La costruzione di montagne o orogenesi (composta dalle parole greche ὄρος óros ' montagna' e γένεσις génesis 'sorgere, procreazione, nascita') è causata da processi tettonici prodotti dalla collisione di placche litosferiche. Casi speciali di orogenesi riguardano la tettonica delle fratture (formazione di montagne di blocchi di faglie e montagne di pieghe di faglie), che è causata solo indirettamente dallo spostamento delle placche continentali.

tipi di orogenesi

Collisione di blocchi continentali

Schema della cintura delle Alpid

Secondo la teoria della tettonica a zolle , la superficie terrestre è costituita da placche litosferiche (placche continentali) sempre più piccole , che si muovono l'una contro l'altra a una velocità di pochi centimetri all'anno. In alcuni punti queste piastre si muovono l'una verso l'altra, o meglio una piastra scivola sull'altra. Questo si chiama convergenza . Da un punto di vista geotettonico, i continenti sono aree crostali con galleggiamento relativamente forte . Le placche litosferiche di solito trasportano non solo la crosta continentale, ma nel corso di molti milioni di anni i blocchi continentali si scontrano regolarmente nel corso della convergenza delle placche. Ciò porta a intensi processi di compressione ai bordi dei blocchi continentali che si scontrano tra loro. Di conseguenza, lungo la zona di collisione si forma una catena montuosa . Così si formò l' Himalaya quando si incontrarono i blocchi continentali delle placche indiana ed eurasiatica . Intorno allo stesso periodo, circa 50-30 milioni di anni fa ( Eocene ), anche le Alpi si ripiegarono a causa della collisione del blocco continentale della placca africanacon quello della placca eurasiatica. Tali montagne sono chiamate montagne di collisione .

Subduzione delle placche oceaniche

Se una placca continentale incontra una placca oceanica , la placca oceanica si tuffa nel mantello terrestre a causa della maggiore densità.Questo è chiamato subduzione . I terremoti sono comuni nelle zone di subduzione . La placca oceanica può contenere archi insulari o anche interi terrazzi che sono "saldati" al bordo della placca superiore, questo è chiamato accrescimento e di conseguenza si formano montagne. Nella stessa crosta del bordo superiore della placca, la subduzione delle parti puramente oceaniche della placca provoca anche l'innalzamento del magma, che si è creato nel mantello a causa del drenaggio della placca oceanica che affonda. Gli stratovulcani esplosivi si trovano quindi principalmente al di sopra delle zone di subduzione. Le Ande sono il risultato dell'incontro tra la placca di Nazca e la placca sudamericana . Altri esempi includono le montagne delle cascate nordamericane e le isole giapponesi .

Caso speciale: autopsia di placche oceaniche

Quando le placche oceaniche si scontrano tra loro, a volte non si verifica la piena subduzione della crosta oceanica. Parti della placca oceanica vengono quindi raschiate via dal loro strato inferiore e spinte sulla placca superiore ( autopsia ). Tali corpi rocciosi si trovano in molte catene montuose, principalmente come depositi a forma di lente e non molto estesi. Le rocce ivi esposte sono dette ofioliti e hanno una formazione molto caratteristica, che differisce notevolmente dalle rocce circostanti. In rari casi, le parti più grandi della crosta oceanica vengono sottoposte all'autopsia, come nel complesso di ofiolite dell'Oman . ^[1]

Processi geomorfologici della costruzione della montagna

Secondo la comprensione odierna, la formazione delle montagne, con poche eccezioni, può essere fatta risalire a processi tettonici a placche. Il tipo di roccia , la sua struttura interna e il contenuto d'acqua dei sedimenti coinvolti influenzano il processo, così come influenze esterne come fattori climatici e processi di erosione . Determinano quale forma prende una catena montuosa ( orogeno ), quanto in alto diventa a una data velocità di sollevamento e quanto tempo impiega per accumularsi o livellarsi gradualmente.

Il ruolo dell'erosione nella costruzione di montagne

Le forze erosive sono già all'opera durante la formazione di una catena montuosa, non appena il corpo della montagna si eleva al di sopra dell'ambiente circostante. Qui giocano un ruolo determinante fattori fisici (irraggiamento solare, disgelo e ricongelamento della roccia), processi chimici e meccanici (soprattutto causati dai ghiacciai e dal flusso delle acque). A seconda del tasso di sollevamento di una catena montuosa in relazione al tasso di erosione, viene determinato se una catena montuosa continua a guadagnare quota o viene erosa più rapidamente. In linea di principio, le montagne più alte hanno tassi di erosione più elevati, poiché l' energia di rilievo di un'alta catena montuosa è superiore a quella di una bassa catena montuosa, che a sua volta è superiore a quella delle pianure. Il maggiore effetto erosivo di un ruscello di montagna in tempesta rispetto a un prato tortuosonell'aereo è facile da immaginare. Influiscono la denudazione areale , l'erosione, ad esempio per gelo, e l'erosione lineare di fiumi o ghiacciai.

Le simulazioni dei processi di costruzione della montagna hanno mostrato che l'erosione può avere un'influenza di controllo sul processo di costruzione della montagna. ^{[2] [3]}

isostasi

Le montagne sono in una sorta di equilibrio fluttuante ( isostasi ) con il mantello viscoplastico sottostante. Il blocco montuoso si tuffa così profondamente nel mantello che la massa della roccia del mantello spostata corrisponde alla sua stessa massa. Questo è paragonabile alle navi che, secondo il principio di Archimede , si immergono più in profondità nell'acqua più sono pesanti.

Un massiccio montuoso sporge nel mantello terrestre da circa 5 a 6 volte la sua altezza sul livello del mare . Se la roccia viene rimossa dalla superficie per erosione, l'intera catena montuosa si eleva fino a sostituire circa l'80% della massa rocciosa rimossa. Anche se il movimento tettonico ascendente si è fermato da tempo, le regioni di montagna possono rimanere alla loro altitudine per molti milioni di anni prima che l'erosione prenda il sopravvento.

modelli di sviluppo del paesaggio

Sulla base di queste circostanze ben note, Walther Penck, William M. Davis e John Hack hanno sviluppato modelli per lo sviluppo del paesaggio, alcuni dei quali inizialmente erano in competizione, ma secondo le attuali conoscenze, tre modelli complementari. I modelli a te intitolati si basano su fasi di sollevamento di diversa intensità e durata. Su una scala temporale di milioni di anni, i parametri climatici sono irrilevanti, per cui solo il tempo e la velocità di sollevamento sono considerati parametri.

• La teoria del ciclo di Davis presuppone una fase di sollevamento breve e forte con un livellamento relativamente rapido.
• La teoria di Penck presuppone una fase di sollevamento che aumenta lentamente di intensità ma dura anche a lungo ma anche di nuovo diminuisce di intensità, durante la quale il livellamento inizia molto lentamente ed è molto meno pronunciato.
• La teoria di Hack presuppone un tasso di sollevamento quasi stabile con erosione simultanea, in cui non si verifica alcun livellamento e le valli vengono tagliate sempre più dall'erosione. ^[4]

Fasi della costruzione della montagna nella storia della terra

La suddivisione dello sviluppo geologico dell'Europa in quattro fasi principali della costruzione della montagna risale a Hans Stille : la fase Fennosarmatica , Caledoniana , Varisca e Alpida .

Quasi tutte le "giovani" montagne della terra si sono formate negli ultimi 20-40 milioni di anni nell'orogenesi alpina, l'ultima di queste fasi. L' Alto Atlante , i Pirenei , le Alpi e i Carpazi , i Dinaridi , le catene montuose della Turchia , i Monti Zagros in Persia, l' Himalaya e le catene montuose occidentali della Birmania , Thailandia e Indonesia , tra gli altri, si sono formati durante questa fase. Nell'odierna regione alpina, le rocce madri si sono depositate in diverse aree marine; i sedimenti marini formatisi in quel periodo erano spessi fino a pochi chilometri e si ripiegarono in una catena montuosa in un complicato processo, la cui fase principale iniziò circa 70 milioni di anni fa. Dopo la più forte fase di sollevamento (circa 25 milioni di anni fa), l'erosione ha solcato l'estesa area sollevata in zone tettoniche deboli con valli lunghe e più brevi . Il sollevamento delle Alpi continua ancora oggi (a 1–3 mm all'anno), è compensato all'incirca dalla stessa quantità di erosione.

Per ragioni storiche, i nomi di Hans Stille sono usati ancora oggi, non solo in Europa ma anche in altri continenti. Ci sono anche una varietà di nomi per orogenesi, che derivano dalle montagne della rispettiva regione. Le designazioni caratteristiche di orogenesi per lo più su larga scala della storia terrestre o classificate come significative sono elencate nella tabella seguente.

storia della ricerca

Un'orogenesi era precedentemente intesa come un processo temporalmente limitato, poiché venivano considerati solo i processi che determinano la struttura delle rocce colpite. ^{[5] [6]} Tuttavia, l'indagine sugli orogeni attivi come le montagne sulla costa pacifica dell'America mostra che questi sono spesso processi temporalmente estesi e in corso.

Secondo le idee precedenti, un'orogenesi era preceduta dalla formazione di una cosiddetta geosinclina : una grande depressione in cui si erano depositati spessi strati di sedimenti di mare profondo e altri prima che la depressione diventasse un'area di sollevamento a causa di processi tettonici su larga scala . Queste rocce sono state successivamente trasformate e talvolta spostate per centinaia di chilometri in modo che oggi si possano trovare in montagna. Secondo le idee attuali, la "geosinclina" corrisponde all'oceano o mare marginale situato tra le placche continentali coinvolte nei processi tettonici delle placche.

Guarda anche

• Ciclo di Wilson

letteratura

• Wolfgang Frisch , Martin Meschede : Tettonica a placche. Deriva dei continenti e costruzione di montagne. Primus Verlag, Darmstadt 2005, ISBN 3-89678-525-7 .
• Andreas Heitkamp: Costruzione di montagne - quando le montagne crescono nel cielo. In: Nadja Podbregar; Dieter Lohmann: In primo piano: Geoscienza. Come funziona il nostro pianeta? Springer Verlag, Berlino/Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-34791-7 , pp. 105-119.
• Florian Neukirchen: Montagne in movimento. Montagne e come si formano. Spectrum Academic Publishing House, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2753-3 .
• Miyashiro, Akiho, Keiiti Aki: Orogenesi. Fondamenti di formazione montuosa Deuticke, Vienna 1985, ISBN 3-7005-4552-5 .

link internet

Commons : Orogeny  - Raccolta di immagini, video e file audio

Wikizionario: Bergbildung  – spiegazioni di significato, origine delle parole, sinonimi, traduzioni

• All'ombra dei vecchi continenti - Austria nel Proterozoico , Geological Federal Institute Vienna
• La formazione dei monti Appalachi e i primi approcci delle montagne rocciose nel tardo carbonifero
• scinexx .de: Edificio in montagna 26 novembre 2004

voci

1. ^ Oman: un orogeno autoptico , Lectures on Structural Geology, Jean-Pierre Burg, ETH Zurigo (PDF; 3.8 MB).
2. ^ Marco T Brandon; Nicholas Pinter: Il contributo dell'erosione alla costruzione di montagne. Spectrum of Science, settembre 1997. Riassunto .
3. ^ Djordje Grujic, Christof Lindenbeck: spedizione geologica nel regno del Bhutan. Osservazioni sul campo e idee modello sulla formazione dell'Himalaya - l'interazione di erosione e clima , Istituto geologico dell'Università Albert-Ludwigs, Friburgo in Brisgovia .
4. ^ J. Grotzinger, TH Jordan, F. Press, R. Siever: Geologia generale. Stampa/Siever 2008.
5. ^ Hans Murawski, Wilhelm Meyer: Dizionario geologico . 11a edizione. Elsevier/Spektrum, Heidelberg 2004, ISBN 3-8274-1445-8 , pag. 262 . 
6. ^ Hans Stille: Il leitmotiv dello sviluppo geotettonico della terra. Conferenze e scritti dell'Accademia tedesca delle scienze a Berlino, H. 32, 1949.