfosi vuol dire cambiamento, trasformazione. E dobbiamo distinguere delle aree che definiscono i parametri che causano queste trasformazioni. In questo grafico vediamo sulla stella Y la pressione e sulla stella X invece la temperatura. E... Questo grafico delimita delle zone che si trovano all'interno della Terra, quindi basse pressioni, alte temperature, basse pressioni, basse temperature, alte pressioni, basse temperature, Alte pressioni, alte temperature.
Queste condizioni definiscono delle aree. Ad esempio, questa zona in cui non c'è niente non esiste sulla Terra. Quindi non c'è nessun'area qua, perché non c'è nessun punto all'interno del pianeta in cui si hanno alte pressioni e basse temperature.
Prima o poi se si scende la temperatura sale. E da questa parte invece, oltre ai 900°C, non esistono altre aree del metamorfismo. Non perché sulla Terra non ci sono zone superiori ai 900°C, ma perché...
Quando la temperatura raggiunge certi valori si rientra nel campo del magmatismo e quindi possiamo dire che queste condizioni di temperatura fino a 1000°C e di pressione fino a 1.2 GPa sono quelle che ci interessano nella generazione di rocce metamorfiche che poi vediamo anche in superficie. E abbiamo quindi le zioliti quando ci troviamo a basse pressioni e basse temperature fino all'eclogitica o la granulitica quando abbiamo alte pressioni e alte temperature. Vedete che... ogni condizione di temperatura e pressione ha la sua area di competenza.
Quindi, in definitiva, queste fasce metamorfiche non dipendono dalla chimica della roccia originaria, ma solamente dalle condizioni di pressione e temperatura che le definiscono. Diciamo meglio questa cosa. In uno stesso stadio di metamorfismo si formano differenti tipi di rocce da diverse composizioni chimica originaria. Da rocce di partenza con la stessa composizione chimica originaria, si formano diverse tipologie di rocce metamorfiche in diversi stadi di metamorfismo.
Quindi queste sono le due regole base su cui si basa questo grafico. Esempio, prendiamo due rocce che hanno composizione chimica diversa, se si trovano alle stesse condizioni di pressione e temperatura degli anfiboliti, generano rocce diverse ma sempre più diverse. sempre classificabili come delle anfiboliti, quindi nella zona anfibolitica. Mentre se abbiamo due rocce con la stessa composizione chimica, una finisce in una condizione di alta pressione e temperatura e una invece di bassa pressione e bassa temperatura, la prima diventa un'ecologite, la seconda diventa una ziolitica o un'albite. Quindi vedete come questa classificazione mette in comune delle caratteristiche fisiche, ma anche chimiche, che...
dipendono dalle condizioni di pressione e temperatura in cui si ricristallizzano. Andiamo avanti e vediamo com'è possibile ricostruire il percorso di metamorfismo che una roccia ha fatto nel tempo. Infatti alcuni minerali possono darci delle informazioni su quale percorso questa roccia ha fatto all'interno del pianeta. Ci sono dei minerali geobarometri, ovvero dei minerali che cambiano la loro struttura. molecolare, la roccia della cristallina in base alla pressione a cui sono sottoposti e poi dei minerali invece geotermici ovvero dei minerali che si cristallizzano in base alla temperatura.
Andando ad analizzare in dettaglio alcuni di questi minerali sentinella come ad esempio il granato, il granato è un minerale che si forma ad alta pressione e temperatura, è possibile vedere come la roccia che lo contiene si sia mossa nel tempo all'interno del pianeta. Infatti Infatti per fare questa analisi bisognerebbe prendere un cristallo di questo granato da una roccia che stiamo studiando, fare una sottile sezione ed esaminare come questo granato si è accresciuto nel tempo perché i minerali non si formano in poco tempo, crescono nel tempo e se la roccia nel frattempo si sposta dentro il pianeta la crescita di questo granato ne è condizionata. In questo grafico possiamo vedere come è possibile ricostruire il pianeta.
percorso di variazione di pressione e temperatura che una roccia ha attraversato nel tempo semplicemente studiando come i minerali che contiene si siano modificati mentre accrescevano quindi prendo il minerale faccio una sezione sottile la metto sotto il microscopio e vedo come i vari anelli di accrescimento chiamiamoli così anche se sbagliato chiamarli così di un minerale variano dall'interno verso l'esterno quindi durante la crescita e gli scienziati riescono a ricostruire i percorsi che le rocce fanno nel sottosuolo, perché la tettonica placca trascina rocce in alto e in basso dentro la crosta terrestre e impiega diversi milioni di anni per fare ciò. Una roccia può raggiungere la superficie dopo che ha passato molto tempo dentro la crosta a fare lunghi percorsi verso l'alto e verso il basso, quindi registrando con i suoi minerali ogni singolo cambiamento. In questo grafico vediamo quali sono i limiti degli ambienti del metamorfismo.
Abbiamo già visto che c'è una parte del grafico, ovvero alte pressioni e bassa temperatura, che non esiste sul pianeta, ovvero tutte le condizioni di temperatura e di pressione presenti in questo triangolo grigio non sono presenti sul pianeta. Se si scende in profondità, inevitabilmente la temperatura aumenta. Non esistono zone all'interno del pianeta dove c'è una forte... La pressione è una bassa temperatura. Poi abbiamo una zona di bassa pressione e temperatura che è ancora considerata semisedimentazione, perché la diagenesi è un processo di solidificazione e di compattazione dei sedimenti che avviene a modeste condizioni di pressione e temperatura, quindi nei bacini di sedimentazione, nei mari, nei laghi, e le condizioni ancora non si possono definire pienamente metamorfismo.
Quindi c'è questa specie di zona di transizione che è una via di mezzo tra... la sedimentazione e metamorfismo, ma non è proprio definibile vero e proprio metamorfismo, è più una compattazione che una richestalizzazione. E poi abbiamo tutte le zone del metamorfismo a bassa pressione e temperatura, ad alta pressione e bassa temperatura, poi c'è il metamorfismo regionale che troviamo nelle zone di impatto continentale, come all'interno delle catene montuose o nelle fosse oceaniche, e poi quando abbiamo condizioni di alta temperatura ma bassa pressione ci troviamo in condizioni di metamorfismo di contatto, ovvero... Abbiamo del magma che raggiunge la superficie, quindi abbiamo alte temperature a basse pressioni.
Aumentando ancora la pressione e la temperatura, cominciamo ad avvicinarci al limite del metamorfismo. Infatti alcuni minerali che compongono le rocce cominciano a fondersi. Quindi ad esempio, dopo i 600-700°C abbiamo la fusione del granito saturo di acqua.
Quindi se nel granito c'è molta acqua, stiamo parlando sempre di magmi, quindi materiali che stanno dentro la crosta terrestre, troviamo che... Certe rocce invece di trasformarsi da solido fondono direttamente e quindi il loro possibile processo di metamorfismo finisce lì. Però ci sono ancora tanti minerali e tante rocce che rimangono solidi oltre questa temperatura e quindi continuano a subire fenomeni di metamorfismo fino a quando non si raggiunge l'area del magmatismo, ovvero quando fa talmente caldo che tutti i minerali fondono e quindi tutti i processi di metamorfismo terminano definitivamente.
Quindi vedete come questo grafico delimita. a destra e a sinistra le aree di competenza di questo processo in metamorfismo. Detto questo, ora vediamo come si classificano le rocce metamorfiche.
Abbiamo le filladi. Le filladi sono rocce di basso grado metamorfico che derivano da argille o argillo sabbiose. Qui vedete la stratificazione che è stata deformata dalla forte pressione.
Sono costituite da cristalli di quarzo e mica che... hanno una scistosità, quindi una stratificazione molto accentuata. Queste strutture che vedete si definiscono scistosità e si sfaldano infatti in lamine molto sottili perché la pressione ha orientato i minerali in un'unica direzione.
Poi ancora abbiamo i micascisti caratterizzati da un'alternanza di piccoli cristalli di quarze e miche che rendono scistosa la roccia, quindi anche questa si può sfaldare. Tipico prodotto di metamorfismo di grado medio-alto di rocce argillose e si formano nelle facies, ovvero nelle aree. di scisti verdi e anfiboliti. Le abbiamo visto in questo grafico, eccole qua, media temperatura e media alta pressione, scisti verdi e anfiboliti.
Poi ancora abbiamo i gneis, che si formano con metamorfismo regionale di alto grado, molto simile a quello dove si formano i granati, cioè questi minerali adatte condizioni di pressione e temperatura, e presentano una modesta scistosità, perché praticamente hanno subito una fortissima pressione e spesso i minerali si sono... cristallizzati insieme. Qui vediamo molto quarzo, quindi vedete come si possono trasformare queste rocce metamorfiche.
Ovviamente non hanno nulla a che vedere con quelle originarie. Andiamo avanti e vediamo quest'ultimo concetto che è il ciclo litogenetico. La crosta terrestre è continuamente rimodellata dalle forze della tettonica placche e da fenomeni di magmatismo e quindi le rocce vengono continuamente interessate da fenomeni di... ricristallizzazione, magmatismo, erosione, trasporto, sedimentazione. Si chiama ciclo litogenetico, questo continuo riciclaggio di rocce della crosta.
Infatti, le rocce del pianeta vengono continuamente rimaneggiate e riciclate sia da agenti atmosferici, quando sono esposte all'atmosfera, che da quello tettonico e vulcanico. Il processo di formazione, erosione, trasporto, sedimentazione, litificazione, fusione e trasformazione di nuove rocce è definito ciclo litogenetico ed è un processo continuo che non si ferma mai. Infatti in cima alle montagne le rocce sono esposte all'atmosfera che con i suoi reagenti, la pioggia, il vento, la neve e tutto il resto, vengono smantellate e trasportate verso valle.
Il trasporto tramite fiumi o vento o anche ghiacciai porta i sedimenti, quindi le rocce smantellate, negli ambienti di sedimentazione, che possono essere pianure alluvionali, bacini lacustri o anche mari. Qui abbiamo la sedimentazione di grandi spessori di sedimenti, che prima possono subire fenomeni di litificazione e diagenesi, e poi essere trasportati dalla tettonica a placche in profondità dentro la crosta e subire fenomeni di... metamorfismo regionale o addirittura magmatismo la tettonica placche può riportare in superficie queste rocce ricristallizzate e il ciclo può ricominciare questo fenomeno procede da miliardi di anni e va sempre avanti le rocce della crosta sono continuamente riciclate stiamo parlando principalmente della crosta continentale la crosta oceanica può subire parte di questi processi però nella maggior parte viene riciclata perché finisce in subduzione sotto le fosse oceaniche e si rifonde mentre nuova crosta oceanica va a formarsi nelle dorsali medio oceaniche il concetto con cui la crosta oceanica si rigenera in continuazione mentre quella continentale no lo vedremo in dettaglio quando faremo la tettonica delle placche in una delle lezioni successive di questo corso quindi come posso riassumere tutto questo concetto il ciclo litogenetico è riassunto in questo grafico in cui vediamo che la crosta è continuamente riciclata subisce continui processi di rifusione rigenerazione smantellazione erosione e quindi una roccia magmatica può diventare una roccia sedimentaria quando viene rosa può essere ritrasformata in roccia metamorfica o rifusa questi sono tutti quanti i passaggi che interessano le rocce della crosta questi processi di rigenerazione della crosta principalmente continentale esistono sul pianeta da miliardi di anni e sono quelle che vanno a rigenerare le catene montuose gli ambienti di sedimentazione le pianure olivionali e rendono la crosta terrestre molto diversa da quella della luna infatti sulla luna non c'è una tectonica placche non c'è vulcanismo e questi processi sono fermi da moltissimo tempo quindi nonostante la luna e la terra abbiano la stessa età perché si sono formate insieme la crosta lunare è molto più antica della crosta terrestre lo vediamo anche già dai crateri Nonostante la Luna sia un bersaglio minore per gli asteroidi, i suoi crateri sono molto più numerosi che sulla Terra, perché ovviamente i processi del ciclo litogenico, oltre agli agenti atmosferici e alla biosfera, vanno continuamente a cancellare tutti i segni di impatti che la Terra può subire. Quindi vedete come sulla Terra questo processo litogenico rende il nostro pianeta molto diverso dal nostro stesso satellite.
Detto questo, ho finito anche questa lezione. Nella prossima lezione invece... parlerò delle risorse che si possono ottenere dalle rocce, sia minerarie che energetiche, quindi parleremo di come si classificano le risorse minerarie e energetiche, come si formano e in che modo vengono estratte.
Trovate questo e tutto il resto del mio corso sul mio canale YouTube e sulle mie pagine Instagram e Facebook Prof. Antonio Loiacono. Grazie.