Fattori ambientali favorevoli allo sviluppo delle piattaforme carbonatiche

Fattori ambientali favorevoli allo sviluppo delle piattaforme carbonatiche

Temperature superiori ai 20° C;

Salinità medio-alta (favorisce gli organismi nella secrezione di carbonato di calcio);

Acque in movimento e limpide (apportano il nutrimento agli organismi e si ha l'asportazione di fanghi, in più con un aumento della luminosità);

Profondità fino a 60 metri (limite della luminosità);

Substrato roccioso (altrimenti il peso della costruzione farebbe abbassare la piattaforma - subsidenza - );

Subsidenza attiva (spesso presente nei margini continentali passivi. Questi si formano per frazionamento della litosfera a seguito di movimenti ascendenti del mantello e in condizioni di apertura dell'oceano si hanno sprofondamenti. In queste fasi si generano le piattaforme carbonatiche (es. Appennini);

Tipi di subsidenza.

Rifting o apertura di un nuovo oceano, dove nelle fasi iniziali si ha una zona di movimenti ascendenti nell'atmosfera con riscaldamento della litosfera soprastante e di conseguenza uno stiramento crostale, un assottigliamento e una fratturazione. Nella fase di fratturazione, alcuni blocchi scivolano e si hanno fenomeni di subsidenza tettonica (es. Mar Rosso) con abbassamenti crostali.

Contrazione crostale, legata al raffreddamento della crosta.

Subsidenza da carico della struttura carbonatica stessa (amplifica la subsidenza tettonica).

Carico isostatico, si ha quando ci sono delle catene e delle falde che si stanno formando dal sollevamento. Queste tendono a muoversi secondo la direzione dell'onda orogenetica; sul fronte della catena si ha un approfondimento del bacino crostale detto avanfossa, mentre più distante  si ha il sollevamento detto rialzo periferico. In questo caso vi è un movimento verso l'alto delle piattaforme carbonatiche che si trovano nei bacini di avanfossa, ma quando l'onda orogenetica procede, al posto del rialzo l'avanfossa si trova inglobata nella catena che si sta sviluppando e la nuova avanfossa prende il posto del rialzo precedente. In tutto si ha un doppio movimento (innalzamento-abbassamento) frequente negli Appennini. (cfr. fot. 20a)

Le piattaforme reagiscono alla subsidenza spostandosi :all'inizio la subsidenza è rilevante e la piattaforma reagisce con un ritiro a scatti detto backstepping, verso zone a profondità modeste; segue poi un accrescimento verso l'alto della piattaforma, detto aggradazione per le ripristinate condizioni di equilibrio. In funzione del progressivo approfondimento del fondale, la piattaforma reagisce accrescendosi lateralmente verso il mare riportandosi a profondità idonee alla vita degli organismi che la costituiscono (progradazione).

Movimenti orizzontali delle piattaforme.

Questi si hanno soprattutto per le piattaforme oceaniche che si impostano sui vulcani oceanici, legati ai cosiddetti punti caldi (hot spots), ovvero delle risalite di magma attraverso la crosta continentale. Siccome la crosta continentale è mobile, cioè migra verso le aree di subduzione, gli edifici vulcanici tenderanno a spostarsi e con essi le piattaforme (es. Catena dell'Imperatore e Catena delle Hawaii). Durante questo spostamento dalle basse alle alti latitudini si giunge al Darwin point, ove cessano le condizioni chimico-fisiche di sedimentazione carbonatica (28 ° N), ove gli atolli annegano divenendo guyots (subsidenza bilanciata dall'aggradazione sino a 28 ° N).

Calcari pelagici.

Il materiale riscontrato in ambiente oceanico è legato a:

Decantazione di gusci carbonatici di organismi planctonici presenti nelle masse d'acqua.

Risedimentazione di materiale che si muove lungo il pendio deposizionale della piattaforma carbonatica e che per gravità raggiunge i fondali più profondi.

I depositi sono essenzialmente carbonatici, silicei, argillosi.

La presenza predominante è determinata alla posizione geografica e dalla profondità dei fondali (condizionano rispettivamente le produttività superficiale e la pressione e temperatura delle acque, per cui i materiali rimangono allo stato solido o vengono sciolti). Gli organismi produttori possono essere di origine animale e vegetale (organismi dal guscio carbonatico: es. coccolitoforidi, vegetali e foraminiferi, animali; organismi dal guscio siliceo: es. radiolari, animali e diatomee, vegetali).

I fanghi carbonatici si trovano sui fondali tra i 60° N e i 60° S, mentre quelli silicei sono presenti in zone periequatoriali (radiolari) e alle alte latitudini (diatomee); tuttavia questi ultimi sono presenti in condizioni di correnti di risalita (upwelling), tali da portare materiali in superficie. All'aumentare della profondità la temperatura scende e la pressione sale, quindi la massa oceanica può essere suddivisa in zone, all'interno delle quali, cambiano le condizioni di saturazione dell'acqua. Le linee che uniscono i punti con le stesse proprietà sono più "abbassate" rispetto l'equatore e "rialzate" rispetto le alte-basse latitudini.

Zona della precipitazione = zone intertropicale a bassa profondità con massima produzione di carbonato di calcio. Si hanno le condizioni ottimali per la formazione di piattaforme carbonatiche.

Zona della parziale dissoluzione = giunge fino al limite detto lisoclino del carbonato. Questo ha un andamento che varia tra i 2500 metri di profondità, alle alte latitudini, e i 3000 metri, nella fascia intertropicale. Non si ha produzione di carbonato di calcio, che decanta e subisce una parziale dissoluzione.

Zona della dissoluzione attiva = compresa tra lisoclino e la profondità di compensazione dei carbonati (CCD, Carbonate Compensation Depth), che varia tra i 4000-4500 metri all'equatore e i 2500-3000 metri ai poli, le profondità teoriche per cui il tasso di dissoluzione è pari al tasso di apporto. In pratica, quando la produzione è alta, la dissoluzione è contrastata da continua sedimentazione.

Per gli organismi silicei la situazione è analoga, anche se l'OCD (Opale Compensation Depth, Limite di Compensazione dell'Opale) si trova a 6000 metri di profondità. Tra i 4000 e i 4500 metri di profondità avremo fanghi carbonatici (melme), tra i 4500 e i 600 metri le melme silicee, oltre i 6000 metri si trovano sedimenti pelagici costituiti da argille brune, derivanti da materiale residuale di carbonati dissolti, polveri cosmiche, materiale vulcanico e di piattaforma, ossidi di ferro, ecc.

I depositi costituiti da minerali argillosi e carbonatici portano a rocce chiamate marne, con combinazioni intermedie a seconda delle percentuali dei due componenti (carbonato di calcio-minerali argillosi): un calcare marnoso ha le caratteristiche di un calcare micritico e una marna argillosa ha le caratteristiche delle argille come la tenerezza e l'aspetto terrigeno.