Capitolo La crosta terrestre: minerali e rocce

Rocce magmatiche o ignee

Le rocce magmatiche, note anche col nome di ignee o eruttive, sono tutte le rocce che derivano da un magma, cioè da una roccia fusa.

La temperatura, all’interno della Terra, cresce fino a oltre 4000 °C, un valore che sarebbe sufficiente a far fondere tutte le rocce che conosciamo. La pressione, però, cresce anch’essa all’aumentare della profondità e, facendo innalzare il punto di fusione, impedisce il passaggio allo stato liquido. La Terra quindi è sostanzialmente solida fino a circa 3000 km di profondità, dove inizia il nucleo esterno, che si comporta come un liquido. Lo studio di alcuni minerali però ha dimostrato che esistono lave che risalgono alla superficie terrestre a partire da profondità comprese tra i 100 e i 250 km: si deve pertanto concludere che possono verificarsi particolari condizioni che determinano la fusione, almeno parziale, di rocce che normalmente sono molto calde, ma solide.

5.1 Dal magma alle rocce magmatiche

Un magma è un materiale fuso che si forma per cause diverse entro la crosta o la parte alta del sottostante mantello, a profondità variabili (in genere tra i 15 e i 100 km). Tali masse fuse, di dimensioni anche enormi, sono miscele complesse di silicati ad alta temperatura, ricche di gas in esse disciolti. Se, dopo la sua formazione, il magma subisce un raffreddamento, inizia un processo di cristallizzazione: dal fuso si separano via via, secondo il loro punto di fusione, vari tipi di minerali, dalla cui aggregazione finale risulterà formata una nuova roccia.

Le rocce magmatiche si dividono in due gruppi.

  • Le rocce intrusive (o plutoniche), si originano da magmi che solidificano in profondità, circondati da altre rocce; esse si formano quando vi è l’impossibilità, per la massa fusa, di giungere in superficie.
  • Le rocce effusive si originano, invece, qualora la massa magmatica, spinta dalla pressione dei gas in essa disciolti, trova una via di risalita, sfruttando fratture nella crosta o contribuendo a crearne di nuove, e giunge così a traboccare in superficie, dove solidifica all’aria libera.

Le rocce intrusive e le rocce effusive presentano caratteristiche abbastanza diverse anche se con una semplice osservazione a livello macroscopico non è sempre facile distinguerle. La soluzione del problema è stata fornita dalla Petrografia, che ha messo in luce come avviene il passaggio dal materiale fuso a una roccia solida.

Nel caso delle rocce intrusive, poiché il magma si trova fermo entro la crosta, circondato da altre rocce che fanno da isolante termico, il raffreddamento avviene in tempi molto lunghi. In tali condizioni, tutto il fuso arriva a cristallizzare e la roccia ignea intrusiva che ne deriva è interamente formata da cristalli di grandi dimensioni, in genere visibili ad occhio nudo. Le rocce intrusive presentano una struttura granulare olocristallina (figura ►18).

Gli ammassi rocciosi intrusivi, anche giganteschi (chiamati batoliti, «rocce profonde»), possono arrivare alla superficie terrestre grazie alla combinazione dei movimenti della crosta e della lenta demolizione delle rocce sovrastanti, che vengono asportate dagli agenti esogeni (figura ►19). 

Nel caso delle rocce effusive, invece, il magma risale fino in superficie, dove trabocca come lava. In tal caso la temperatura passa rapidamente da circa 1000 °C a quella ambiente e la pressione scende in brevissimo tempo da valori di diverse migliaia di atmosfere a quelli ordinari. In questo modo gas e vapori si disperdono nell’aria e la massa fluida viene allora chiamata lava.

Solo una piccola parte della massa magmatica originaria, finché è ancora in profondità o mentre sta risalendo, si trasforma in cristalli di dimensioni apprezzabili. Il resto consolida invece quando arriva in superficie e lo fa così rapidamente che i cristalli non hanno tempo di accrescersi. Si forma così un mosaico di cristalli minuscoli, visibili solo al microscopio, oppure una massa omogenea almeno in parte vetrosa, poiché gli atomi e i gruppi di atomi non hanno avuto tempo di organizzarsi in reticoli cristallini (il vetro, infatti, è una sostanza amorfa, cioè non cristallizzata, che si forma per rapido raffreddamento di un fuso silicatico).

Le rocce effusive presentano struttura porfirica (dal nome di una delle più tipiche rocce effusive, il porfido), in cui alcuni cristalli della grandezza di almeno qualche mm, detti fenocristalli, si presentano in una pasta di fondo, formata di cristalli piccolissimi o in parte amorfa (figura ►20). In casi particolari, tutta la massa è vetrosa: sono le ossidiane o «vetri vulcanici».

glossario

Uno degli involucri concentrici della struttura interna della Terra. È situato sotto la crosta e al di sopra del nucleo, e ha uno spessore di circa 2900 km.

Figura 18. Campione di granito, una tipica roccia intrusiva, segato e lucidato.
Figura 18. Campione di granito, una tipica roccia intrusiva, segato e lucidato.openI granuli grigi, traslucidi, sono di quarzo, i grossi cristalli rosa sono di ortoclasio, quelli bianchi di plagioclasio, e quelli nerastri (opachi) di mica e di anfibolo. (Dipart. Scienze della Terra, Università «La Sapienza», Roma)
Figura 19. Questi rilievi (Yosemite National Park) sono una piccola parte del gigantesco batolite di granito che costituisce quasi per intero la Sierra Nevada, in California (U.S.A.).
Figura 19. Questi rilievi (Yosemite National Park) sono una piccola parte del gigantesco batolite di granito che costituisce quasi per intero la Sierra Nevada, in California (U.S.A.).openDopo la sua messa in posto (fra i 100 e gli 80 milioni di anni fa), il batolite si sollevò lentamente; in milioni di anni l’erosione ha smantellato le rocce che lo coprivano. Il rilievo sulla destra è l’Half Dome («mezza cupola»); la metà cupola «mancante» è franata dopo il ritiro di un ghiacciaio che colmava la valle. (M. Parotto, Roma)
Figura 20. Il «porfido verde antico».
Figura 20. Il «porfido verde antico».openQuesta pietra ornamentale è in realtà una porfirite andesitica, con fenocristalli di plagioclasio bianco-verdastro (formatisi mentre il magma stava ancora risalendo) immersi in una pasta di fondo verde cupo (formatasi dopo l’effusione in superficie). Cave di questo materiale, famose fin dall’antichità, si trovano a Maratonisi, nel Peloponneso. (Dipart. Scienze della Terra, Università «La Sapienza», Roma)

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