Deriva dei continenti

thumb|400px|Placche tettoniche La deriva dei continenti è una teoria geologica secondo la quale i continenti sarebbero sottoposti ad un movimento di deriva che li farebbe spostare l'uno rispetto all'altro.

Indice

1 Ipotesi primordiali

2 L’inizio degli studi geologici

3 Taylor e lo scorrimento crostale

4 Wegener e la teoria della deriva dei continenti

5 Le prove della deriva

6 Le critiche all'ipotesi di Wegener

7 A. Holmes e la teoria delle correnti convettive

8 Conferme alla teoria

9 Bibliografia

Ipotesi primordiali

L'ipotesi era già stata formulata da Francis Bacon nel 1620 e ripresa da Placet nel 1668, ma era rimasta allo stato di intuizione. Dobbiamo arrivare all'inizio dell'Ottocento, quando le dispute sull'età della terra si infiammarono con lo studio dei fossili; sorsero discussioni a non finire, vere e proprie liti.

L’inizio degli studi geologici

Pochi anni prima, nel 1795, era uscita l'opera del filosofo James Utton, "Theory of the Earth" che alcuni indicano come il primo comprensivo trattato che possa propriamente essere considerato come sintesi geologica, invece che un opera filosofica o un esercizio di immaginazione. Ma Utton ha sorvolato (come aveva già fatto Voltaire pochi anni prima) di datare; non si espone, afferma che le date non hanno molta importanza, e la tesi "mosaica" della non antichità della terra e dell'uomo può tranquillamente essere accettata; e chiude l'argomento. Segna comunque un punto di non ritorno perché ha esposto una quantità enorme di fatti e li ha interpretati in modo rigoroso, fedele ai suoi presupposti newtoniani.

Ha insomma creato la scienza della geologia pur non occupandosi della formazione del mondo, cercando, devoto com'era, di sorvolare la questione. Precauzione insufficiente perché fu sottoposto ad attacchi feroci (Kirwan, Jameson, Deluc, ecc.) e fu presentato come un distruttore della religione e un diffusore di empietà. Lo stesso Rosseau polemizzò contro queste "filosofie ateistiche".

Ma Utton lasciò un degno erede. Nel 1830 esce infatti l'opera di Lydell, “Principi di Geologia”, con le prime ipotesi-rivelazioni sull'origine dei fossili, azzardandosi anche a formulare una datazione, mettendo così in discussione l'Età della Terra, la Bibbia e perfino la leggenda del biblico Diluvio Universale (quest'ultimo per alcuni era la testimonianza di quel castigo divino, e quindi i fossili erano appunto quelli che erano stati sommersi dalle apocalittiche acque purificatrici).

Nel 1750, Buffon ipotizzò che la Terra avesse 75.000 anni, e affermava che la vita vi era apparsa dopo 35.000 anni.

Agli inizi dell'Ottocento, Alexander Von Humbolt pensò che Africa ed America furono un tempo unite ed affermò che successivamente si sarebbero separate a causa di una forte corrente marina.

Proseguendo gli studi iniziati da Lamarck (morto nel 1829 ancor prima di Lydell), Cuvier aveva realizzato un approfondito studio sistematico e descrittivo (1828), ma non si era azzardato a fare ipotesi antibibliche come Lydell, diffondendo datazioni, formazione e evoluzione della terra. Comunque la sua opera diede un buon contributo alla ricerca. Alcuni, approfondendo questi studi, si spinsero anche nel sentiero, non solo della datazione della terra, ma anche in quello della formazione e della nascita dei continenti, riprendendo le ipotesi di Bacone e Placets. Scoprirono così fra le altre cose, che tra la flora fossile nordamericana e quella europea, e tra la fauna fossile africana e quella sudamericana esistevano somiglianze, che potevano essere spiegate soltanto se si ammetteva che i continenti fossero uniti all'epoca dello sviluppo di questi organismi.

Bisogna infine citare l'abate Antonio Snider-Pellegrini che parlò esplicitamente della possibilità di una frattura e di una deriva dei continenti circumatlantici, pubblicando il libro "La création et ses mystéres dévoilés". La geologia stava dunque facendo passi da giganti, e fu proprio il geologo Suess verso la fine dell'Ottocento a dimostrare che molte caratteristiche geologiche delle due coste comprovavano questa ipotesi. Ma restavano sempre ipotesi. Ci vollero anni perché si ritornasse sull'argomento; bisognerà attendere il Novecento.

Taylor e lo scorrimento crostale

Tutto ebbe inizio del 1910, quando F.B. Taylor pubblicò un articolo con la prima coerente formulazione sulla deriva. In esso sosteneva che l'ipotesi tradizionale della contrazione fosse inadeguata a spiegare in modo soddisfacente la distribuzione delle catene montuose del Terziario e la loro giovinezza. Teorizzò un massiccio movimento di scorrimento della crosta terrestre da nord verso la periferia dell'Asia.

Taylor sosteneva il concetto di scorrimento crostale dalle alte latitudini a quelle basse dell'emisfero settentrionale riferendosi alla Groenlandia, che si immaginava fosse il residuo di un antico massiccio da cui si erano staccate, lungo fosse di spaccatura, il Canada e l'Europa settentrionale. Alla tesi mancava un punto importante: il meccanismo che produceva lo spostamento delle masse continentali. L'ipotesi delle forze di marea quando la Luna venne catturata dalla Terra fu considerata fantasiosa dai suoi contemporanei, ma fu un contributo importante per la teoria elaborata da Wegener.

Wegener e la teoria della deriva dei continenti

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Fase iniziale

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Fase centrale

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Fase finale

L'idea della deriva dei continenti venne ripresa da Alfred Lothar Wegener nel 1910, esaminando la carta geografica dei due emisferi, notando la concordanza delle coste atlantiche, ma la ritenne improbabile e non la prese in cosiderazione. Nell’autunno del 1911, trovò dei documenti relativi a risultati paleontogici che facevano supporre un antico collegamento continentale tra Brasile e Africa. Fu la spinta per prendere in esame dati geologici e paleontologici sulla questione a convincerlo dell’esattezza fondamentale dell’idea.

L’idea fu resa nota il 6 gennaio 1912, in una conferenza tenuta alla Società Geologica di Francoforte sul Meno, con l’intervento "La formazione dei continenti e degli oceani in base alla geofisica". Successivamente, il 10 gennaio, ci fu un suo altro intervento, "Gli spostamenti orizzontali dei continenti " alla Società per il Progresso delle Scienze naturali di Magdeburgo.

Secondo la sua ipotesi nel Paleozoico e per quasi tutto il Triassico le terre emerse furono raggruppate in un unico, enorme continente che lo stesso Wegener denominò Pangea. Le acque costituivano un solo sterminato oceano denominato Panthalassa. Circa 200 milioni di anni fa la Pangea avrebbe cominciato a frammentarsi lentamente, dapprima in due parti: una a nord dell'equatore chiamata Laurasia che comprendeva il Nordamerica e l'Eurasia attuali e l'altra a sud, chiamata Gondwana, circondati entrambi dall'oceano denominato Thetys.

I due supercontinenti si ruppero in parti più piccole, che andarono alla deriva sulla costa oceanica fluida. La Laurasia andò alla deriva verso il Nord, mentre il blocco America del Sud-Africa si staccò dal blocco Australia-Antartide. Durante il Cretaceo il Sud America e l'Africa si erano già allontanati, mentre solo nel Neozoico, Europa ed America Settentrionale si separarono definitivamente come avvenne per il Sud America e l'Antartide. Queste "zolle" (continenti e isole) di Sial galleggiano sul Sima, che inizia ad una profondità di circa 40 km (discontinuità di Mohorovicic/"Moho") fino ad un limite inferiore di 2900 km (discontinuità di Gutenberg).

Nel 1915 Wegener pubblicò "La formazione dei continenti e degli oceani".

Le prove della deriva

A sostegno della propria teoria Wegener portò argomenti di varia natura, atti a fornire una spiegazione scientifica.

Geofisica: l'analisi topografico-statistica della superficie terrestre rivela due livelli predominanti in corrispondenza dei continenti e dei fondi oceanici. Ciò in accordo con la nozione di due strati di crosta separati. La teoria dell'isostasia presume che il substrato sotto la crosta terrestre agisca come un fluido, anche di tipo molto viscoso. Egli sostenne allora che, se in base a tale presupposto i blocchi continentali si potevano muovere verticalmente, nulla impediva loro di muoversi anche orizzontalmente, ammesso che vi fossero forze sufficienti per farlo. Tali forze esistevano veramente e ne erano la prova la compressione orizzontale degli strati delle catene montuose delle Alpi, dell'Himalaya e delle Ande.

Geologia: corrispondenza quasi perfetta dei margini dei continenti che si incastrano l'un l'altro come in un mosaico. Affinità geologiche che accomunano, per esempio le catene montuose paleozoiche della Norvegia e della Scozia a quelle della Groenlandia e del Canada (analoga affinità si riscontra ad esempio tra le formazioni rocciose dell'Africa occidentale e del Sudamerica orientale). Particolare importanza fu attribuita alla corrispondenza fra le morene terminali delle coltri glaciali dell'America Settentrionale e dell'Europa quale indice di un differimento nella scissione finale dei continenti fino al Pleistocene

Paleontologia e biologia: all'inizio del secolo tutti i paleontologici più influenti, per spiegare l'identità o similarità floristiche e faunistiche tra continenti differenti, ammettevano che tra essi potessero essere esistiti specialmente durante il Mesozoico, dei legami sotto forma di grandi lingue di terra, i cosidetti ponti continentali, successivamente sprofondati nell'oceano. Wegener, dopo aver indagato a fondo sulla distribuzione, attuale e geologica, di vari organismi, rigetta su evidenze geofisiche e sulla base dei principi dell'isostasia, la possibilità che i cosidetti ponti continentali siano spariti e sprofondati negli oceani. Quindi l'unica vera conclusione che si poteva trarre era che i continenti oggi separati, si fossero staccati spostandosi lateralmente da un unico originario Supercontinente.

Paleoclimatica: conducendo ricerche anche sulla distribuzione dei climi del passato, rilevò in Sudamerica, Australia, Africa ed India rocce sedimentarie paleozoiche deposte in ambiente glaciale, le tilliti (morene fossili), mentre in Siberia, America settentrionale ed Europa centrosettentrionale trovò dei carboni fossili della stessa età delle tilliti, ma formate da resti vegetali tipici di climi tropicali. La particolare distribuzione di queste rocce poteva essere spiegata solo ammettendo che al momento della loro deposizione le terre soggette al clima glaciale fossero tutte unite tra di loro, così come dovevano esserlo quelle dove il clima era invece tropicale. Il punto debole dell'impalcatura della teoria di Wegener era l'incertezza delle forze motrici, come egli stesso ammette: "il Newton della teoria della deriva non è ancora apparso... È probabile che la soluzione completa del problema delle forze motrici sia ancora lontana a venire, perché significa districare un groviglio di fenomeni interdipendenti in cui spesso è difficile distinguere la causa dall'effetto". Formulò tuttavia alcune ipotesi indicando due possibili componenti. Una cosidetta forza di fuga dei poli che doveva spiegare i movimenti dei continenti verso l'equatore e una sorta di forza di marea per spiegare la deriva verso ovest dei continenti americani

Le critiche all'ipotesi di Wegener

L'obiezione più forte fu comunque quella che sottolineava l'incompatibilità tra il movimento continentale e le idee accettate sulla struttura della crosta. Anche se i continenti erano zattere galleggianti, quale forza era in grado di superare l'enorme attrito e di spingerli lungo la superficie terrestre? Il geofisico britannico Harol Jeffreys calcolò che i meccanismi di Wegener erano troppo deboli per superare l'attrito tra i continenti e la crosta sottostante.

A. Holmes e la teoria delle correnti convettive

Vi furono tuttavia alcuni sostenitori come Daly, Argand, Dutoit ed in particolare il geologo inglese Arthur Holmes (1890 – 1965) che attorno al 1930, proponendo un meccanismo per il movimento dei continenti molto più plausibile di quello avanzato da Wegener, contribuì notevolmente a rafforzare l'ipotesi della deriva dei continenti.

La sua teoria presupponeva che le rocce semifluide che costituiscono il mantello interno della terra fossero continuamente rimescolate da correnti convettive del tutto analoghe a quelle che si originano portando ad ebollizione una pentola d'acqua. L'acqua che si trova a contatto con il fondo della pentola, scaldandosi si dilata e diviene più leggera di quella che le sta sopra. Per il principio di Archimede, la parte di acqua più calda e leggera tende a risalire a spese di quella più pesante e fredda, dando così origine ad una corrente convettiva ascendente. Lo spazio lasciato libero dall'acqua che risale, a sua volta, viene occupato dall'acqua più fredda, dando così origine ad una corrente convettiva discendente.

Il motore che provoca la deriva dei continenti è del tutto simile: le rocce che si trovano alla base del mantello sono a contatto con il nucleo e vengono perciò riscaldate notevolmente rispetto a quelle che si trovano nella parte esterna. Il materiale caldo tende a risalire dal mantello profondo ed una volta raggiunta la superficie si raffredda. Una volta divenuto freddo questo materiale dovrà necessariamente affondare nel mantello provocando increspature in superficie.

I movimenti del mantello causati dai moti convettivi trascinano la crosta terrestre. La grande forza di questo trascinamento provoca fratture che dividono la crosta terrestre in pezzi detti zolle o placche crostali. Nei punti in cui il magma risale, la crosta è spinta in due direzioni diverse e quindi si frattura. Dalla frattura esce il magma del mantello. Il magma si raffredda e va a formare una doppia catena di montagne ai lati della frattura: essa è detta dorsale. Tale fenomeno avviene soprattutto negli oceani dove la crosta è più sottile e dove si formano immense catene sottomarine dette dorsali medie oceaniche. Nei punti invece del mantello dove il materiale scende trascina con sé le placche che scontrandosi producono subduzione, cioè una conduzione al di sotto. Nei punti in cui avviene la subduzione c'è una deformazione della crosta che produce una fossa cioè un punto particolarmente profondo.

A causa della rotazione terrestre le correnti ascensionali sarebbero deviate verso ovest e quelle discendenti verso est. Holmes proseguiva sottolineando una quantità di altre conseguenze geologiche e chiarì che la sua ipotesi forniva spiegazioni plausibili di importanti fenomeni come le geosinclinali e le fosse tettoniche.

Conferme alla teoria

Nel 1950 e nel 1964 un'équipe di geologi e di geofisici oceanografi portò nuove prove alle argomentazioni di Wegener. Si scoprì con l'ausilio di ecoscandagli, nel bel mezzo dell'Atlantico, la prova che si cercava. Essa consisteva in un'unica, grande e continua catena montuosa lunga circa 64.000 chilometri dall'estremo nord fino a sud dell'Atlantico che si estendeva sul fondo degli oceani; essa aggira l'Africa, attraversa l'Oceano Indiano, passa tra l'Australia e Antartide fino alla sponda americana dell'Oceano Pacifico a sud della California. È chiamata "Dorsale Oceanica" e, cosa ancora più stupefacente, ai piedi di questa Dorsale è stata rilevata una valle, una spaccatura, una fessura aperta verso l'interno della terra. Vi sono poi delle fratture che si dislocano trasversalmente alla Dorsale, che prendono il nome di faglie trasformi. Esse la dividono in zone segmentate, che si muovono in senso opposto. In tali zone si formano rilievi, vi sono eruzioni vulcaniche e terremoti. Si è notato che tale attività diminuisce, allontanandosi via via dalla Dorsale.

Un'ulteriore prova della deriva è consistita nei risultati del rilevamento sistematico delle zone costiere atlantiche dell'Africa e dell'America Meridionale, che ha permesso di riscontrare una stretta corrispondenza dei terreni al di qua e al di là dell'oceano. Altro fenomeno studiato a fondo per avvalorare la teoria della deriva, è la migrazione dei poli magnetici terrestri nei vari tempi geologici (paleomagnetismo).

Bibliografia

A. Wegener, "La formazione dei continenti e degli oceani"; Boringhieri, Torino
A. Hallmam, "Una rivoluzione nelle Scienze della Terra", Zanichelli, Bologna
A. Hallmam, "Le grandi dispute della geologia", Zanichelli, Bologna
"Storia della Scienza: natura e vita, vol.IV" Einaudi, Torino
J. Douglas Macdougall, "Storia della Terra" Einaudi, Torino

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