Carta Geologica 3D del Distretto Marmoreo di Carrara.

 

In figura, a colori sono rappresentati i diversi tipi di marmo, come da legenda. Le linee tratteggiate rosse indicano le principali fasce di frattura, i cerchi rossi le cave attive, le linee grigie indicano l'assenza di marmo -  da Creative Commons Attribution 3.0 Unported  

Esempio di sovrapposizione di una carta geologica su topografia 3D - Carta Geologica scala 1:20.000 dell'Isola di Rum (Small Isles/Scozia).

 

Sezione Schematico - illustrativa delle Alpi Europee con Impilamento a "falde multiple" - Si noti posizione Monte Rosa e Cervino.

 

Piani di Faglia - Rappresentazione con Modellazione 3D di un tratto di scogliera carbonatica - Somerset /GB da P.A. Gillespie.

 

Argille e loro Struttura

 

Le argille sono costituite da minerali (minerali argillosi) appartenenti alla categoria dei fillosilicati a struttura lamellare o a “foglio” (dal greco Phyllon ovvero foglia o foglio). In queste strutture planari i cationi dominanti sono alternatamente il Silicio Si e l'Alluminio Al che combinati con Ossigeno O o Ioni Ossidrili OH vanno a costituire le unità base di detti fogli ovvero i tetraedri di Silicio Si e gli ottaedri di Alluminio Al. Dunque, avremo così, in definitiva una struttura costituita dall'alternarsi di fogli tetraedrici e fogli ottaedrici impilati gli uni sugli altri con disposizione perpendicolare all'asse cristallografico C.

I minerali costituenti le argille si dividono in diversi gruppi:

Gruppo della Kaolinite: Struttura 1:1 ovvero costituita da un pari numero di livelli o fogli tetraedrici e ottaedrici;

Gruppo della Smectite (Montmorillonite): Struttura 2:1ovvero due livelli tetraedrici per ogni livello ottaedrico. Il Gruppo della Smectite si distingue per la la capacità di assorbire espandendosi una notevole quantità di molecole di acqua nell'interstrato;

Gruppo della Illite: Struttura 2:1 dunque dye livelli tetraedrici per ogni livello ottaedrico ma con la particolarità che gli ioni Potassio K tengono saldi fra loro gli impachettamenti e limitano la capacità di assorbire le molecole di acqua;

Gruppo della Clorite: Struttura 2:1:1 ovvero caratterizzata dalla presenza di un ulteriore livello ossidrilico.

Sezione schematica di una tipica Sequenza Ofiolitica

 

Le ofioliti (dal greco ophis, “serpente” e lithos “roccia” ovvero “roccia serpente” per via del colore verde che presentano quando alterate) sono generalmente costituite da una sequenza di unità rocciose mafiche e ultramafiche (con vari gradi di alterazione), sia di origine magmatica che metamorfica e costituite da antichi frammenti di crosta oceanica e/o di mantello superiore. La sezione colonnare schematica (figura di cui sopra) mostra le sezioni generalizzate del mantello superiore e della crosta di un'ofiolite. I numeri sulla sezione colonnare corrispondono alle fotografie delle diverse unità rocciose comunemente presenti nelle ofioliti: basalti a cuscino (1, 2); complesso di dicchi stratificati (3); intrusione di plagiogranito (4); gabbro tagliato da intrusioni basaltiche (5); gabbro stratificato (6); intrusione di wehrlite (olivina + clinopirosseno) in gabbro (7); cumuli di dunite stratificati intercalati con cromitite a bande (8); cromitite disseminata (verde giallastro) e massiva (scura) (9); cromitite nodulare con involucro di dunite (10); harzburgite foliata (11); e harzburgite tagliata da dicchi mafici (12). 

Peridotite a plagioclasio

 

La Peridotite è una roccia magmatica intrusiva ultramafica (dunque molto ricca in Ferro Fe e Magnesio Mg) e fortemente sottosatura in SiO2. Essa costituisce buona parte del mantello superiore terrestre. Essa affiora all'interno delle sequenze ofiolitiche o la si ritrova come xenoliti ovvero blocchi inclusi in un magma in risalita ed estranei, per origine, alla massa del fuso.

Per poter essere definita tale una Peridotite deve avere una percentuale di Olivina maggiore o uguale al 50 - 60% dell'intera massa rocciosa. Nella Peridotite si riscontra anche una elevata percentuale di Pirosseno. Nel caso della Peridotite a plagioclasio (porzione più superficiale del mantello con Pressioni < 1 GPa) abbonda altresì il Plagioclasio considerato “minerale accessorio”.

Le Peridotiti presentano struttura e tessitura “granulare” (sono rocce intrusive) e faneritica (cristalli visibili a “occhio nudo”). Spesso, nel caso delle Peridotiti a plagioclasio si preferisce parlare di struttura “inequigranulare” (come visibile anche in figura) con i cristalli di Plagioclasio che occupano gli spazi liberi lasciati dall'Olivina.

Nella figura di cui sopra relativa alla sezione sottile sono visibili:

- Cristalli di Olivina, piccoli, ad habitus prismatico tozzo (talora discretamente visibile), intensamente fratturati a causa della “formazione intracraterica” e con elevata tinta di interferenza (azzurro – violetto – blu);

- Cristalli di Pirosseno da piccoli a grossi (si veda la porzione in alto a sinistra della figura) con sfaldatura parallela in sezione longitudinale o a losanga in sezione basale e con tinta di interferenza bruno – arancione (in realtà questa tonalità è data anche dalla “sovrapposizione” del colore originario del minerale);

- Cristalli di Plagioclasio (Albite - Oligoclasio???) fortemente allungati e geminati secondo la “legge dell'Albite” ma anche secondo la “legge dell'Albite – Karlsbad”. Essi presentano tinta di interferenza bassa (bianco – grigiastro).

Sezione Geologica Trasversale della "Grand Staircase" (Grande Scalinata).

 

       La "Grand Staircase" (in Italiano “Grande Scalinata”) è una morfostruttura costituita da 5 grandi ripiani (gradoni) che presentano identica sequenza sedimentaria permo – cenozoica. Essa è ubicata nel SW degli USA e si estende tra gli stati dell'Arizona e dell' Utah comprendendo l'area del Grand Canyon National Park, quella dello Zion Canyon National Park e, infine, quella dell'Bryce Canyon National Park. I 5 gradoni, per convenzione, vengono distinti in base alla colorazione principale che contraddistingue il loro litotipo affiorante.

Colonna stratigrafica e Rapporti stratigrafici dei litotipi costituenti il Grand Canyon - Arizona (USA)

 

Nonostante il Grand Canyon non sia ne il più esteso e nemmeno il più profondo canyon del mondo esso è da considerarsi “unico” nel suo genere in quanto mostra, racchiusa tra le sue rocce spettacolarmente affioranti e colorate, circa due miliardi di anni di storia del pianeta terra. Non esiste altro luogo sulla Terra dove le pagine della storia del pianeta possano essere lette con tanta facilità dall'osservatore, rivelando una storia geologica così lunga e ricca di eventi registrati negli strati rocciosi. Il Dottor John Strong Newberry lo espresse al meglio a metà del XIX secolo: "la più splendida esposizione di rocce stratificate che esista al mondo" (Beus, 2003).

Le rocce del Grand Canyon possono essere suddivise in tre gruppi principali: le rocce del basamento di Vishnu, le rocce del supergruppo del Grand Canyon e le rocce paleozoiche stratificate. Ciascuno di questi gruppi è separato da importanti discordanze stratigrafiche e indica una formazione avvenuta in condizioni geologiche differenti nonché in intervalli di tempo diversi (Mathis 2006). La spettacolare morfologia da esso mostrata è la risultante del processo di erosione espletata dal Fiume Colorado e dai suoi affluenti sulle rocce dell'Altopiano del Colorado formatosi per sollevamento tettonico avvenuto in età precambriana.

Cosa sono le Stromatoliti?

 

Le stromatoliti, sono rocce sedimentarie stratificate formate da particolari organismi microbici considerati tra le forme di vita più antiche sulla Terra. Le stromatoliti più antiche si trovano in Australia e hanno circa 3,5 miliardi di anni.

I microrganismi responsabili della formazione delle stromatoliti sono chiamati cianobatteri e sono i primi organismi sulla terra a produrre energia e ossigeno dalla luce solare (fotosintesi).

I cianobatteri presentano forme diverse: Unicellulari, colonie filamentose, strati, ecc. Tra queste, quelli che formano colonie filamentose sono i principali responsabili della formazione delle stromatoliti. Il meccanismo è essenzialmente il seguente: I cianobatteri rilasciano mucillagine che cattura i granelli di sabbia e di sedimento fine in generale sul fondo dell'acqua e al contempo sottraendo Anidride Carbonica CO2 (durante la fotosintesi) provocano anche la precipitazione diretta del Carbonato di Calcio, creando cosi in definitiva tanti sottili strati carbonatici chiari per precipitazione diretta di Carbonato di Calcio CaCO3 e scuri per cattura da parte della mucillagine dei granelli di sabbia e corpuscoli vari.

Un esempio attuale di formazione delle stromatoliti da parte dei cianobatteri è visibile a Shark Bay, una baia situata sulla costa occidentale dell'Australia. Qui si possono vedere stromatoliti attuali dalla caratteristica forma a “cupola”.

Angeli e Farfalle di mare - Gli Pteropodi

 

I nomi alquanto suggestivi di Angeli e Farfalle di mare si riferiscono ad un gruppo di piccoli molluschi gasteropodi che a differenza dei loro più stretti parenti trascorrono tutta la vita fluttuando sospesi nell'acqua di mare a tutte le latitudini e a tutte le profondità. Essi costituiscono una buona parte dello zooplancton.
Il nome Pteropodi deriva dal fatto che il piede dei molluschi (-poda) è stato modificato per formare ali (Ptero-) natatorie (dette parapodi). Esistono due ordini diversi: I Thecosomata, noti anche come "farfalle di mare" e i Gymnosomata (senza conchiglia da adulti), comunemente noti come "angeli di mare".
Gli Pteropodi sono geologicamente un gruppo piuttosto recente, presente solo a partire dal Cenozoico. Il fatto che molti gruppi di Pteropodi presentino una notevole distribuzione orizzontale e mostrino una rapida evoluzione morfologica li rendono ideali come fossili guida utili per le ricostruzioni stratigrafiche. Alla loro morte, cadono sul fondo marino e i loro gusci costituiti da Carbonato di Calcio CaCO3 formano un particolare sedimento “soffice” chiamato "melma di Pteropodi" o “fanghi a Pteropodi”.

L'Erta Ale - Il "Lago di lava" della Dancalia (Etiopia)/vedi Carta Geologica dell'area

 

L'Erta Ale (in lingua Afar “Montagna fumante”) è un vulcano scudo ubicato nel Settore Centrale della depressione della Dancalia. La depressione deve la sua origine al fenomeno di rifting continentale iniziato nel Miocene tra i 29 e i 26 Ma fa e causato dalla risalita di un "Pennacchio astenosferico" (Plume) che ha dato origine al "Giunto triplo" di Afar punto in cui si trovano a contatto la Placca Nubiana, quella Somala e quella Arabica.
L'Erta Ale fa parte di una catena di vulcani che decorre lungo l'asse della depressione Dancala (i cosiddetti “vulcani assiali”) e raggiunge un'altezza di 613 m. Le sue lave sono  a chimismo tipicamente basico (basalti) e fuoriescono “tracimando” da due bocche posizionate a breve distanza tra loro. La particolarità del vulcano consiste nella perenne presenza di materiale fuso (lava) fin quasi all'orlo del cratere stesso e per tal motivo è considerato un “Lago di lava”.

Dicchi Basaltici in litotipo scistoso - Utah (USA)

I dicchi sono intrusioni magmatiche all'interno di rocce sedimentarie o metamorfiche preesistenti e superficiali costituenti la copertura rocciosa di una determinata area. Tali intrusioni di magma, aventi spessore estremamente variabile, possono riempire fratture di neoformazione generate dalla stessa pressione del magma in risalita verso la superficie oppure fratture preesistenti presenti nel litotipo incassante. Se invece, il magma si insinua all'interno dei "giunti di strato" di una determinata roccia superficiale si preferisce parlare di filoni - strato piuttosto che di dicchi. La solidificazione del magma in condizioni subaree  fa si che i dicchi siano caratterizzati da una struttura afaneritica costituita da cristalli di piccole dimensioni non visibili ad "occhio nudo" in quanto il repentino raffreddamento subito dalla massa fusa non ha permesso il loro normale  accrescimento. 

Crinoidea

I Crinoidi (conosciuti anche come “Gigli di mare”) sono affascinanti echinodermi, parenti stretti dei comuni ricci di mare e stelle marine, presenti nei mari sin dal Paleozoico. Il loro corpo è costituito da una struttura a “calice centrale” (figura sopra) entro il quale sono racchiusi gli organi vitali e dalla quale si dipartono “braccia” flessibili e piumate che servono per la cattura del cibo costituito essenzialmente da plancton. Oltre al “calice centrale” può essere presente, in molte specie, uno “stelo” flessibile che ancora l'organismo al substrato sabbioso o roccioso. Gli “elementi” che costituiscono lo stelo sono di forma sub-circolare e appiattita e, come l'intero scheletro, sono costituiti da Carbonato di Calcio CaCO3. Se queste “elementi”, spesso chiamati in gergo “tesserine”, si fossilizzano (sia in maniera parzialmente articolata ma anche del tutto disarticolata) all'interno di un sedimento carbonatico la roccia risultante prende il nome caratteristico di “Calcare a Entrochi”.

Propagazione Onde Sismiche attraverso il globo terrestre

 

Le onde sismiche possono essere suddivise in due categorie principali: onde di volume (in inglese “body waves”) e onde superficiali (in inglese “surface waves”).
Le onde di volume sono le onde P e le onde S.
Le onde P (ovvero Prime) sono onde di compressione e sono dette longitudinali in quanto l'oscillazione avviene lungo la direzione di propagazione causando il “movimento sussultorio” di un sisma. Inoltre, le onde P sono le onde che per prime raggiungono l'epicentro (ovvero la superficie terrestre).
Invece, le onde S (onde Seconde) sono onde trasversali e oscillano perpendicolarmente alla direzione di propagazione e, per questo motivo, costituiscono la “componente ondulatoria” di un evento sismico. Esse non riescono ad attraversare i fluidi in quanto si “scompongono” e per questo sono state utilizzate per investigare la costituzione solida o fluida dell'interno del globo terrestre. Esse raggiungono l'epicentro del sisma successivamente alle onde P.
Per quanto riguarda le onde superficiali, un piccolo cenno, abbiamo le onde di Rayleigh dovute alla composizione in superficie delle due onde di volume P e S, mentre le onde di Love si generano dall'intersezione delle onde S con la superficie terrestre, Esse vibrano ortogonalmente alla direzione di propagazione dell'onda e man mano che ci si sposta dalla superficie in profondità subiscono un decremento della loro velocità.

Rostro di Belemnite Opalizzato - Coober Pedy (AUS)

 Le Belemniti sono molluschi Cefalopodi Decapodi (10 tentacoli) parenti delle attuali seppie e calamari. Vissero tra il Triassico e il Giurassico in facies pelagica,. La loro conchiglia interna ovvero "rostro"(vedi figura) ha la caratteristica forma a "proiettile" ovvero cilindro - conica ed è costituita da Carbonato di Calcio CaCO3.

Nell'esempio di cui sopra, la lunghezza del campione non supera i 2 cm circa.

"Grand Prismatic Spring" - Yellostone National Park (USA)

E' la terza sorgente calda più grande al mondo. La sorgente ha un diametro approssimativo di 110 metri ed una profondità massima approssimativa di 50 metri. La sorgente scarica una quantità d'acqua (Q) stimata in 2.100 litri al minuto ad una temperatura di 70 °C. La sua spettacolare colorazione ricorda quella generata dalla scomposizione della luce bianca nei suoi colori componenti, da parte di un prisma ottico (per tal motivo Grand Prismatic Spring) ed è dovuta alla presenza di particolari microrganismi definiti termofili. 

                    

Lo spettacolare Basalto a "fessurazione colonnare" di Canyon Studlagil - Islanda

 

              I Basalti a "fessurazione colonnare" detti semplicemente "Basalti Colonnari" si formano per lento raffreddamento, in condizioni subaeree, della massa fusa. Tale raffreddamento, che procede dalla superficie verso la parte più profonda genera iniziali fessurazioni poligonali (pentagonali o esagonali) dall'aspetto caratteristico.

Cambiamento Distribuzione Oceani - Continenti: Dal tardo Triassico ai primi del Giurassico fino al tardo Cretaceo e all'Attuale, fonte CR Scotese, PALEOMAP Project

Atlante delle ricostruzioni tettoniche a placche del progetto PALEOMAP. Le caratteristiche principali sono contraddistinte da colori diversi e includono le dorsali oceaniche (linee rosse), le zone di subduzione (linee blu con triangoli), i rift continentali (linee rosse tratteggiate), le zone di collisione (linee viola) e le faglie trascorrenti (linee verdi).

Subduzione Tipo B _ Variante "oceanica - oceanica" e "oceanica - continentale" sistema Arco - Fossa