BREVE STORIA GEOLOGICA DELL'ITALIA
PREMESSA

Nel 1912, il geofisico tedesco Alfred Wegener formulò la teoria della deriva dei continenti, secondo la quale le terre emerse sarebbero arrivate alla posizione attuale a partire dallo smembramento di un unico grande blocco circondato da un vasto oceano.

L'idea di Wegener incontrò per molti anni una forte ostilità e solo a partire dagli anni sessanta venne inglobata in una teoria più vasta che prende il nome di tettonica a zolle. Questa teoria è basata essenzialmente sulla suddivisione del globo terrestre in tre gusci concentrici che corrispondono a zone con caratteristiche chimiche e fisiche diverse: la crosta (di tipo oceanico o continentale), il mantello e il nucleo.

La zona più esterna, che comprende la crosta e parte del mantello (litosfera) è più rigida della parte di mantello sottostante (astenosfera). Litosfera e astenosfera sono separate da una zona a bassa viscosità che favorisce lo scorrimento di una parte rispetto all'altra. La teoria della tettonica a zolle è in gran parte basata sul contrasto delle proprietà di deformazione tra litosfera rigida e astenosfera sottostante meno rigida e sulla presenza di una zona a minore viscosità tra le due. Differentemente da quanto ipotizzava Wegener, a muoversi non sono i pezzi di crosta continentale, ma le zolle di litosfera che scorrono sull'astenosfera e i continenti vengono trasportati come sassi incastrati in un ghiacciaio.

La litosfera è attualmente divisa in sei zolle principali delle dimensioni di migliaia di chilometri e in un certo numero di zolle secondarie, molto più piccole. I vari pezzi di litosfera sono in continuo movimento relativo: in corrispondenza delle dorsali oceaniche le zolle si allontanano una dall'altra (margini divergenti) per convergere nelle zone dette di subduzione (margini convergenti).

La teoria della tettonica a zolle ha portato ad ipotizzare l'esistenza di profondi moti convettivi che trasportano in superficie, in corrispondenza delle dorsali medio-oceaniche, materiale fuso il quale spostandosi lateralmente e allontanandosi dall'asse della dorsale crea nuova crosta oceanica. In corrispondenza delle fosse, invece, la crosta oceanica sprofonda e viene riassorbita nel mantello.

La storia geologica dell'Italia e di tutta l'area mediterranea può essere inquadrata nei modelli di evoluzione di margini divergenti e convergenti. I movimenti litosferici che hanno conferito alla nostra penisola la struttura che oggi vediamo, benché si siano sviluppati nell'arco di centinaia di milioni di anni, rappresentano solo la fase geologica più recente.

(Per la bibliografia e la descrizione di alcune rocce presenti sulle Alpi, la cui formazione è inquadrata nelle varie fasi tettoniche che hanno interessato l'area negli ultimi 250 milioni di anni, si veda Escursione Geologica al bordo meridionale dell'Adamello).

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1 - UN SOLO CONTINENTE

LE TERRE EMERSE FORMANO UN UNICO CONTINENTE, LA PANGEA, CIRCONDATO DA UN VASTISSIMO OCEANO, LA PALEOTETIDE

L'AMPIO CONTINENTE E' COME UN COPERCHIO CHE RALLENTA LA PROPAGAZIONE DEL CALORE DALL'INTERNO DELLA TERRA VERSO LA SUPERFICIE

LA TEMPERATURA DEL MANTELLO TERRESTRE AUMENTA FINO A PROVOCARE L'INARCAMENTO DELLA CROSTA CONTINENTALE

Prima di 250 milioni di anni fa, il continente Pangea presenta un vasto golfo a Est, più o meno alla attuale latitudine dell'Italia. In corrispondenza di questa insenatura, la crosta terrestre comincia a gonfiarsi e a sollevarsi. Questo movimento, causato dalla risalita di calore dalle zone più interne del globo terrestre, si svolge nell'arco di decine di milioni di anni. Se una vasta regione si arcua fino a fratturarsi, si formano una serie di rilievi e di incisioni che favoriscono l'azione erosiva e la formazione di ripidi corsi d'acqua.

Il materiale eroso da rilievi geologicamente giovani della superficie terrestre, trasportato dai fiumi e sedimentato nelle zone pianeggianti, consiste prevalentemente in pezzi di roccia grossolani e poco arrotondati, perché sono strappati dalla superficie e abbandonati in tempi relativamente rapidi. Quando il trasporto è più prolungato, non solo i granuli vengono abrasi, arrotondati e rimpiccioliti, ma avviene anche una selezione mineralogica, dal momento che i minerali più fragili si frantumano, fino ad essere completamente disciolti, prima di quelli più resistenti.

Attraverso lunghi processi di compattazione e litificazione, dai sedimenti accumulati si formano le rocce. Sulle Alpi sono presenti numerose rocce la cui formazione è attribuita a questa fase geologica (prevalentemente arenarie e conglomerati come, ad esempio, le arenarie di Valgardena e il Verrucano Lombardo). Queste rocce vengono definite di tipo continentale, in quanto i processi di erosione, trasporto e di sedimentazione dei granuli che le compongono si sono verificati sopra una crosta di tipo continentale.

2 - LA FRATTURAZIONE DELLA PANGEA

L'AUMENTO DI TEMPERATURA NEL MANTELLO PROVOCA LA FUSIONE DI MATERIALE CHE RISALE E PREME CONTRO LA CROSTA TERRESTRE FINO A DIVIDERLA IN DUE PARTI

LA PANGEA COMINCIA A LACERARSI

La risalita di calore può esaurirsi dopo un certo tempo e in quel caso cessano anche i processi che tendono a rompere in due un continente. La superficie terrestre resterà segnata da lunghe vallate chiamate graben (ad esempio, l'attuale graben del Reno), localizzate nel punto in cui la crosta continentale si era arcuata e fratturata.

Se il processo non si arresta, il graben tende ad allargarsi e a separare definitivamente in due il blocco continentale. Il movimento di separazione provoca uno stiramento nella crosta continentale fino a che diventa più sottile del normale. Più o meno come se si tentasse di tirare in due direzioni opposte una piastra di gomma dopo averne riscaldato la parte centrale. Il fondo del graben, costituito da crosta assottigliata dallo stiramento, può essere interessato da attività vulcanica prodotta dal materiale fuso che dal mantello raggiunge la superficie.

Nella storia della Pangea, la risalita di calore non si è interrotta dopo la fase di inarcamento e, intorno a 220 milioni di anni fa, il grande continente comincia a lacerarsi in corrispondenza del graben. Il movimento di distensione della crosta si protrae per qualche decina di milioni di anni. La continua erosione di materiale, insieme alla spinta che allontana uno dall'altro i due blocchi continentali e, in alcuni casi, anche il peso delle colate di lava che si ammassano e raffreddano in superficie o nelle fratture prodotte dallo stiramento, finiscono con l'approfondire in maniera irregolare la zona.

In alcuni punti, il graben viene a trovarsi più basso rispetto a quello del mare circostante. Le aree più depresse sono invase dall'acqua marina e si formano bacini salati che si approfondiscono e si chiudono in tempi abbastanza brevi dal punto di vista geologico.

Il materiale eroso durante la fase di distensione crostale viene depositato parte sul continente, parte in mari abbastanza profondi e parte in lagune a circolazione d'acqua limitata. Nei bacini più ampi, le particelle grossolane si depositano in prossimità della costa, mentre quelle fini possono raggiungere le zone più profonde e più lontane dalle terre emerse. Negli specchi d'acqua più bassi o con poco ricambio d'acqua si formano depositi derivanti dalla frequente evaporazione dell'acqua salata.

Le rocce che si sono formate dai sedimenti prodottisi in questa fase sono di tipo diverso, ma hanno in comune la caratteristica di rispecchiare la presenza di mari soggetti a rapide variazioni di profondità, intercalati a ampie zone emerse. Le rocce più diffuse sono le arenarie di mare basso (Formazione del Servino) le evaporiti (Formazione a Bellerophon, dolomie cariate come la Carniola di Bovegno).

3 - I DUE NUOVI CONTINENTI SI ALLONTANANO

DALLA ROTTURA DELLA PANGEA SI FORMA UN CONTINENTE SETTENTRIONALE (LAURASIA) E UNO MERIDIONALE (GONDWANA) SEPARATI DA UN OCEANO (TETIDE)

I DUE CONTINENTI SI ALLONTANANO E LA DIMENSIONE DELLA TETIDE AUMENTA

Dopo l'inarcamento crostale e l'inizio di separazione dei due continenti segue una terza fase, la cui durata è stimata almeno in 40-60 milioni di anni, durante la quale il movimento che allontana i due lembi di terra prosegue. In questo lungo periodo si verificano numerosi fenomeni, tra i quali i più importanti sono l'allargamento e l'approfondimento del mare, che diventa un vero e proprio oceano, e la formazione di scogliere coralline che si sviluppano aggrappate al bordo del continente meridionale.

Intorno a 200 milioni di anni fa, tra i due continenti che si allontanano vi è un mare relativamente profondo, con tratti di costa irregolari e aree emerse con isole di discreta ampiezza. Il bordo del continente che si sposta verso Sud (in parte costituito dall'attuale Africa) presenta delle protuberanze, una delle quali coincide probabilmente con la futura penisola italiana.

Tra 190 e 140 milioni di anni fa, la Tetide raggiunge la sua massima ampiezza. Lo stadio di oceanizzazione culmina con la formazione di una dorsale medio-oceanica, simile a quelle presenti negli attuali oceani. La dorsale oceanica consiste in una lunga frattura dalla quale vengono emesse in continuazione colate di lava che si spostano verso l'esterno nei due sensi e favoriscono l'allargamento dell'oceano.

In un dominio ormai così vasto gli ambienti di sedimentazione sono numerosi e differenti. Nelle zone oceaniche più profonde e più distanti dalla terra emersa sedimentano poche particelle fini e quelle derivanti da precipitazione chimica, mentre via via che ci avviciniamo alle coste i sedimenti diventano più abbondanti e le particelle hanno dimensioni maggiori. Infine, in prossimità del continente, si formano i banchi corallini, analoghi a quelli attuali delle Bahamas e di altre zone tropicali.

I coralli e gli altri organismi marini che ad essi si accompagnano, vivono in acque calde, limpide e agitate e a profondità di pochi metri (fino a un massimo di 80-100) dalla superficie del mare. La loro crescita, insieme ad altri fattori, appesantisce sempre più il bordo del continente su cui stanno appoggiati e questo fatto porta ad un progressivo abbassamento sotto il livello del mare dell'intero bordo continentale. Per mantenersi ad una profondità ottimale di sviluppo i coralli sono così costretti a crescere costantemente verso l'alto, controbilanciando il processo di sprofondamento e, nello stesso tempo, favorendolo con il loro peso.

In questo vasto oceano e sulle sue sponde si sono lentamente accumulate grandi quantità di sedimenti dai quali si formeranno molte delle rocce oggi visibili in superficie nella catena alpina. Le rocce più antiche derivanti da questa fase geologica sono calcari di mare relativamente poco profondo (Calcare d'Angolo), seguite da argilliti di bacini profondi e da gran parte delle dolomie che costituiscono le attuali Dolomiti. Fra le rocce più recenti di questa fase vi sono la Dolomia Cassiana, la Formazione di S. Cassiano, la Formazione di Raibl e la Dolomia Principale.

(vedi colonna stratigrafica delle principali rocce dolomitiche triassiche)

4 - I DUE CONTINENTI SI RIAVVICINANO

IL GONDWANA INIZIA A FRATTURARSI IN DUE BLOCCHI CHE FORMERANNO SUD AMERICA E AFRICA

L'APERTURA DELL'ATLANTICO MERIDIONALE IMPRIME ALL'AFRICA UNA LENTA ROTAZIONE VERSO NORD-EST CHE COMINCIA A CHIUDERE LA TETIDE

Intorno a 190 milioni di anni fa, in un'altra parte del globo, un evento simile a quello che aveva diviso in due la Pangea, interessa una zona del continente Gondwana. L'inarcamento crostale e la successiva apertura del nuovo graben produce una inversione nel movimento del pezzo di Gondwana che diventerà l'Africa. Dopo essersi spinto per decine di milioni d'anni verso Sud, questo pezzo di terra comincia una altrettanto lenta marcia di riavvicinamento al continente euro-asiatico.

Il movimento di convergenza diventerà più veloce a partire da 130 milioni di anni fa, quando la nuova frattura si propaga verso Sud e si comincia ad aprire l'Atlantico meridionale.

5 - I DUE CONTINENTI SI RICONGIUNGONO

LA FRATTURA DEL GONDWANA SI PROPAGA VERSO NORD, SEPARANDO LA LAURASIA IN DUE BLOCCHI, IL NORD AMERICA E L'EURASIA

L'APERTURA DELL'ATLANTICO SETTENTRIONALE SPINGE L'EUROASIA VERSO SUD-EST E ACCELERA IL RIAVVICINAMENTO ALL'AFRICA

I MARGINI IRREGOLARI DEI DUE CONTINENTI ENTRANO IN CONTATTO: LA TETIDE SCOMPARE E SI FORMA LA CATENA ALPINA

Intorno a 80 milioni di anni fa, la frattura che aveva originato l'Atlantico meridionale comincia a propagarsi anche verso Nord. Il continente settentrionale viene diviso in due blocchi, il Nord-America e l'Eurasia e fra i due continenti si apre l'Atlantico settentrionale. Questa fase imprime una ulteriore accelerazione al movimento di convergenza fra Africa e Eurasia.

Intorno a 60 milioni di anni fa, i due continenti si ritrovano nuovamente di fronte. E' possibile che il primo frammento dell'Africa ad entrare in collisione con l'Europa sia rappresentato dalla microzolla Apula (da cui l'attuale penisola italiana) e che da questo scontro nascano i primi rilievi delle Alpi.

Nelle successive decine di milioni di anni la Tetide viene inesorabilmente compressa tra i due continenti. La crosta dei fondi oceanici, anche quella attuale, è costituita da lave e si presenta più sottile e più pesante di quella continentale che è costituita da rocce mediamente meno dense. Queste differenze fisiche favoriscono, durante le fasi di compressione, l'incunearsi della crosta oceanica sotto quella continentale. Il processo (detto di subduzione) procede fino a che tutta la crosta oceanica viene subdotta sotto quella continentale e i due continenti vengono a contatto come trascinati uno contro l'altro.

I sedimenti che si trovano sopra la crosta oceanica vengono in parte "raschiati" durante la subduzione e si accavallano tra i due margini continentali. Anche le scogliere coralline e i depositi presenti sulla piattaforma continentale vengono compattati, ammassati gli uni sugli altri e deformati. Così, mentre struttura e composizione delle rocce testimoniano tutte le fasi di separazione, la loro geometria attuale e le deformazioni recano i segni dei movimenti di convergenza e di contatto tra le due zolle.

Il limite tra il margine meridionale e quello settentrionale è rappresentato da una grande frattura, detta linea Insubrica (o linea del Tonale), che corre dal Passo del Tonale fino al Canavese a Ovest e alla Val Pusteria a Est. Le rocce a Sud di questa linea sono formate dai sedimenti accumulatisi sul fondo della Tetide e sul paleo-continente africano. Quelle a Nord della linea insubrica sono di tipo diverso, tranne che per una zona dove parte delle piattaforme carbonatiche appartenenti al bordo africano sono scivolate in avanti, andando a superare questa frattura e a formare le Alpi Austriache.

animazione

6 - LE FASI GEOLOGICHE PIU' RECENTI

SI APRE IL BACINO BALEARICO

Con il ricongiungimento di Africa e Europa del vasto oceano chiamato Tetide rimane solo una traccia che formerà il Mar Mediterraneo. In epoche geologiche meno remote, altri grandi avvenimenti segnano in maniera determinante la morfologia di questo bacino. Il primo avviene tra 20 e 15 milioni di anni fa e ripete in misura minore quanto era successo molti milioni di anni prima: una nuova risalita di calore dal mantello terrestre, forse prodotta dall'attrito della crosta oceanica della Tetide che si immerge sotto quella continentale o innescata dalle fratture formatesi nella zona compressa tra Africa e Europa, provoca l'inarcamento e la rottura della crosta. Questo fenomeno stacca dal continente occidentale il blocco sardo-corso e lo sposta verso la posizione attuale, formando alle sue spalle il bacino balearico. Lo spostamento del blocco sardo-corso termina in corrispondenza dell'irregolare bordo occidentale della zolla africana dove il movimento di compressione ha cominciato a formare gli Appennini.

SI APRE IL MAR TIRRENO

Intorno a 8 milioni di anni fa si ripete più a Est un fenomeno analogo a quello che aveva formato il bacino balearico. Un'altra frattura, con andamento grosso modo da Nord a Sud, separa la penisola italiana dalle terre che oggi formano la Corsica e la Sardegna. Questa frattura si allargherà lentamente fino a diventare un nuovo mare, il Tirreno, e spingerà la penisola italiana verso Est. La rotazione antioraria della penisola, ancora oggi in atto, provoca un'ulteriore compressione sulla catena degli Appennini che si deforma in due archi. La velocità di apertura del Tirreno non è uniforme da Nord a Sud, in quanto i bordi continentali irregolari controllano il movimento. La maggiore distensione del Tirreno meridionale porta a una accentuata deformazione dell'arco appeninico meridionale e alla progressiva migrazione della Calabria verso Sud-Est.

L'EVAPORAZIONE DEL MEDITERRANEO

Quando da poco il Tirreno aveva cominciato ad aprirsi, un nuovo evento muta completamente la fisionomia di questa parte di globo. Tra 7 e 5 milioni di anni or sono, infatti, il bacino marino che ormai assomiglia all'odierno Mediterraneo si trasforma in un basso lago salato, con molte zone prosciugate. Le ragioni dell'improvviso disseccamento sono probabilmente legate a due fenomeni concomitanti: un aumento della temperatura (e conseguente aumento dell'evaporazione) e una interruzione, almeno parziale, della comunicazione con l'Oceano Atlantico, cui è legato in gran parte il ricambio con acqua meno salata. Questa condizione, chiamata "crisi di salinità", durerà diverse centinaia di migliaia di anni durante i quali si forma una spessa coltre di sedimenti di tipo salino (gesso, anidrite, salgemma). Da questi sedimenti si formeranno rocce chiamate evaporiti, parte delle quali è attualmente affiorante in Sicilia, Marche e Romagna.

In un primo tempo, le evaporiti trovate in superficie furono considerate lembi di terreni molto antichi, derivanti dalle prime fasi di apertura della Tetide. Quando le perforazioni effettuate nel Mediterraneo rivelarono che in tutto il bacino erano presenti sedimenti di questo tipo, con spessori di centinaia di metri, ci si rese conto dell'errata interpretazione. La conferma si è avuta perforando questi sedimenti sui bordi dei bacini, dove il loro spessore diminuiva e con i carotaggi si potevano raggiungere anche i depositi sottostanti, che risultarono molto più giovani dell'epoca di apertura della Tetide.

Il Mediterraneo non si è probabilmente prosciugato completamente, dal momento che nei bacini più profondi sono stati ritrovati fossili di organismi capaci di vivere in acqua molto salata. Le evaporiti non sono state trovate solo nel Tirreno orientale, probabilmente perché questo settore di mare si è aperto in epoca successiva, per la continua migrazione verso Est dell'Italia.

Intorno a 5 milioni di anni fa il bacino è di nuovo occupato dall'acqua. E' probabile che il ritorno dell'acqua sia stato rapido e isocrono in tutto il Mediterraneo, dal momento che si osserva un brusco cambiamento nei sedimenti, con depositi di argille immediatamente sopra le evaporiti. Il rapido ritorno alle condizioni iniziali deve essere stato permesso da collegamenti più vasti e più profondi di quello attuale di Gibilterra, in quanto nei sedimenti sopra le evaporiti si trovano microfossili che non sono in grado di sopravvivere sopra i 1000 metri di profondità. E' probabile che la zona di confine della placca africana sia stata interessata in quell'epoca geologica da un movimento parallelo a quello della placca settentrionale e che questo movimento abbia determinato uno sbocco più ampio verso l'oceano.

Le conseguenze immediate della crisi di salinità furono la distruzione della fauna marina del Mediterraneo e la rapida erosione delle scarpate dei continenti non più compresse dalla massa di acqua, soprattutto in corrispondenza dell'entrata in mare dei fiumi, che vennero a trovarsi mediamente a 1500 metri sopra il livello di base.

PRESENTE E FUTURO

Il prosciugamento del Mediterraneo si ripercuote a tutt'oggi in alcuni fenomeni rilevati nel corso di campagne di studio dei fondali. Lo spesso strato di materiali salini formatosi per l'evaporazione del bacino sono ricoperti da non più di 100-200 metri di depositi successivi. Le evaporiti hanno una bassa densità, inferiore a quella dei depositi soprastanti, e tendono a risalire per galleggiamento verso l'alto. Questo fenomeno prende il nome di diapirismo e forma delle strutture rotondeggianti, che si innalzano in zone di fondo marino morfologicamente piatte o depresse, chiamate bacini anossici. Il materiale evaporitico, una volta perforati i sedimenti soprastanti, viene a contatto con l'acqua marina e, data la sua alta solubilità, si scioglie formando una fascia di salamoia. In queste zone l'acqua è così densa da rallentare la caduta verso il fondo delle particelle che provengono dalle acque limpide superiori. La presenza di sedimenti intorbidisce ulteriormente l'acqua, al punto da formare un orizzonte che riflette le onde sismiche. Al di sotto di questo strato l'acqua ritorna di nuovo limpida.

Attualmente la salinità del Mediterraneo è crescente verso Est e in senso assoluto. L'aumento di salinità di tutto il bacino appare legata a un diminuito scambio di acque con quelle a bassissima salinità del Mar Nero, a causa delle opere di regimentazione dei grossi fiumi che vi sboccano. Anche il contributo di acque fluviali del Nilo è compromesso dalle opere idrauliche. Rimane lo scambio con l'oceano Atlantico, attraverso lo stretto di Gibilterra, ma nel complesso l'evaporazione non è più compensata da apporti meteorici e fluviali e il bilancio idrico del Mediterraneo è negativo.

La convergenza tra la zolla africana e quella europea non è esaurita. Attualmente la velocità del movimento è misurata in circa 3 cm per anno e tende a chiudere il bacino del Mediterraneo. Gli enormi sforzi che si accumulano nelle zone di contatto tra le due zolle si scaricano periodicamente in violenti terremoti.

Nelle future epoche geologiche i due blocchi continentali appariranno nuovamente fusi in uno solo con isolati laghi salati, residuo del Mare delle Baleari, del Tirreno e dell'Egeo.


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