La faglia Gloria, e i terremoti nel Mediterraneo

I terremoti sono vibrazioni generate dalla rottura improvvisa e violenta di una massa rocciosa che avviene in seguito ai movimenti, impercettibili ma continui, delle placche tettoniche che formano la crosta terrestre. Da tempo sappiamo che l’intera crosta terrestre è frammentata grosso modo in undici grandi placche, in movimento relativo tra loro. Il motore di tutto ciò è il calore proveniente dall’interno della Terra ed i moti convettivi del mantello che, in superficie, trascinano le placche. In questo senso l’Italia, e più in generale il bacino del Mediterraneo, è sede di complessi fenomeni tettonici provocati dalla Faglia Gloria.

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La Faglia Gloria, il Mediterraneo ed i terremoti italiani

Se geograficamente Europa e Africa sono separate dal Mediterraneo, dal punto di vista geologico sono a diretto contatto e si fronteggiano proprio nel “Mare nostrum”. La Faglia Gloria è una grossa “spaccatura” della crosta terrestre che inizia nei pressi delle isole Azzorre, parte in direzione est verso Gibilterra e  prosegue fino alla Sicilia, dove disegna un arco, intorno alla Calabria, prendendo la direzione degli Appennini e risalendo lo Stivale fino alle Alpi. Qui curva nuovamente e ridiscende, seguendo le coste croate, albanesi e poi greche, dove vira verso Creta, attraversa Cipro e sale in Turchia dove prende il nome di Faglia Est Anatolica.

Facendo un salto indietro di 100 milioni di anni e facendo scorrere rapidamente il tempo della chiusura della Tetide (un piccolo bacino oceanico), prima compressa tra Africa ed Europa, poi subdotta e riespulsa (le ofioliti di Alpi ed Appennini). Eliminata la placca intermedia, circa 20 m.a., le due super-placche vennero in contatto, si aprì il bacino ligure-provenzale, il Tirreno meridionale e iniziarono a sollevarsi le catene montuose, mentre l’Africa iniziava a sprofondare sotto l’Europa. Così si è delineato l’assetto attuale.

Parliamo dell’Italia  Enzo Boschi, ex direttore dell’INGV, ci racconta che “I sismologi italiani hanno catalogato 30˙000 eventi sismici, cioè terremoti avvenuti in tutta la penisola e in Sicilia negli ultimi 3˙500 anni, dal 1450 a.C. ad oggi. Di questi, circa 4˙000 hanno raggiunto un’intensità almeno del quinto, sesto grado della scala Mercalli. In media uno ogni tredici, quattordici mesi. […] Grazie a questi documenti si sa che, una partenza più o meno dal 500 aC, negli ultimi 2˙500 anni ci sono stati in Italia almeno 560 terremoti forti, fortissimi e catastrofici, cioè dall’ottavo all’undicesimo grado: in media uno ogni quattro anni e mezzo. Sono tanti di cui si hanno notizie precise al punto di vista per l’esposizione, l’anno in cui si è verificato e l’intensità.

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Questa bellissima carta, tratta dal libro SI forma, SI deforma, SI modella di C. Venturini, mostra le principali zone dello stivale in cui la placca africana va in subduzione sotto l’Europa (linee rosse a triangoli).

La prima osservazione riguarda la microplacca adriatica, ovvero quel promontorio di placca africana che si incunea verso l’Europa; è presentato da un movimento antiorario ed urta a nord le Alpi Friulane e Venete, sotto le quali si gonfie, sollevando le montagne. La subduzione genera un regime tensionale comprimibile, con faglie inverse capaci di generare violenti terremoti (come quelli del Friuli del 1976).

Il bacino tirrenico è in espansione e presenta un regime tensionale distensivo con le normali (che significa che si stanno allontanando le due estremità di una frattura); in questa zona ricorrono sismi leggeri e l’apertura delle faglie ha permesso la risalita dei magmi che hanno dato vita ai complessi vulcanici laziali, campani ed ai vulcani sottomarini del tirreno. L’espansione tirrenica spinge gli Appennini settentrionali verso nord-est e la microplacca adriatica reagisce andando in subduzione verso il Tirreno (sud-ovest), con un’inclinazione di circa 45 °, e generando i terremoti di bassa magnitudo del margine meridionale della pianura padana orientale.

Scendendo lungo lo stivale, una serie di faglie normali (sforzi distensivi) è lungo l’asse di tutto l’appennino centrale e meridionale. Ad ogni terremoto le montagne si sollevano un po ‘e le valli, quasi tutte impostate su faglie, abbassano leggermente il loro fondo. Una seconda serie di casi è perpendicolare a queste e per le quali si impostano i principali corsi d’acqua e le maggiori vie di comunicazione dell’Italia centro meridionale. Ora, un centro abitato (e non sono pochi) che si trova all’intersezione di tre faglie (spesso accade che una faglia della prima serie è interrotta e dislocata da una faglia perpendicolare), si trova sopra tre fonti sismogenetiche contemporaneamente. Così nell’arco Umbro-Marchigiano assistiamo a terremoti di sesto, settimo, raramente nono grado della scala Mercalli che si generano una diversa profondità. Più a sud, nell’arco abruzzese, i terremoti sono più superficiali e meno catastrofici, fino al decimo ed undicesimo grado.

Ancor più un sud inizia l’arco calabro, una struttura geologica che ricorda le grandi aree di subduzione pacifiche con struttura arco-fossa. Ed in effetti ne caratteristiche tutte le caratteristiche: un bacino estensionale (il Tirreno), un arco vulcanico (con crateri attivi e spenti, dal Vesuvio all’Etna, dalle Eolie ai vulcani sottomarini del Tirreno) ed una fossa in cui la microplacca adriatica è sottodotta dalla placca Europea (la valle del Bradano). Qui la microplacca affonda con inclinazioni superiori a quelle della subduzione che avviene sotto l’Appennino settentrionale; infatti i terremoti più frequenti sono profondi, cioè oltre 70 km di profondità. In questa struttura la catena appenninica piega il suo asse, passando dall’andamento NE-SW dell’appennino centrale a quello NW-SE della Calabria meridionale per finire con l’andamento W-E della Sicilia settentrionale.

Lo Stretto di Messina viene a trovarsi in zona delicata, in cui agiscono estensionali e compressivi in ​​direzione NW-SE in Calabria e N-S in Sicilia. In questa zona ricorrono i terremoti più violenti e distruttivi della storia italiana, che hanno hanno luogo un 10-15 km di profondità, nella zona di massima inflessione della microzolla adriatica sotto l’appennino calabro, sotto i massimi sforzi di trazione, con rotture su faglie normali.

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L’arco calabro, schematizzato da H.U. Schmincke nel libro Volcanism. La microplacca adriatica e la microplacca ionica vanno in subduzione sotto la penisola. Le risalite magmatiche originano le Isole Eolie, il Vesuvio e l’Etna.

Tre grandi faglie segnano il confine dell’arco calabro: la prima a nord tra la Sila ed il Pollino; la seconda, nota come Malta Scarpata, va da Malta all’Etna e poi fino alle Eolie; la terza parte dall’Africa, entra in Sicilia dal margine meridionale e giunge fino all’Etna, allo Stretto di Messina e fino alle coste calabre.

Formazione delle faglie

I corpi rocciosi sono sottoposti a tensioni direttamente o indirettamente causate da attività tettonica, quasi sempre indotta a grande scala dal movimento delle placche litosferiche. Dal punto di vista reologico, in prima approssimazione le rocce reagiscono a condizioni di stress comportandosi in maniera fragile oppure in maniera duttile. Nel primo caso si ha la formazione di una faglia; nel secondo di una piega.

Di solito il comportamento fragile si ha in condizioni di bassa temperatura e pressione, quindi a profondità minori, mentre il comportamento duttile delle rocce è caratteristico di zone con temperature e pressioni alte, condizioni che si trovano quindi a profondità maggiori.

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Affioramento di calcari marnosi del Rosso Ammonitico con una evidente faglia diretta che ribassa il blocco roccioso sulla destra nell’immagine

Comportamenti di tipo fragile e duttile, spesso associati, dipendono anche dalla velocità dell’applicazione dello stress tettonico e dalla presenza di fluidi quali l’acqua all’interno della porzione di crosta terrestre interessata; questi ultimi favoriscono un comportamento duttile.

Le rocce che si comportano fragilmente, se sottoposte ad uno sforzo eccessivo, si deformano superando il campo elastico fino ad arrivare a un punto di rottura (comportamento fragile). Le due parti di roccia che così vengono a separarsi determinano la dislocazione e, riacquistando molto velocemente il proprio volume originario, generano una serie di onde che danno origine ai terremoti (teoria della reazione elastica).

La faglia deve presentare evidenti segni di movimento relativo, cosa che la distingue ad esempio dalle diaclasi. Il processo di formazione e sviluppo della faglia, nonché dei terremoti stessi, è genericamente noto come fagliazione. Il comportamento di una faglia può essere studiato con tecniche di analisi proprie della meccanica della frattura.

Tipi di faglie a movimento semplice

Spesso in natura è possibile rilevare faglie con movimenti complessi risultanti da uno spostamento sia verticale che orizzontale. La componente verticale e orizzontale della dislocazione, ricavabile ad esempio da marcatori stratigrafici, è detta rigetto (rispettivamente verticale e orizzontale).
Il piano di faglia può formare, rispetto al piano orizzontale, angoli variabili da 0° (sovrascorrimenti) a 90° (faglie trascorrenti).

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Tipi di faglie – immagine USGS

Per la classificazione delle faglie dirette e inverse è utile definire il concetto di tetto e di letto o muro. Il primo è la massa rocciosa sovrastante il piano di faglia, il secondo quella sottostante al piano stesso.

  • faglie trascorrenti (o trasformi): una faglia si dice trascorrente se il piano è verticale o obliquo con spostamento orizzontale relativo delle masse rocciose. Tali faglie sono distinte in destre o sinistre; il senso è determinabile ponendosi sulla linea di faglia e osservando il senso della dislocazione del blocco roccioso che si ha di fronte. Un esempio di questo tipo di faglia è la famosissima faglia di Sant’Andrea.
  • faglie dirette o normali: una faglia si dice diretta quando il tetto scende rispetto al muro. In questo caso il settore di crosta terrestre è interessato da un regime tettonico distensivo o divergente (ad esempio in occasione dell’apertura di un rift). Solitamente tali faglie presentano un piano avente inclinazione elevata, attorno ai 60°.
  • faglie inverse: una faglia si dice inversa se il tetto sale rispetto al muro. In questo caso il settore di crosta risulta raccorciato a causa di un campo di stress tettonico compressivo. Gli angoli del piano di faglia sono piuttosto bassi (attorno ai 30°). Nel caso di angoli molto bassi o nulli si parla di sovrascorrimenti.

Le faglie trasformi descritte nelle zone dorsali dalla tettonica delle placche sono solo apparentemente simili alle faglie trascorrenti; in realtà il loro senso è opposto a quello che appare osservando semplicemente lo spostamento dei vari settori di dorsale.

Se un sisma si verifica su una faglia non nota, ovvero che non raggiunge la superficie, si parla di faglia cieca.

Tipi di faglie a movimento complesso

  • faglie transpressive: faglie che presentano un moto complesso con componente sia orizzontale e trascorrente, che verticale e compressiva, determinate da un regime tettonico locale di tipo compressivo.
  • faglie transtensive: faglie che presentano un moto complesso con componente sia orizzontale trascorrente, che verticale e distensiva, determinate da un regime tettonico locale di tipo distensivo.

Queste deformazioni spesso creano particolari strutture tettoniche chiamate strutture a fiore.

Riferimenti

  1. Vincenzo Lucci – Centro meteo italiano – La Faglia Gloria, il Mediterraneo ed i terremoti italiani – 13 agosto 2017
  2. Luca Inzariello – La Faglia Gloria, il Mediterraneo ed i terremoti italiani, 2 agosto 2017
  3. Fabio Romanelli, «Faglia». In: Enciclopedia della Scienza e della Tecnica, Roma: Istituto dell’Enciclopedia italiana, 2007
  4. Brodie Kate, Fettes Douglas, Harte Ben, Schmid Rolf, 3. Structural terms including fault rock terms, Recommendations by the IUGS Subcommission on the Systematics of Metamorphic Rocks, http://www.bgs.ac.uk/SCMR/docs/papers/paper_3.pdf. 29 January 2007.
  5. La Faglia Gloria, il Mediterraneo ed i terremoti italiani, su blueplanetheart.it. URL consultato il 7 aprile 2019
  6. R. Devoti, C. Ferraro, E. Gueguen, R. Lanotte, V. Luceri, A. Nardi, R. Pacione, P. Rutigliano, C. Sciarretta, F. Vespe, Geodetic control on recent tectonic movements in the central Mediterranean area, in Tectonophysics, vol. 346, 3-4, marzo 2002, pp. 151–167, DOI:10.1016/S0040-1951(01)00277-3
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  9. Golonka J., Glossary of plate tectonic and paleogeographic terms
  10. Favali, P., Mele, G., Mattietti, G., 1990: Contribution to the study of the Apulian microplate geodynamics.Mem. Soc. Geol. It., 44, p. 71 – 80

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