ANTARTIDEANTARTIDE

Storia geologica dell’Antartide

A cura di:Martina Incerti

Margherita Grandi

L’antartide un insieme di “terranes”

L’attuale struttura e collocazione del continente antartico derivano da una specifica evoluzione geologica che è tuttora in atto. La regione è divisa in microplacche e “terranes”.I “terranes” sono elementi che testimoniano l’accrescimento progressivo della crosta terrestre. Oggi l’Antartide sembra un’unica placca tettonica, ma come gli altri continenti subisce l’influsso della tettonica a placche.

Come funziona la tettonica a placche?

La tettonica delle placche (dal greco τέκτων, tektōn che significa "costruttore") è il modello sulla dinamica della Terra, su cui concorda la maggior parte degli scienziati che si occupano di scienze della Terra.Questa teoria è in grado di spiegare, in maniera integrata e con conclusioni interdisciplinari, i fenomeni che interessano la crosta terrestre quali: attività sismica, orogenesi, la disposizione areale dei vulcani, le variazioni di chimismo delle rocce magmatiche, la formazione di strutture come le fosse oceaniche e gli archi insulari, la distribuzione geografica delle faune e flore fossili durante le ere geologiche e di come le zone interessate da attività vulcanica e quelle di attività sismica siano concentrate su determinate zone.

L’Antartide orientale

L’Antartide orientale è considerato parte del vecchio continente di Gondwana,date le similitudini geologiche con le aree continentali alle quali era unita. È in gran parte coperto dai ghiacci,molto depresso al centro e costituito da rocce magmatiche e metamorfiche. Le rocce più antiche si trovano lungo le zone costiere.

Antartide occidentale

L’Antartide occidentale è un grosso arcipelago coperto da ghiacci in cui vi sono rocce magmatiche legate alla subduzione.La presenza delle microplacche ci aiuta a spiegare sia l’andamento delle anomalie strutturali e geologiche che l’andamento del supercontinente di Gondwana.

La situazione attuale

Il limite della regione antartica è posto intorno al 52° parallelo e si trova in una fascia dove entrano a contatto le acque fredde con quelle più calde. L’Antartide è il continente più isolato della terra e occupa una posizione quasi centrata rispetto al Polo Sud.

I momenti più importanti della storia geologica

dell’Antartide-Archeano (4000-2500 milioni anni )-Proterozoico (2500-550 M.a. comprende l’Orogene Grenvilliano)-Paleozoico (550-250 Ma Orogene di Ross)-Basso Mesozoico (250-180 Ma Orogene Ellsworth e sequenze Gondwaniane)- Alto Mesozoico (180-65 Ma Orogene Andino) - Cenozoico (<65 Ma Rift e vulcanismo recente)

Archeano Nell’Archeano L’Antartide era unito

a tutti gli altri continenti in un’unica grande placca terrestre Ur.

Nap

YB

Rayner

VestfoldHills

DGBH

WI

KKB

EG

AFSL

RI

LHBnPCM

southernPrince CharlesMountains

cDML

SR

Shack

Miller

TA

MOy

Madag

Gr

EastAfricanOrogen Rauer

PZ

Gawler

wDML

Namaqua- Natal

Kalahari

Yilgarn

Dharwar+ Madras

Wilkes

Grunehogna Mawson Block

Ruker Terrane

Vestfold Hills

Nap

ProterozoicoProterozoico inferiore-medio da 2.5 a 0.9 miliardi di anni fa

East AntarcticShield (unknown)

Wilkes

RauerRayner

VHDG

BH

WI

KKB

EG

AF

Nap

SL

RI

LHBPZ

nPCM

sPCM

cDML

SR

Shack

Miller

Gawler

TA

wDML

MOy

Madag

Gr

Namaqua- Natal

EastAfricanOrogen

YB

Pan-Africanhigh-grade belts

1350-920 Macrustal ProvincesOlder cratons

Archaean/Proterozoic mixed

Kalahari

Dhar + Md

Yilgarn

E’ da questo momento che il modello della tettonica a placche risulta valido per studiare l’evoluzione dei continenti

PaleozoicoNel Paleozoico si verificò il graduale spostamento di tutto il Gondwana verso latitudini polari.I margini dell’Antartide tra Neoproterozoico e Paleozoico vennero interessati da processi tettonici che produssero differenti tipo di cinture orogeniche come il margine Paleopacifico di Gondwana. Lungo questo margine tutti i “terranes” sono caratterizzati da grandi volumi di sequenze di arenarie e mudstones.

Antarctica

sPCMs

V Yilg.

Aust.

G

< 550 Ma

Discrete (intraplate)deformation betweensutures (R.C.)

Pervasive deformationalong second suture(Prydz, sPCMs)

Continued pervasivedeformation along suture

1- Orogenesi di Ross/Delamerian (530-480 Ma)

2- Sequenze Gondwaniane (300-180 Ma)

Alcuni eventi geologici durante l’esistenza di

Gondwana:

Orogenesi di Ross La Terra Vittoria settentrionale è un luogo ideale dove studiare questa

orogenesiE’ una tipica orogenesi dovuta alla subduzione della crosta oceanica (Pacifico) al di sotto di un continente (Gondwana), es. l’Orogenesi Andina

Elementi tipici sono:- Arco magmatico di tipo calc-alcalino- fasce parallele di rocce metamorfiche con metamorfismodi alta pressione al margine dell’ orogene e metamorfismo dialta temperatura e bassa pressione nelle zone interne, dove sono molto abbondanti i granitoidi.

Durante il Cambriano superiore e Ordoviciano inferiore cessò la sedimentazione dell’Antartide e si ebbe un’intensa compressione prodotta dall’orogenesi di Ross.

Sequenze Gondwaniane

Al di sopra delle rocce dell’Orogene di Ross troviamo le sequenze Gondwaniane (età 300-175 Ma)

Penepiano di Kukri (Siluro-Devonico-438-408 Ma)

Al di sopra di tale superficie si sono depostele arenarie di Beacon (età Carbonifero-Trias, 300-208 Ma) e successivamente le Doleriti diFerrar (Giurassiche, 175-182 Ma)

Mentre si generano le sequenze Gondwaniane che succede al

bordo di Gondwana?

The AntarcticPeninsula

Marie ByrdLand

LatadyBasin

(backarc)

LarsenBasin

(backarc)

LeMay Group(accretion ary

complex)

Fossil Bluff Formation(forearc)

BerknerIsland

HaagNunataks

Ellsworth-WhitmoreMountains Plate(TAM affin ities)

ThurstonIsland

AlexanderIsland

AdelaideIs land

Marie ByrdLand

Palmer Land

Main  magmati c(arc) plutonism

Pacific MarginAeromagneticanomaly: arc

magmatism (?)

500 km

1- Sul bordo pacifico dell’Antartide, mentre avviene la deposizione delle sequenze Gondwaniane, riprendela subduzione della placca oceanica del Pacifico sotto il continente (Gondwana/Antartide), che formerà una fascia di rocce parallele a Ross e note come orogene di Ellsworth

Mesozoico

All’inizio del Mesozoico l’Antartide che si trovava al centro del Gondwana ,era circondata da masse continentali. Queste successivamente si dispersero a formare gli attuali continenti dell’emisfero meridionale attraverso 3 episodi principali:-Il primo evento provocò la divisione del Gondwana in occidentale e orientale (a questo episodio è legata l’apertura dell’Atlantico centrale) -Il secondo evento è relativo al Cretacico inferiore quando il sistema a due placche venne rimpiazzato da un sistema a tre o quattro placche.-Il terzo evento riguarda il break-up di quello che una volta era un supercontinente (India si allontana dall’Africa e dall’Antartide che inizia a migrare verso sud.).

CretaceoA partire dal Cretaceo (oltre 70 Ma), in concomitanza della separazione della Nuova Zelanda dall’Antartide e successivamente dell’Australia, si sono formate le Montagne Transantartiche, i bacini del Mare di Ross e si è sviluppato il vulcanismo noto come provincia vulcanica Cenozoica.

Variazioni della distribuzione delle masse e loro conseguenza

L’Antartide ha raggiunto, nel suo moto di deriva una posizione circa equivalente a quella attuale, polare, già c. 90 M anni fa (Cretaceo), mentre lo sviluppo delle calotte glaciali, in base alle loro prime tracce sinora rinvenute (detriti abbandonati da iceberg in deriva verso il mare aperto), non si sarebbe realizzato prima dei 40-36 Ma (fine dell’Eocene)

Osservare come variano le correntimarine al variare della configurazione dei continenti

La circolazione delle correnti a diversa temperatura negli oceani, hanno giocato un ruolo determinante nella storia glaciale del continente.

CenozoicoLa penisola Antartica si muove verso est rispetto al sud

America .

La separazione dell’ Antartide dalla Nuova Zelanda e Australia porta alla formazione di rift prima di direzione ENE-WSW e poi WNW-ESE, che genereràil “West Antarctic Rift system” che si estende dalMare di Ross a quello di Weddell. La catenaTransantartica, estesa per oltre 3500 Km e con altitudini oltre i 4000 m, si solleverà in seguito al rialzamento di uno dei fianchi del rift circa 55-40 Ma. E’ quindi uno dei pochi esempi di catena che si genera in ambiente distensivo e l’unico di questo tipo con altezze medie di 3000 metri.

Conclusioni- L’Antartide, insieme a pochi altri cratoni Archeani raggruppati nel protocontinente Ur, può ancora fornire informazioni sul periodo più “oscuro” della storia della Terra che va da 4 a 4.5 miliardi di anni.

- L’Antartide per la sua posizione centrale in Rodinia e Gondwana/Pangea potrà ancora fornire dati molto importanti per definire le relazioni fra i vari frammenti crostali in particolare per Rodinia, e rappresenta quindi un luogo ideale dove testarela stessa tettonica a placche e quanto questo modello possa essere applicato man mano che si va indietro nel tempo.

- L’amalgamazione e frammentazione di Rodinia prima e di Gondwana/Pangea successivamente ci hanno svelato i meccanismi ciclici di riorganizzazione della crosta continentale nel passato e verosimilmente possono essere utili per prevedere quel che avverrà in futuro nell’organizzazione dei continenti e potrà meglio chiarire quali sono le ragioni vere dell’aggregazione e poi della fratturazione dei continenti.

Tutto ciò è molto importante non solo per ricostruire la storia del pianeta, ma soprattutto perché la conoscenza del passato rappresenta l’unico modo per migliorare i modelli a nostra disposizione al fine di prevedere cosa succederà al nostro pianeta nel futuro visto che le variazioni geologiche sono strettamente connesse con l’idrosfera, atmosfera e quindi con i problemi del “global change”.

60 Ma 30 Ma2,5 Ma