Geologia delle Alpi

Geologia delle Alpi
Le Alpi innevate nel marzo 2013 (vista satellitare).
Le Alpi innevate nel marzo 2013 (vista satellitare).
Generale
genere catena montuosa
Nazione Germania Austria Francia Italia Liechtenstein Slovenia Svizzera
Lunghezza 1.200  km
Larghezza 280  km
La zona 190.000  km 2
Origine Collisione continentale tra la placca eurasiatica e la placca pugliese
Suddivisioni Dauphinois / Helvétique Pennico
inferiore
Pennico medio
Pennico superiore
Salassico / Austro-alpino
Alpi meridionali
Rocce
Rocce sedimentarie Calcare , dolomia , arenaria , marne
Rocce magmatiche Granito , ofiolite
Rocce metamorfiche Gneiss , scisto
Tettonica
Strutture tettoniche Sovrapposizioni , carico letto , zone di taglio
Difetti Abbandoni , normali e inversi
Sismicità Modico: 0,1 - 0,25  % g
Vulcanismo No
Erosione
Alterazione Chimico e fisico
Glaciale Fluvio-glaciale alluvioni , lago glaciale , morena

Le Alpi fanno parte delle catene alpine peri-tetesi , formatesi durante l' orogenesi alpina durante il Mesozoico e il Cenozoico , che si estendono dal Maghreb (ad esempio l' Alto Atlante marocchino) all'Estremo Oriente ( Himalaya ). Parte di queste catene montuose (le catene peri-mediterranee) sono nate dall'apertura e poi dalla chiusura dei bacini oceanici del sistema Tethyan . L'esistenza di questi orogeni è legata alla convergenza delle placche africane ed europee e all'interposizione di blocchi o micropiastre. Le stesse Alpi si estendono per mille chilometri, tra Genova e Vienna , con una larghezza compresa tra 100 e 400 chilometri. Possono essere suddivisi secondo criteri geografici, geologici e topologici, in tre parti distinte: le Alpi occidentali, che formano un arco tra il Mar Mediterraneo e il Vallese  ; le Alpi centrali, tra Vallese e Grigioni ( Svizzera orientale); e le Alpi orientali e meridionali, che circondano la pianura pannonica ad ovest dei Carpazi .

L'arco delle Alpi Occidentali è convenzionalmente suddiviso in due parti, separate dalla sovrapposizione pennica crostale  : la zona esterna e le zone interne. Questa grande sovrapposizione giustappone unità paleogeografiche distinte, avendo avuto storie tettoniche e metamorfiche differenti : complessivamente, le unità della zona esterna corrispondono alle parti prossimali del margine europeo, che sono state poco accorciate e poco metamorfizzate durante la storia alpina, mentre le unità interne corrispondono alle parti più distali e al fondo oceanico, che hanno subito un più forte metamorfismo e scorcio. Le deformazioni nelle Alpi (osservabili grazie ai terremoti e alla geodesia ) sono attualmente da basse a molto basse. Tuttavia, in Svizzera si possono osservare tassi di aumento di circa 1  mm / anno ; dati comparabili non sono disponibili in Francia o in Italia, ma è probabile che le velocità verticali siano comparabili. L'origine di una tale rivolta rimane oggi ampiamente dibattuta, con l'accorciamento nelle Alpi occidentali da piccolo a nullo.

Storia della ricerca geologica nelle Alpi

Le Alpi sono state un'area geografica privilegiata per i geologi, come testimonia il termine “alpino” che a volte viene dato alle catene montuose. Ad esempio, hanno permesso ai geologi, come il sudafricano Alex Du Toit, di affermare che le Alpi sono il risultato della collisione di Gondwana e Laurasie, e molti termini geologici associati allo studio delle montagne e dei ghiacciai sono sorti lì.

In geofisica

Negli anni '80 e '90, un certo numero di équipe ha stabilito la cartografia delle strutture della crosta continentale mediante in particolare la tomografia sismica . Queste sezioni geologiche hanno migliorato la nostra conoscenza della strutturazione della radice crostale delle Alpi, evidenziando ad esempio frammenti di placche in profondità, e quindi non visibili da un semplice studio superficiale.

Strutture geologiche delle Alpi

Limiti geologici delle Alpi

Le Alpi formano una sorta di arco attorno al bacino della pianura padana . Nella sua parte nord-occidentale, è separato dal massiccio del Giura da un altopiano molassico, l' altopiano svizzero .

Storia geologica delle Alpi

Dalla catena dell'Ercino all'Oceano alpino (Teti alpina)

La catena ercinica è formata dal Carbonifero al Permiano , essendo il ciclo variscano caratterizzato da un esteso episodio di assottigliamento crostale tettonico caratterizzato da grandi faglie ( normali e inclinate ), bacini sedimentari e intrusioni granitiche . Queste strutture sono ricoperte da sedimenti triassici . La direzione nord-est / sud-ovest, attualmente molto ben espressa nelle Alpi da foliazione metamorfica e faglie di età ercinica (nei massicci cristallini esterni del Monte Bianco e di Belledonne in particolare) è una delle direzioni erciniche principali. Queste direzioni costituiscono un pretaglio del continente pangeano che ha permesso di localizzare le deformazioni durante l'estensione giurassica e la compressione alpina.

Così il rifting ( Giurassico inferiore ), che termina durante il Giurassico medio all'apertura della Teti alpina ( oceano ligure-piemontese ), riutilizza queste direzioni. Un'altra apertura oceanica, durante il Cretaceo , raccoglie i sedimenti post-rift e conduce più a nord alla formazione dell'Oceano Vallese . Questo stretto bacino oceanico delimita il microcontinente Briançonnais , anch'esso integrato nel prisma alpino. Queste aperture oceaniche fanno parte di un contesto globale di espansione che vede lo scoppio della Pangea e la formazione dell'Oceano Atlantico durante il Medio Giurassico . Esse sono espresse da un rifting creando pozze in mezzo graben di dimensione décakilométrique separate da grandi faglie normali crostali e creando cedimenti passivi del margine . Le serie sedimentarie dei margini continentali provengono da blocchi basali inclinati e sedimenti depositati su questi blocchi, talvolta in un contesto di traspressione lungo il margine nord-Briançonnaise, all'origine dell'insediamento dei blocchi espulsi (a Callovo-Oxfordian), generando brecce tettono-sedimentarie, lacune e paleocarstri (Prealpi, Breccia Telegrafica, ecc.). La serie sedimentarie oceaniche, da parte loro, provengono dal fondo dell'oceano ( di base e rocce ultrabasiche ) e dei sedimenti sovrastanti.

Dal continente all'oceano, troviamo i seguenti domini paleogeografici :

Durante l' orogenesi alpina, queste diverse unità paleogeografiche costituiranno la base delle zonazioni metamorfiche e tettoniche. Su scala locale, devono essere fatte importanti distinzioni e le unità giustapposte possono aver avuto storie metamorfiche diverse.

Subduzione e poi collisione (storia compressiva)

Nel Cretaceo superiore , l'apertura del Nord Atlantico provoca l'arresto dell'apertura della Teti alpina , il riavvicinamento tra Africa ed Europa e l'inizio di una subduzione della vergenza sud-occidentale. Il margine europeo si sottomette sotto la micropiastra Adriatica . Questa microplacca, in relazione alla placca africana , ha svolto un ruolo decisivo nella storia alpina.

La subduzione (dal Cretaceo all'Eocene) trasporta a grande profondità alcune parti del margine europeo ( nappe lepontine , o fasce Pennine inferiori), del microcontinente Briançonnais ( Mont Rose , Gran Paradiso e Dora Maira ) e dei fondali oceanici liguri (lucenti scisti) e Vallese ( Flysch metamorfici). Il metamorfismo alpino ad alta pressione indica profondità di sepoltura da 50 a 100  km a seconda delle unità interessate. Alcune parti del fondale oceanico non sono subdotte e nelle Alpi si osserva una sutura - vestigia dell'Oceano Alpino - caratterizzata da rocce basiche di affinità oceanica, ostruite e integrate nel prisma pennato ( ofioliti del Mont Chenaillet ).

La subduzione è seguita dall'Oligocene da una collisione continentale s.str. tra il margine europeo e quello pugliese ("africano"). Questa collisione provoca grandi spinte , pieghe , sovrapposizioni , schistosità e, in generale, un'importante deformazione duttile compressiva con pro- vergenza (verso nord e ovest) poi retro- (verso sud e zavorra). Questa deformazione duttile è complessa e polifase. La giustapposizione delle unità austro-alpina ( Dent-Blanche klippe ), Pennic (zone metamorfiche interne) ed esterne (margine europeo con poco margine metamorfico) deriva direttamente dalle prime fasi di questa collisione.

Nel Miocene la deformazione si esprime principalmente in un dominio più fragile, con sovrapposizioni che si propagano dalle unità interne a quelle più esterne (verso nord e ovest) e che interessano principalmente il margine europeo. I teli di copertura (teli Dauphinoise / elvetici) posti in opera durante l' Oligocene vengono deformati dal sollevamento dei massicci cristallini esterni. I massicci subalpini più esterni (Dauphinois) continuano a deformarsi durante il Miocene , davanti ai massicci cristallini esterni che si innalzano. La formazione, nel Miocene superiore, delle catene dell'avampaese ("cintura di piega e spinta") del Giura e della falda acquifera di Digne , segna gli ultimi episodi di compressione dell'orogeno alpino.

Durante questa lunga storia di compressione, un importante bacino di avamposto (il bacino molassico ) si placa per flessione , di fronte alla catena alpina dall'Oligocene al Miocene medio. I sedimenti che vi si depositano vengono progressivamente deformati e integrati nelle strutture alpine. Il trasferimento della deformazione davanti alla conca molassa , sul fronte del Giura , provoca la risalita di quest'ultima e interrompe la sedimentazione della molassa .

La storia alpina è segnata anche da un'importante deformazione dello stallo che interessa tutte le unità tettoniche. Il ruolo di questi movimenti di stallo, legati alle rotazioni, è considerato importante da alcuni autori. L'origine geodinamica di queste battute d'arresto resta dibattuta, ma sono in gran parte legate ai movimenti e alla rotazione in senso antiorario della micropiastra pugliese .

Tarda evoluzione estesa

La storia più recente delle Alpi occidentali interne è espressa da deformazioni prevalentemente estese e di stallo , mentre l'evoluzione iniziale è stata caratterizzata da deformazioni prevalentemente compressive . Le deformazioni estese delle zone interne sono descritte come dell'Oligocene , in condizioni duttili .

Estese deformazioni fragili sono state osservate in tutte le zone interne, e riflettono un meccanismo predominante nella parte interna dell'arco alpino occidentale; è necessariamente posto durante il Neogene , mentre le zone esterne sono sottoposte a regime compressivo. La deformazione attiva, caratterizzata dalla sismotettonica , è prevalentemente estesa nelle zone interne, mentre il regime tettonico della zona esterna è stallo e compressivo. Il confronto con altre orogenesi ( Himalaya , Ande , Appennino , Bacino e Catena montuosa , Catena ercinica …) mostra che l'evoluzione tardiva di una catena montuosa passa attraverso processi estesi. Le origini geodinamiche di questi estesi processi sono numerose e dipendono dall'equilibrio tra forze interne (forze di volume) e forze esterne alla catena (forze di confine).

Le principali rocce delle Alpi

Le rocce più comuni

Puoi trovare vari tipi di rocce nelle Alpi  :

Gneiss

Gli gneiss sono rocce metamorfiche derivate da rocce povere di calcio e magnesio , tipo marna o arenaria , per esempio. Sono rocce abbastanza simili ai graniti dal punto di vista della loro composizione mineralogica . Sono molto fortemente cristallizzati e quindi molto coerenti, il che conferisce loro una grande resistenza all'erosione. Possiamo distinguere:

Granito

Molasse

È una formazione sedimentaria detritica densa, generalmente discorde con gli strati sottostanti, depositata in una zona al termine dell'orogenizzazione.

Flysch

Si tratta di una fitta formazione sedimentaria composta da un cumulo di torbiditi, generalmente in concordanza con gli strati sottostanti e depositata in una zona orogena oggi tettonizzata.

Alpi e geomorfologia

La formazione del paesaggio alpino come possiamo vederlo oggi è il risultato di uno sviluppo recente - circa due milioni di anni fa.

Ghiacciai e paesaggi

Le cinque ere glaciali successive hanno rimodellato la regione in profondità. La cronologia alpina, se ha il merito di essere la prima accertata, si basa sulle tracce morfologiche lasciate dalle morene. Solo le glaciazioni particolarmente forti o più recenti vengono quindi registrate correttamente (la spinta del ghiacciaio che distrugge le tracce più antiche in ogni ciclo). Pertanto, vengono registrati solo quattro cicli principali, che sono difficili da correlare (ad eccezione dell'ultima era glaciale) con altri record continentali.

Cronologia alpina
Era glaciale Età
(anni) 		Periodo interglaciale
1 re periodo glaciale di Günz 600.000  
540.000 1 re periodo interglaciale di Günz-Mindel
2 e periodo glaciale di Mindel 480.000
430.000 2 e periodo interglaciale Mindel-Riss
3 e periodo glaciale di Riss 240.000
180.000 3 e periodo interglaciale Riss-Würm
4 e periodo glaciale di Würm 120.000
 10.000  

I ghiacciai rimodellano l'intero paesaggio in modo molto preciso, lasciando un paesaggio di circhi, morene. Questo rimodellamento è ora molto visibile poiché non è molto vecchio (solo 10.000 anni).

link esterno

Note e riferimenti

Appunti

  1. "Briançonnais in senso stretto": da distinguere dal dominio sub-Briançonnais.
  2. "Metamorfismo eoalpino": si tratta del metamorfismo di alta pressione-bassa temperatura (HP-BT) contemporaneo della subduzione che precede la fase di collisione continentale. Come accade all'inizio dell'orogenesi alpina, il termine “éoalpin” (associazione del prefisso greco “eos”, alba e “alpino”) è usato per designare questo periodo e per distinguere i processi che vi avvengono in relazione. a quelli dell'orogenesi.
  3. "deformazione duttile compressiva con pro vergenza (verso nord e ovest) poi retro- (verso sud e est)": sono le direzioni della deformazione rispetto al movimento della placca pugliese; il segno denota una deformazione nella stessa direzione del movimento della piastra, e la retro- deformazione nella direzione opposta a quella del movimento della piastra.

Riferimenti

  1. E. Argand , "  Sulle pieghe di ritorno e la struttura a ventaglio nelle Alpi occidentali  ", Bulletin de la Société vaudoise de sciences naturelles , vol.  47,1911, p.  33-36.
  2. (in) E. Calais , JM Nocquet , F. Jouanne e Mr. Tardy , "  Current strain diet in the Western Alps from continuous Global Positioning System Measurements, 1996-2001  " , Geology , vol.  30,2002, p.  651-654.
  3. (in) HG Kahle, A. Geiger, B. Buerki, E. Gubler, U. Marti, B. Wirth, M. Rothacher, W. Gurtner, G. Beutler, I. e OA Bauersima Pfiffner, "  Recenti movimenti crostali , geoide e distribuzione della densità; contributo da misure integrate satellitari e terrestri  " , Dynamic Alps ,1995, p.  251-259 ( DOI  10.1007 / 978-3-0348-9098-4_19 , letto online , accesso 25 marzo 2018 ).
  4. (a) Mr. Lemoine , T. Holland , A. Arnaud-Vanneau , A. Arnaud , T. Dumont , Mr. Gidon , Mr. Bourbon , P.-C. Graciansky , J.-L. Rudkiewicz , J. Mégard-Galli e P. Tricart , "  Il margine continentale della Teti mesozoica nelle Alpi occidentali  " , Marine and Petroleum Geology , vol.  3,1986, p.  179-199.
  5. Michel Septfontaine, "  Il Dogger delle prealpi mediane svizzere e francesi - evoluzione stratigrafica, paleogeografica e paleotettonica  ", Mém. Soc. Helv.Sci.Nat. , n o  97,1984( leggi online , consultato il 29 marzo 2018 ).
  6. (in) Michel Septfontaine, "  Discordanze progressive su larga scala negli strati giurassici delle Prealpi S del lago di Ginevra: l'interpretazione ha strutture di inversione sinedimentaria. Implicazioni paleotettoniche  ” , Eclogae. geol. Helv. , vol.  88, n o  3,1995, p.  553-576 ( letto online , consultato il 25 marzo 2018 ).
  7. (in) P. Tricart, "  Dal margine passivo alla collisione continentale: uno scenario tettonico per le Alpi occidentali  " , American Journal of Science , vol.  284, n o  21984, p.  97-120 ( letto online , consultato il 25 marzo 2018 ) (astratto).
  8. (in) Bruno Goffé Choppin e C, "  Metamorfismo ad alta pressione nelle Alpi occidentali: zoneografia delle metapeliti, cronologia e conseguenze  " , Schweizerische Mineralogische Petrographische und Mitteilungen , vol.  66,1986, p.  41-52 ( letto online , consultato il 25 marzo 2018 ).
  9. (in) Martin Burkhard e Anna Sommaruga, "  Evoluzione del bacino della Molasse della Svizzera occidentale: rapporti strutturali con le Alpi e la cintura del Giura  " , Pubblicazione speciale della Società geologica , vol.  134,1998, p.  279-298 ( leggi online , consultato il 25 marzo 2018 ).
  10. (in) Mr. Ballèvre, Y. Lagabrielle e O. Merle, "  fagliatura terziaria duttile normale come conseguenza dell'accatastamento litosferico nelle Alpi occidentali  " , la compagnia di memorie Geology of France , vol.  156,1990, p.  27-236.
  11. (in) JD Champagnac, C. Sue B. Delacou P. Tricart, C. Allanic e Mr. Burkhard, "  Estensione miocene orogeno-parallela nelle Alpi occidentali interne rivelate dall'analisi dinamica delle faglie  " , Tectonics , vol.  25,2006( DOI  10.1029 / 2004TC001779 , letto online , accesso 25 marzo 2018 ).
  12. (in) B. Delacou, C. Sue, JD Champagnac e Mr. Burkhard, "L'  attuale GeoDynamics nell'ansa delle Alpi occidentali e centrali è stata vincolata dall'analisi dei terremoti  " , Geophysical Journal International , volume 2004 = 158, p .  753-774 ( letto online , accesso 25 marzo 2018 ).
  13. Michel Marthaler, Il Cervino è africano? , Grande,1998( presentazione online ).
  14. Glossario delle rocce cristalline delle Alpi francesi , Geo-alp.com