Evoluzione del concetto di geosincline

Una geosinclinale può essere definita come "un corpo o sedimento denso e che si accumula rapidamente all'interno di una lunga e stretta fascia del mare, che di solito è parallela al margine di una placca". (Oxford Dictionary of Geography)

Oppure possiamo dire che la geosinclinazione è una "depressione lineare molto grande o una deformazione verso il basso della crosta terrestre, piena (specialmente nella zona centrale) con uno strato profondo di sedimenti derivati ​​dalle masse terrestri su ciascun lato e depositati sul pavimento di la depressione all'incirca alla stessa velocità che lentamente, si placò continuamente durante un lungo periodo di tempo geologico ". (Dizionario pinguino di geografia)

Evoluzione del concetto di geosincline:

Il concetto di geosincline venne messo in piedi nel 1859. Sulla base delle sue ricerche sulla stratigrafia e la struttura degli Appalachi settentrionali, James Hall scoprì che i sedimenti Paleozoici piegati appartenenti alle catene montuose sono di tipo marino superficiale con uno spessore di 12 km . James Hall scoprì anche che lo spessore era da dieci a venti volte maggiore rispetto agli strati di roccia spiegati delle età corrispondenti che si trovavano nelle pianure interne verso ovest.

La deposizione di una massiccia sequenza di scisto, arenaria e calcare suggerisce che il fondo sottostante delle rocce più vecchie si sia attenuato di una quantità simile. La formazione delle montagne è stata preceduta da periodi prolungati di deformazione verso il basso durante i quali il processo di accumulo di sedimenti ha mantenuto un equilibrio con la subsidenza della crosta. Dana (1873) chiamò tali cinghie allungate di subsidenza e sedimentazione 'geosincline'.

H. Stille ha ulteriormente classificato le geosincline in miogeosincline ed eugeosynclines. Le eugosilcline sono caratterizzate da attività vulcanica intermittente durante il processo di sedimentazione, mentre le miogeosincline hanno una bassa attività vulcanica.

Le due classi si trovano affiancate separate da una geanticline nel mezzo. Le Miogeosincline sono ora considerate come ex margini continentali come quelli che si affacciano sull'Oceano Atlantico e le eugeosynclines rappresentano gli equivalenti invertiti e deformati dei bacini oceanici di minore ampiezza, come i bacini marginali della parte occidentale del Pacifico, il Mar del Giappone e il Mare di Okhotsk.

Schuchert ha classificato le geosincline in base a dimensioni, posizione e storia evolutiva.

Le tre categorie secondo lui sono le seguenti:

(i) Le monogeosincline sono tratti eccezionalmente lunghi e stretti. Tali geosincline sono situate all'interno di un continente o lungo le aree litorali. Sono chiamati "mono" poiché attraversano un solo ciclo di sedimentazione e costruzione di montagne. Un esempio è la geosinclinale degli Appalachi che è stata piegata dall'Ordoviciano al periodo Permiano.

(ii) Le poligosintine sono più ampie delle monogeosincline. Queste geosincine avevano un periodo di esistenza più lungo delle monogeosincline. Sono passati, attraverso più di una fase di orogenesi. Le geosincline di Rockies e Ural sono esempi di polisosclinine. Tali catene montuose esibiscono anticlinali parallele complesse chiamate geanticline.

(iii) Le mesogeosincline sono circondate da continenti su tutti i lati. Hanno una maggiore profondità e una lunga e complessa storia geologica.

E. Haug definiva le geosincline come regioni di acque profonde di lunghezza considerevole ma di larghezza relativamente stretta. Haug disegnò mappe paleogeografiche del mondo per dimostrare che le attuali montagne ripiegate provenivano da enormi geosincline del passato. Haug ha postulato cinque principali masse continentali appartenenti all'era mesozoica, vale a dire (i) Messa del Nord Atlantico (ii) Messa sino-siberiana (iii) Messa Africa-Brasile (iv) Messa India-India del Madagascar e (v) Messa del Pacifico. Ha identificato quattro geosincline situate tra queste masse rigide: (i) Rockies geosinclinale (ii) Ural geosinclinale (iii) Tethys geosinclinale e (iv) geosinclinale Circum-Pacific. Secondo Haug, le fasi trasgressive e regressive dei mari hanno un impatto diretto sui margini litorali delle geosincline.

I sedimenti più fini si depositano centralmente nelle geosincine mentre i sedimenti più grossolani si depositano in aree marginali dove la profondità dell'acqua è bassa. Tutte le geosincline non hanno lo stesso ciclo di sedimentazione, cedimento, compressione e piega dei sedimenti. La teoria di Haug è criticata a causa delle sue idee confuse.

La mappa paleogeografica di Haug mostra aree territoriali sproporzionatamente più grandi delle aree oceaniche o geosinclinali. I critici sollevano domande sull'esistenza di una terra di massa così grande dopo l'era del Mesozoico. Anche l'idea di Haug di geosincline profonde non è accettabile a causa dell'evidenza di fossili marini trovati in Fold Mountains. Gli organismi marini da cui derivano i fossili si trovano solo in acque poco profonde. Secondo JW Evans, la forma e la forma delle geosincline cambiano in base ai cambiamenti che si verificano nell'ambiente.

Secondo Evans, (i) le geosincline possono essere collocate tra due masse continentali, ad esempio la geosinclina di Tethys tra Laurasia e Gondwanaland; (ii) le geosincline possono essere trovate di fronte a una montagna o ad un altopiano, ad esempio, dopo l'origine dell'Himalaya, c'era una lunga trincea di fronte all'Himalaya che fu poi riempita di sedimenti che portarono alla formazione del vasto Indo Pianure gangetiche; (iii) le geosincline si trovano lungo i margini continentali; (iv) le geosincline possono esistere di fronte alla foce di un fiume.

Secondo Arthur Holmes, i movimenti terrestri piuttosto che la sedimentazione causano la subsidenza delle geosincline attraverso un processo lungo e graduale, ad esempio, la deposizione di sedimenti fino a 12.160 metri nella geosinclina appalachiana potrebbe essere possibile durante un periodo di 300.000.000 di anni. Holmes identifica quattro tipi.

(i) Geosyncline formata da Magmatic Migration:

Holmes considera la crosta terrestre composta da tre strati:

a) Strato esterno di granodiorite (10-12 km di spessore);

(b) anfibolite intermedia (20-25 km di spessore); (b) anfibolite intermedia (20-25 km di spessore);

(c) Eclogite e qualche peridotite. La migrazione del magma dallo strato intermedio alle aree circostanti causa la subsidenza degli strati superiori, portando alla formazione di una geosinclinale.

(ii) Geosincline formate dalla metamorfosi:

Gli strati rocciosi più bassi vengono metamorfizzati a causa della compressione causata dalla convergenza delle correnti convettive. Quindi la densità delle rocce aumenta con conseguente formazione di geosinclinali. Holmes ritiene che il Mar dei Caraibi, la parte occidentale del Mar Mediterraneo e il Mare di Banda siano stati formati da questo processo.

(iii) Geosincline formate per compressione:

Subsidenza può verificarsi nella crosta terrestre a causa della compressione. Tale attività di compressione si verifica a causa delle correnti convettive convergenti. Esempi sono il Golfo Persico e il trogolo Indocongetico.

(iv) Geosincline formate a causa di strato sialico più sottile:

Quando una colonna di correnti convettive in aumento diverge dopo aver raggiunto lo strato inferiore della crosta, si presentano due possibilità: (a) il sial è disteso a causa delle forze di trazione. Questo causa l'assottigliamento degli strati sialici e la formazione di geosincline. (b) La massa continentale può essere distrutta per formare geosincline. Gli esempi si trovano nella precedente geosinclinale Ural.

Dustar identificò tre tipi di geosincline nella sua classificazione principalmente sulla base della struttura delle catene montuose, (i) le geosincline inter-continentali si trovano tra due masse terrestri. (La monogeosinclinale di Schuchert coincide con questo tipo). (Ii) Le geosincline circum-continentali si trovano ai confini dei continenti; (iii) Le geosincline circum oceaniche si trovano lungo le aree litoranee degli oceani. Tali geosincline sono anche chiamati tipi speciali di geosincine o geosincline uniche.

Teoria dell'orogenesi geosindlinea di Kober:

Il geologo tedesco Kober nel suo libro Der Bauder Erde ha stabilito una relazione dettagliata e sistematica tra geosincline e masse rigide di placche continentali e la formazione delle Montagne Piegate. La teoria geosinclinea di Kober si basa sulle forze di contrazione prodotte come risultato del raffreddamento della terra. Secondo la visione di Kober, le forze di contrazione della terra portano a movimenti orizzontali dei forelands che a loro volta spremono i sedimenti in montagne imponenti.

Secondo Kober, le montagne del presente occupavano i siti geosinclinali dei primi periodi. Le geosincine o le zone mobili d'acqua sono state identificate come "orogen" da Kober. Le masse rigide che circondano le geosincline sono chiamate "kratogen". Tali kratogens includono lo scudo canadese, lo scudo baltico, lo scudo siberiano, l'India peninsulare, il massiccio cinese, la messa brasiliana, lo scudo africano e i blocchi rigidi australiani e antartici.

Kober ritiene che l'Oceano Pacifico si sia formato quando la geosinclinale del Pacifico medio ha separato i promontori nord e sud del Pacifico che sono stati successivamente riempiti di acqua e affondati. Individuò unità morfometriche basate sulle caratteristiche superficiali della terra durante l'era mesozoica, ad esempio (i) Africa insieme ad alcune parti appartenenti agli oceani indiani e atlantici, (ii) alla massa continentale indiana australiana, (iii) alla massa continentale euroasiatica, (iv) ) Continente del Nord Pacifico, (v) continente del Pacifico meridionale, (vi) America del Sud e Antartide.

Kober ha delimitato sei importanti periodi di costruzione di montagne. Tre periodi di costruzione di montagna molto poco conosciuti si sono verificati durante il periodo di Precambria. Questa fu seguita da due periodi importanti durante l'Era Paleozoica: l'orogenesi caledoniana fu terminata alla fine del periodo Siluriano e l'orogenesi varisina fu terminata nel periodo Permo-Carbonifero. La sesta e ultima orogenesi chiamata orogenesi alpina fu completata nell'Era Terziaria.

Kober ha affermato che l'intero processo di costruzione della montagna passa attraverso tre fasi strettamente interconnesse l'una con l'altra.

(i) Litogenesi:

Questo stadio è caratterizzato dalla creazione, dalla sedimentazione e dalla subsidenza delle geosincline. Le geosincline si formano a causa della contrazione causata dal processo di raffreddamento della terra. I forelands o kratogens che confinano con i geosinclinici hanno ceduto alle forze di denudazione. Di conseguenza, vi era un modo costante di utilizzare rocce e massi provenienti dalle zone anteriori e dalla deposizione del materiale eroso sui letti delle geosincline. Ciò ha portato alla subsidenza delle geosincline. I processi gemelli di deposizione dei sedimenti e la conseguente subsidenza hanno portato ad un ulteriore deposito di sedimenti e ad aumentare lo spessore dei sedimenti.

(ii) Orogenesi:

In questa fase i sedimenti geosinclini vengono schiacciati e piegati in catene montuose. Vi è una convergenza di contrafforti l'uno verso l'altro a causa della forza della contrazione della terra. Le enormi forze di compressione prodotte da questi forellini mobili producono contrazione, schiacciamento e piegamento di sedimenti depositati sul letto geosinclinale.

Le catene montuose parallele che si trovano su entrambi i lati della geosinclinale sono state definite da Kober come rand ketten che significa intervalli marginali. Kober ha visto la piegatura dei sedimenti geosintlini per dipendere dall'intensità delle forze di compressione. Le forze compressive di intensità normale e moderata producono intervalli marginali su due lati della geosinclinale lasciando inalterata la parte centrale.

La parte centrale spiegata è definita come zwischengebirge (tra le montagne) o massa mediana. Kober ha cercato di spiegare le forme e le strutture delle montagne di piega nel contesto della massa mediana. Considerava la geosinclinale di Thethys al confine con la parte anteriore europea a nord e quella africana a sud.

I depositi sedimentari della geosinclinale di Tethys avevano subito una massiccia compressione a causa del movimento convergente della massa continentale (avamposto) e della regione africana, che portò alla formazione del sistema montuoso alpino. Ad esempio, i Pirenei, la Cordigliera Betica, le catene della Provenza, i Carpazi, le Alpi vere, le montagne balcaniche e le montagne del Caucaso sono nate grazie al movimento verso nord del continente africano, mentre le montagne dell'Atlante, gli Appennini, i Dinaridi, gli Hellenides e i Taurides furono formati dal movimento verso sud della terraferma europea.

Esempi di tali masse mediane si trovano nella massa mediana ungherese situata tra i Carpazi e le Alpi Dinariche su due lati. Il Mar Mediterraneo è una massa mediana posta tra i Pirenei-Provenza Ranges a nord e le montagne dell'Atlante e la loro estensione orientale a sud. Esempi di masse mediane sono l'altopiano anatolico situato tra il Pontic e il Taurus e l'altopiano iranico situato tra Zagros e Elburz.

Kober ha sostenuto che le montagne dell'Asia alpina possono essere suddivise in due categorie principali basate sull'orientamento delle pieghe: (a) gamme formate dalla compressione verso nord come le gamme Pontic, Taurus, Caucasus, Kunlun, Yannan e Annan e (b) intervalli formati dalla compressione verso sud come Zagros, Elburz (Iran), le gamme dell'Oman, l'Himalaya, ecc.

La massa mediana si trova in varie forme: (i) altipiani come l'altopiano tibetano tra il Kunlun e l'Himalaya, il bacino del bacino delimitato dalle catene di Wasatch e Sierra Nevada (USA); (ii) pianure come la pianura ungherese delimitata dai Carpazi e dalle Alpi Dinariche; (iii) mari come il Mar dei Caraibi tra le montagne dell'America centrale e le Indie occidentali.

(iii) Gliptogenesi:

Questa fase della costruzione della montagna è caratterizzata da una graduale ascesa delle catene montuose e dai processi di denudazione in atto da parte degli agenti naturali.

La teoria geosinclinale di Kober ha fornito una spiegazione soddisfacente per alcuni aspetti della costruzione di una montagna. La teoria, tuttavia, soffre di carenze. Primo, la forza di contrazione prodotta dal raffreddamento della terra non è adeguata per la formazione di montagne imponenti come l'Himalaya e le Alpi. In secondo luogo, Suess sosteneva che solo un lato della geosinclinale si sposta mentre l'altro lato rimane statico. Suess definiva il lato mobile come "backland" e il lato stabile come "foreland".

Egli sostenne che l'Himalaya era formata dal movimento verso sud di Angaraland; il Gondwana non si mosse. Questa osservazione è ora irrilevante alla luce della teoria tettonica delle placche. Le prove del paleomagnetismo e della diffusione del fondale marino dimostrano che entrambi i recinti si muovono uno verso l'altro. In terzo luogo, la teoria di Kober ha avuto successo nello spiegare che le montagne hanno un'estensione est-ovest, ma quelle con un allineamento nord-sud difficilmente possono essere spiegate sulla base della sua teoria.

A Kober, tuttavia, è stato dato credito per aver postulato la formazione di geosincline e il ruolo delle geosincline nella formazione delle montagne.

Il concetto moderno di geosinclinale:

Le idee sulle geosincline subirono un cambiamento significativo con l'introduzione della teoria tettonica delle placche. Un margine continentale posto lungo un margine di piastra noto per il movimento di subduzione, collisione o trasformazione-guasto è chiamato margine attivo, mentre un margine continentale che si sposta da un asse di espansione è definito passivo.

Ad esempio, sulla costa orientale del Nord America, un margine continentale passivo continua a depositare sedimenti con il movimento graduale del continente lontano dall'asse di diffusione. La litosfera diventa più fredda e densa ad una velocità accelerata accompagnata da un fondo oceanico sempre più profondo al di fuori del margine passivo, mentre i sedimenti continuano a depositarsi sul fondo oceanico. Una colonna così densa di sedimenti lungo il bordo di un margine passivo è chiamata geosinclina.

Gli studi condotti durante la seconda fase del 20 ° secolo rivelano che una geosinclina è un corpo spesso e rapidamente accumulato che si trova parallelo al continente. L'idea millenaria di una geosinclinale o di una depressione intra-cratonica delimitata dalle montagne che contribuiscono ai sedimenti deve essere abbandonata. L'accumulo di sedimenti può avvenire sulla piattaforma e sul pendio continentale o in un trogolo o una fossa.

Al giorno d'oggi, il termine 'geocline' è usato perché la struttura di una geosinclinale non è un trogolo a due lati; piuttosto, è più aperto verso l'oceano.

Le geocline dei margini continentali passivi possono essere suddivise in due tipi: miogeocline o cunei di sedimenti di acque basse di origine marina che costituiscono le piattaforme continentali; ed eugeocline o cunei di sedimenti di acque profonde depositate ai piedi del versante continentale e distesi sulla crosta oceanica. Entrambi i tipi di geocline sono costituiti da sedimenti accumulati accompagnati da lenta subsidenza della litosfera.

Nel Golfo del Messico, i sedimenti di miogeocline raggiungono uno spessore di 20 km all'estremità esterna della piattaforma continentale. I sedimenti di Eugeocline si trovano nella crosta oceanica appena sopra un vulcano oceanico. L'accumulo ininterrotto di sedimenti nei miogeoclini per circa 200 milioni di anni è stato possibile a causa dell'affondamento della crosta a causa del carico di sedimenti. Le aree miogeocline hanno una grande importanza economica grazie alla disponibilità di olio minerale.