6. Le forze endogene, le rocce magmatiche e le rocce metamorfiche

6 Le forze endogene, le rocce magmatiche e le rocce metamorfiche Gli strati rocciosi che osservi nella fotografia 47 si sono formati sul fondo del mare grazie alla sedimentazione di materiali diversi. Inizialmente gli strati erano tutti orizzontali, mentre ora appaiono fortemente ripiegati; devono esistere perciò delle forze molto potenti, diverse da quelle esogene, capaci di spingere le rocce e costringerle a piegarsi e sollevarsi. Si tratta delle forze endogene, cioè forze che agiscono all’interno della Terra e che sono responsabili della formazione delle montagne (orogenesi), delle fratture (faglie), delle fosse marine, dei vulcani e del manifestarsi dei terremoti. Queste forze, insieme alle esogene, contribuiscono a modellare la crosta terrestre che è perciò in continua evoluzione. Le forze endogene sono anche responsabili dell’origine di rocce diverse da quelle sedimentarie, come le rocce magmatiche e le rocce metamorfi che. 47 Ripiegamento di strati di roccia. 6.1 Le rocce magmatiche Le rocce magmatiche sono anche chiamate ignee, dal latino ignis che significa “fuoco”. Sono le rocce che si sono formate per prime sulla Terra quando, 3,8 miliardi di anni fa, questa era costituita da magma incandescente che andava lentamente raffreddandosi. Le rocce magmatiche continuano ancora oggi a formarsi. Che cos’è il magma? Come fa a formare le rocce?Il magma è un miscuglio di minerali fusi, soprattutto silicati, ad altissime temperature. È contenuto in serbatoi naturali situati fino a 10 km di profondità, dove può rimanere immagazzinato per milioni di anni. Le rocce magmatiche hanno origine dal magma che si raffredda e si solidifica. Questo fenomeno può avvenire all’interno degli strati rocciosi, in sacche magmatiche, oppure all’esterno, se il magma riesce ad aprirsi un varco lungo le fenditure della roccia sovrastante, formando un vulcano. Nel primo caso si formano le rocce magmatiche intrusive, nel secondo quelle effusive. Analizza Dove si formano le rocce intrusive? Grazie a quali fenomeni? E le rocce effusive? HAI CAPITO CHE... Le forze endogene agiscono all’interno della Terra e causano la formazione di montagne, faglie, vulcani, fosse marine e terremoti. 48 Il magma che fuoriesce dal vulcano (lava) si raffredda e diventa roccia magmatica. Quali sono le rocce intrusive? Quale struttura hanno? Sono rocce intrusive il granito (49), la diorite (50) e il gabbro (51); hanno una struttura cristallina perché derivano da un raffreddamento e da una solidificazione del magma molto lenti che permettono la formazione di cristalli ben evidenti e quasi tutti delle stesse dimensioni. Quali sono le rocce effusive? Quale struttura hanno? Sono rocce effusive il porfido, il basalto e l’ossidiana; anche in esse la struttura dipende dal tipo di raffreddamento del magma. - Nel porfido (52) sono visibili alcuni cristalli di grandi dimensioni immersi in una “pasta di fondo” non cristallina. Ciò fa pensare che la roccia si sia formata inizialmente in profondità, all’interno di una sacca magmatica dove è avvenuta la cristallizzazione di alcuni minerali, e che sia stata poi spinta in superficie dove il raffreddamento veloce del magma ha generato la “pasta” amorfa. Tale struttura è detta porfirica. - Nel basalto (53) i cristalli sono talmente piccoli da poter essere osservati solo con la lente d’ingrandimento; il raffreddamento del magma da cui deriva è stato veloce perché è avvenuto in superficie, a contatto con l’aria. La struttura è microcristallina. - Nell’ossidiana (54) non ci sono cristalli perché si è formata con un raffreddamento del magma molto veloce, che non ha permesso l’organizzazione di una struttura cristallina. L’ossidiana ha struttura vetrosa.Spesso un vulcano può eruttare violentemente brandelli di magma che si raffreddano così in fretta da formare rocce dalla struttura particolare e dall’aspetto di una schiuma solida: le pomici. Analizza Da che cosa dipende la struttura delle rocce magmatiche? Che cos’è la pomice? Come è classificata? La pomice (55) è una roccia porosa e molto leggera, ha peso specifico minore di 1 g/cm3 e quindi galleggia sull’acqua. I pori sono dovuti al rapido svilupparsi dei gas contenuti nel magma durante la solidificazione. Poiché deriva dall’accumulo e dalla sedimentazione di materiale vulcanico, è stata classificata in un gruppo che ha caratteristiche intermedie tra le rocce magmatiche e quelle sedimentarie: le rocce piroclastiche. Anche il tufo (56) è una roccia piroclastica. Analizza Qual è la struttura della pomice? A che cosa è dovuta? Perché la pomice galleggia nell’acqua? HAI CAPITO CHE... Le rocce piroclastiche, come la pomice e il tufo, hanno caratteristiche intermedie tra le rocce magmatiche e sedimentarie. 6.2 Le rocce metamorfiche Le rocce magmatiche, ma anche quelle sedimentarie, possono modificarsi nel tempo, subendo profonde trasformazioni che ne cambiano completamente la struttura. Si formano così le rocce metamorfiche. Quali sono le rocce metamorfiche? Quali processi hanno dato loro origine?Il peso degli strati rocciosi e i movimenti della crosta terrestre possono generare enormi pressioni (57). Le rocce sottoposte alla pressione si trasformano: i cristalli ricristallizzano con un aspetto diverso da quello che avevano, si allungano, si “stirano” e si orientano tutti in una stessa direzione. Questo processo è chiamato metamorfismo da pressione e dà origine a rocce dalla struttura a strati o lamelle, che i geologi indicano come “scistosità”. Una roccia metamorfica generata dalle elevatissime pressioni è lo gneiss, che deriva dal granito (58). Metamorfismo Processo di trasformazione di una roccia dovuto a cambiamenti di temperatura o pressione. Metamorphism Process by which rocks are modified by heat or pressure variation. Analizza Che cos’è lo gneiss? Da che cosa si capisce che ha subìto una trasformazione? Quando le rocce vengono trasportate in profondità dai movimenti degli strati, sono sottoposte non solo a un aumento della pressione, ma anche a un aumento della temperatura (59). Se una massa di magma incandescente viene a contatto con le rocce, il calore può provocare la fusione e in seguito la cristallizzazione dei minerali. Anche attraverso questo processo, chiamato metamorfismo da contatto, la roccia cambia la sua struttura. Il marmo, ad esempio, deriva dal calcare sottoposto al calore del magma; la composizione chimica del marmo è la stessa del calcare, ma la sua struttura è microcristallina (60). Sono rocce metamorfiche, oltre allo gneiss e al marmo, anche la quarzite ( 61 ), il micascisto (62), l’ardesia (63). Analizza Che cos’è il marmo? Qual è la sua struttura? E quella del calcare? HAI CAPITO CHE... Le rocce metamorfiche derivano da trasformazioni di altre rocce dovute a pressione o ad aumento di temperatura. >> VERSO LE COMPETENZE Osserva le fotografie e rispondi Le fotografie a fianco rappresentano una roccia e una sua sezione sottile al microscopio ottico. a. Che cosa sono i granuli visibili a occhio nudo nella foto 1 ? Sassi Cristalli Muffe b. Nella foto 2 , che cosa sono le sagome variamente colorate? Cristalli Gusci Cristalli e gusci c. Che cos’è la “pasta di fondo” nera? Colla Acqua Minerale amorfo d. Come si può definire la struttura di questa roccia? Porfirica Vitrea Olocristallina e. Fai un’ipotesi sulle condizioni di raffreddamento a cui è stata sottoposta la lava dalla quale la roccia si è formata. per saperne di piùIl ciclo delle rocceNel corso di tempi lunghissimi, tutti i tipi di roccia subiscono delle trasformazioni continue a causa delle forze esogene, che agiscono sulla superficie della Terra attraverso l’erosione, il trasporto e il deposito, e delle forze endogene, che agiscono all’interno della Terra. I processi che portano alla formazione dei tre tipi di rocce, magmatiche, sedimentarie e metamorfiche sono collegati tra loro dal cosiddetto ciclo delle rocce. Per comprendere questo ciclo, immagina di seguire una roccia per milioni di anni.a La storia inizia con la solidificazione del magma profondo che si trasforma in roccia magmatica. b Continua quando la roccia, dopo lunghissimo tempo, viene portata in superficie dall’erosione degli strati che la ricoprivano. c La roccia a questo punto subisce l’impatto con l’ambiente esterno: viene fessurata e frantumata in detriti che vengono trasportati dalle acque del fiume fino al mare. Qui i detriti si sedimentano e dopo milioni di anni si trasformano in roccia sedimentaria cementata. d Ma la storia non finisce qui: il fondale marino può essere spinto in profondità dai movimenti della crosta terrestre e la roccia sedimentaria può subire l’azione della pressione e delle alte temperature che la trasformano in roccia metamorfica. e Se poi la roccia continua a sprofondare, i materiali di cui è fatta fondono e originano di nuovo il magma. Il ciclo delle rocce si chiude qui, ma può di nuovo cominciare e seguire anche strade diverse.
6 Le forze endogene, le rocce magmatiche e le rocce metamorfiche Gli strati rocciosi che osservi nella fotografia 47 si sono formati sul fondo del mare grazie alla sedimentazione di materiali diversi. Inizialmente gli strati erano tutti orizzontali, mentre ora appaiono fortemente ripiegati; devono esistere perciò delle forze molto potenti, diverse da quelle esogene, capaci di spingere le rocce e costringerle a piegarsi e sollevarsi. Si tratta delle forze endogene, cioè forze che agiscono all’interno della Terra e che sono responsabili della formazione delle montagne (orogenesi), delle fratture (faglie), delle fosse marine, dei vulcani e del manifestarsi dei terremoti. Queste forze, insieme alle esogene, contribuiscono a modellare la crosta terrestre che è perciò in continua evoluzione. Le forze endogene sono anche responsabili dell’origine di rocce diverse da quelle sedimentarie, come le rocce magmatiche e le rocce metamorfi che. 47 Ripiegamento di strati di roccia. 6.1 Le rocce magmatiche Le rocce magmatiche sono anche chiamate ignee, dal latino ignis che significa “fuoco”. Sono le rocce che si sono formate per prime sulla Terra quando, 3,8 miliardi di anni fa, questa era costituita da magma incandescente che andava lentamente raffreddandosi. Le rocce magmatiche continuano ancora oggi a formarsi. Che cos’è il magma? Come fa a formare le rocce?Il magma è un miscuglio di minerali fusi, soprattutto silicati, ad altissime temperature. È contenuto in serbatoi naturali situati fino a 10 km di profondità, dove può rimanere immagazzinato per milioni di anni. Le rocce magmatiche hanno origine dal magma che si raffredda e si solidifica. Questo fenomeno può avvenire all’interno degli strati rocciosi, in sacche magmatiche, oppure all’esterno, se il magma riesce ad aprirsi un varco lungo le fenditure della roccia sovrastante, formando un vulcano. Nel primo caso si formano le rocce magmatiche intrusive, nel secondo quelle effusive. Analizza Dove si formano le rocce intrusive? Grazie a quali fenomeni? E le rocce effusive? HAI CAPITO CHE... Le forze endogene agiscono all’interno della Terra e causano la formazione di montagne, faglie, vulcani, fosse marine e terremoti. 48 Il magma che fuoriesce dal vulcano (lava) si raffredda e diventa roccia magmatica. Quali sono le rocce intrusive? Quale struttura hanno? Sono rocce intrusive il granito (49), la diorite (50) e il gabbro (51); hanno una struttura cristallina perché derivano da un raffreddamento e da una solidificazione del magma molto lenti che permettono la formazione di cristalli ben evidenti e quasi tutti delle stesse dimensioni. Quali sono le rocce effusive? Quale struttura hanno? Sono rocce effusive il porfido, il basalto e l’ossidiana; anche in esse la struttura dipende dal tipo di raffreddamento del magma. - Nel porfido (52) sono visibili alcuni cristalli di grandi dimensioni immersi in una “pasta di fondo” non cristallina. Ciò fa pensare che la roccia si sia formata inizialmente in profondità, all’interno di una sacca magmatica dove è avvenuta la cristallizzazione di alcuni minerali, e che sia stata poi spinta in superficie dove il raffreddamento veloce del magma ha generato la “pasta” amorfa. Tale struttura è detta porfirica. - Nel basalto (53) i cristalli sono talmente piccoli da poter essere osservati solo con la lente d’ingrandimento; il raffreddamento del magma da cui deriva è stato veloce perché è avvenuto in superficie, a contatto con l’aria. La struttura è microcristallina. - Nell’ossidiana (54) non ci sono cristalli perché si è formata con un raffreddamento del magma molto veloce, che non ha permesso l’organizzazione di una struttura cristallina. L’ossidiana ha struttura vetrosa.Spesso un vulcano può eruttare violentemente brandelli di magma che si raffreddano così in fretta da formare rocce dalla struttura particolare e dall’aspetto di una schiuma solida: le pomici. Analizza Da che cosa dipende la struttura delle rocce magmatiche? Che cos’è la pomice? Come è classificata? La pomice (55) è una roccia porosa e molto leggera, ha peso specifico minore di 1 g/cm3 e quindi galleggia sull’acqua. I pori sono dovuti al rapido svilupparsi dei gas contenuti nel magma durante la solidificazione. Poiché deriva dall’accumulo e dalla sedimentazione di materiale vulcanico, è stata classificata in un gruppo che ha caratteristiche intermedie tra le rocce magmatiche e quelle sedimentarie: le rocce piroclastiche. Anche il tufo (56) è una roccia piroclastica. Analizza Qual è la struttura della pomice? A che cosa è dovuta? Perché la pomice galleggia nell’acqua? HAI CAPITO CHE... Le rocce piroclastiche, come la pomice e il tufo, hanno caratteristiche intermedie tra le rocce magmatiche e sedimentarie. 6.2 Le rocce metamorfiche Le rocce magmatiche, ma anche quelle sedimentarie, possono modificarsi nel tempo, subendo profonde trasformazioni che ne cambiano completamente la struttura. Si formano così le rocce metamorfiche. Quali sono le rocce metamorfiche? Quali processi hanno dato loro origine?Il peso degli strati rocciosi e i movimenti della crosta terrestre possono generare enormi pressioni (57). Le rocce sottoposte alla pressione si trasformano: i cristalli ricristallizzano con un aspetto diverso da quello che avevano, si allungano, si “stirano” e si orientano tutti in una stessa direzione. Questo processo è chiamato metamorfismo da pressione e dà origine a rocce dalla struttura a strati o lamelle, che i geologi indicano come “scistosità”. Una roccia metamorfica generata dalle elevatissime pressioni è lo gneiss, che deriva dal granito (58). Metamorfismo Processo di trasformazione di una roccia dovuto a cambiamenti di temperatura o pressione. Metamorphism Process by which rocks are modified by heat or pressure variation. Analizza Che cos’è lo gneiss? Da che cosa si capisce che ha subìto una trasformazione? Quando le rocce vengono trasportate in profondità dai movimenti degli strati, sono sottoposte non solo a un aumento della pressione, ma anche a un aumento della temperatura (59). Se una massa di magma incandescente viene a contatto con le rocce, il calore può provocare la fusione e in seguito la cristallizzazione dei minerali. Anche attraverso questo processo, chiamato metamorfismo da contatto, la roccia cambia la sua struttura. Il marmo, ad esempio, deriva dal calcare sottoposto al calore del magma; la composizione chimica del marmo è la stessa del calcare, ma la sua struttura è microcristallina (60). Sono rocce metamorfiche, oltre allo gneiss e al marmo, anche la quarzite ( 61 ), il micascisto (62), l’ardesia (63). Analizza Che cos’è il marmo? Qual è la sua struttura? E quella del calcare? HAI CAPITO CHE... Le rocce metamorfiche derivano da trasformazioni di altre rocce dovute a pressione o ad aumento di temperatura. >> VERSO LE COMPETENZE Osserva le fotografie e rispondi Le fotografie a fianco rappresentano una roccia e una sua sezione sottile al microscopio ottico. a. Che cosa sono i granuli visibili a occhio nudo nella foto 1 ? Sassi  Cristalli  Muffe b. Nella foto 2 , che cosa sono le sagome variamente colorate? Cristalli  Gusci  Cristalli e gusci c. Che cos’è la “pasta di fondo” nera? Colla  Acqua  Minerale amorfo d. Come si può definire la struttura di questa roccia? Porfirica  Vitrea  Olocristallina e. Fai un’ipotesi sulle condizioni di raffreddamento a cui è stata sottoposta la lava dalla quale la roccia si è formata. per saperne di piùIl ciclo delle rocceNel corso di tempi lunghissimi, tutti i tipi di roccia subiscono delle trasformazioni continue a causa delle forze esogene, che agiscono sulla superficie della Terra attraverso l’erosione, il trasporto e il deposito, e delle forze endogene, che agiscono all’interno della Terra. I processi che portano alla formazione dei tre tipi di rocce, magmatiche, sedimentarie e metamorfiche sono collegati tra loro dal cosiddetto ciclo delle rocce. Per comprendere questo ciclo, immagina di seguire una roccia per milioni di anni.a La storia inizia con la solidificazione del magma profondo che si trasforma in roccia magmatica. b Continua quando la roccia, dopo lunghissimo tempo, viene portata in superficie dall’erosione degli strati che la ricoprivano. c La roccia a questo punto subisce l’impatto con l’ambiente esterno: viene fessurata e frantumata in detriti che vengono trasportati dalle acque del fiume fino al mare. Qui i detriti si sedimentano e dopo milioni di anni si trasformano in roccia sedimentaria cementata. d Ma la storia non finisce qui: il fondale marino può essere spinto in profondità dai movimenti della crosta terrestre e la roccia sedimentaria può subire l’azione della pressione e delle alte temperature che la trasformano in roccia metamorfica. e Se poi la roccia continua a sprofondare, i materiali di cui è fatta fondono e originano di nuovo il magma. Il ciclo delle rocce si chiude qui, ma può di nuovo cominciare e seguire anche strade diverse.