Salve, sono Andrea uno studente delle medie. Vorrei porgerle una domanda: come si sono formati i monti Urali? Grazie per la sua disponibilità e arrivederci.

Premessa

Il nostro Sistema Solare, compresa la Terra, si è formato circa 4,7 miliardi di anni fa (quattro miliardi e settecento milioni di anni fa.
Il nostro pianeta, dunque, ha una storia lunghissima. La Terra è formata da una serie di strati concentrici tra cui il più esterno è la crosta in cui si trovano sia gli oceani, sia i continenti.
I geologi, cioè gli studiosi dell’evoluzione della crosta terrestre, hanno diviso l’età della Terra in cinque periodi di tempo di diversa durata, detti ere geologiche.

Le ere che si sono susseguite sul nostro pianeta fino al giorno d’oggi sono:

ERA ARCAICA o Precambriana o Archeozoica: va dalla nascita della Terra a circa 550 milioni di anni fa. All’inizio la Terra era un ammasso di materiale incandescente. Man mano si formarono le prime rocce solide e comparve l’acqua. Nelle rocce di quest’era sono state trovate tracce fossili di esseri vissuti in quel tempo.

ERA PRIMARIA o Paleozoica: va da 550 a 250 milioni di anni fa. La crosta terrestre è continuamente modificata da terremoti e da eruzioni vulcaniche. Le terre emerse (Pangea) si ricoprono di una fitta vegetazione, i cui resti formano in milioni di anni ingenti depositi di carbon fossile. La vita animale pullula negli oceani mentre sulla terraferma è ancora poco sviluppata.

ERA SECONDARIA o Mesozoica: va da 250 a 65 milioni di anni fa. È caratterizzata da notevoli variazioni del livello del mare. I Continenti cominciano a separarsi. La Terra è dominata dai grandi rettili (dinosauri), ma compaiono i primi mammiferi e gli uccelli.
ERA TERZIARIA o Cenozoica: va da 65 a 1 milione di anni fa. I Continenti cominciano ad assumere la forma attuale. Nascono le grandi catene montuose, come l’Himalaya, i Pirenei, le Alpi e gli Appennini. I mammiferi dominano le terre emerse.

ERA QUATERNARIA o Neozoica: va da 1 milione di anni fa fino ad oggi; è dunque l’era in cui noi viviamo. È il periodo delle grandi glaciazioni in cui il ghiaccio è arrivato a ricoprire il Nord America e mezza Europa fino alla Germania. Sono comparsi molti mammiferi attuali, come il cavallo e l’elefante, infine è comparso anche l’uomo.

Figura 1. Una delle molte
tabelle che riportano le ere geologiche e relativi periodi nei quali
sono suddivise. Da notare che le date di ciascuna tabella differiscono
nella datazione delle ere e dei periodi in quanto, quando si parla di
centinaia di milioni di anni, non è facile essere esatti e qualche
decina di milioni di anni sono poca cosa.

Figura 2. Un’altra tabella relativa alle ere geologiche e ai periodi che le compongono. Come detto sopra, si noti la differenza di datazione dovuta alla difficoltà di stabilire quando finisce un’era e quando ne inizia la successiva. Alcuni studiosi fanno iniziare le ere e i periodi in concomitanza di avvenimenti diversi. Comunque, qualche decina di milioni d’anni in più o in meno non fa gran differenza se confrontati con 4.700 milioni di anni di vita della Terra.

Teoria della “deriva dei continenti”

Tutte le catene montuose sono state causate dalla “deriva dei continenti”, detta anche teoria della tettonica a placche (o tettonica delle zolle), secondo la quale i continenti (le zolle o placche) sarebbero sottoposti ad un movimento di deriva che li farebbe spostare l’uno rispetto all’altro.
Questa teoria è stata definitivamente dimostrata e accolta universalmente all’inizio degli anni sessanta del secolo scorso (1961).

Figura 3. La Terra qual’era 650 milioni di anni fa. Questa mappa illustra la frantumazione del supercontinente Rodinia, che si è formato 1100 milioni di anni fa.

Figura 4. Animazione che simula il movimento dei continenti a partire da circa 200 milioni di anni fa fino ad oggi.
Questi movimenti, seppur con minore velocità (circa 1 centimetro all’anno), continuano ancor oggi provocando spesso terremoti.

figura 5. Sequenza di immagini che mostrano vari passaggi da 200 milioni di anni fa ad oggi.

Figura 6. Le varie “placche” o “zolle” tettoniche della Terra oggi.
Per un ingrandimento dell’immagine clicca qui.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/Tectonic_plates.png

Tutte queste
placche poggiano sul mantello, che non è un substrato rigido e quindi, come si è visto nella animazione di figura 4,
permette un certo movimento alle zolle. L’idea che i continenti, in
particolare il Sud America e l’Africa si potessero fare coincidere a
formare un unico continente, era già stata fatta presente nel 1858 da
Antonio Pellegrini ma senza nessuna base scientifica se non il fatto
che le coste di queste due placche potevano coincidere in modo quasi
perfetto. Si deve al metereologo Alfred Wegener il merito di presentare
l’idea della deriva dei continenti (1915) accompagnata da una serie di
prove ed osservazioni; egli ipotizzò che un tempo fosse esistito un
suprecontinente che chiamò Pangea e che, circa 200 milioni di anni
fa, avesse iniziato a frammentarsi in pezzi più piccoli che sono andati
alla “deriva” verso le posizioni attuali.

L’orogenesi

Il fenomeno di formazione delle catene montuose prende il nome di orogenesi: le catene più recenti formate da rocce dure sono anche le più alte perché i fenomeni di erosione non hanno potuto ancora demolirle.

Il termine orogenesi indica, quindi, l’insieme dei fenomeni geologici che portano alla formazione e al sollevamento di catene montuose per piegamento e deformazione di masse rocciose, spesso accompagnati da attività vulcanica e sismica. La formazione di una catena montuosa è l’esempio più evidente dei movimenti della crosta terrestre. Le montagne, infatti, si sviluppano lungo i margini di placca convergenti. Le placche spinte dalle forze compressive entrano in collisione e causano una contrazione crostale e un ispessimento della crosta stessa.

L’orogenesi è il lungo processo (decine di milioni di anni) che porta alla formazione delle catene di montagne. Questo processo conosce vari stadi:

lo stadio in cui si sedimentano i materiali che in seguito saranno deformati e costituiranno la nuova catena montuosa;
lo stadio di convergenza tra le placche con subduzione della litosfera oceanica;
lo stadio di collisione tra due blocchi continentali, che provoca l’ispessimento della litosfera e la formazione vera e propria della catena montuosa.

Figura 7.

Le figure mostrano la sequenza dello scontro tra il continente europeo (a sinistra) e quello africano (a destra) che va in subduzione (scorre sotto). Da tale scontro è nata la Catena delle Alpi attraverso un processo durato milioni d’anni.

A) In questa fase, come nel periodo precedente a questa, si sono accumulati per milioni di anni moltissimi sedimenti, soprattutto ai bordi delle scarpate continentali delle due zolle che cominciano a convergere, cioè ad avvicinarsi.

B) Le due enormi zolle continentali continuano a convergere spingendo i materiali che pian piano si accumulano, si deformano e aumentano di spessore.

C) In questa fase avviene la collisione tra le due zolle: l’oceano è ormai scomparso; la crosta oceanica (più pesante di quella terrestre), è sprofondata del tutto e ai margini delle due zolle si è accumulata una enorme quantità di sedimenti.

D) I due margini continentali si sono ulteriormente avvicinati e si sono “saldati”, uniti, innalzando ancor di più i sedimenti che ora formano una vera e propria catena montuosa.

Questi processi durano decine e decine di milioni di anni; molte catene montuose attuali continuano a subire spinte e a innalzarsi. Per esempio, le nostre Alpi s’innalzano ancor oggi di circa un millimetro all’anno causa la spinta del continente africano contro quello europeo.

Figura 8. Altra bella immagine che illustra la fase finale della convergenza di due zolle continentali.

Figura 9. La collisione tra la zolla asiatica e quella indiana ha provocato l’orogenesi dell’Himalaya.

Figura 10.

Figura 11.

Nella figura 10 qui a sinistra:
gli spostamenti della
placca indiana che, assieme a quelli della placca africana hanno
provocato l’orogenesi alpino-himalayana che ha visto sorgere la catena
dell’Himalaya e molte catene europee, Alpi comprese.
Nella figura 11:
L’orogenesi Alpino-Himalayana nella sua fase finale.

Figura 12.

Nella figura 12, l’immagine animata illustra due fenomeni: divergenza e convergenza.
Nelle prime sequenze vediamo “frantumarsi”, spaccarsi,
il blocco continentale e osserviamo una divergenza (allontanamento) dei
due margini; in questa fase avviene il processo definito
“oceanizzazione” cioè la formazione di un nuovo oceano.
Nelle sequenze successive si osserva una convergenza fino allo “scontro” che provoca una orogenesi.
Nel corso delle centinaia di milioni di anni, i
continenti si sono ora allontanati, ora riavvicinati tra loro. Così è
accaduto all’Africa e al continente europeo che dapprima si dono
allontanati e poi hanno cominciato a convergere dando origine a molte
catene montuose durante quella che viene chiamata orogenesi
Alpino-Himalayana.

Cicli orogenetici

La formazione delle catene montuose sul nostro pianeta è da ricondurre ad una serie di orogenesi (Caledoniana, Ercinica, Alpina) che, dall’inizio dell’Era Paleozoica, si sono succedute, con intervalli abbastanza regolari.

Gli ultimi 560 Ma (Ma=milioni di anni) della storia della Terra hanno visto il formarsi di varie catene montuose con cadenza abbastanza regolarmente distribuita nel tempo. Tuttavia le catene pù antiche oggi esistenti, formatesi nella prima parte del Paleozoico, sono ascritte alla grande orogenesi Caledoniana, mentre quelle del Paleozoico più recente appartengono all’orogenesi Ercinica.
Tutte le catene formatesi durante il Mesozoico ed il Terziario sono, invece, ascritte all’orogenesi Alpina detta anche Alpino-himalayana.

La formazione delle catene montuose non è stato un evento continuo ma è avvenuto secondo dei cicli, in particolare i principali sono tre:

OROGENESI CALEDONIANA catene montuose formate 400 Ma b.p. circa (b.p.=bifor present=prima di oggi)
Rilievi: Scozia – Galles -Irlanda settentrionale – Alpi scandinave.

OROGENESI ERCINICA 300-250 Ma circa b.p.
In quest’orogenesi è compresa l’orogenesi uraliana che ha causato la formazione gli Urali.
Rilievi: Europa centro-occ. – Monti Urali – in Italia (Aspromonte, Sila ).

OROGENESI ALPINA (o Alpino-himalayana) 100-50 milioni d’anni fa.
Rilievi: Montagne Rocciose, Cordigliera delle Ande, Pirenei, Alpi e Appennini, Caucaso, Himalaya.

Tralasciamo l’orogenesi Caledoniana e quella Alpina per considerare solo quella Ercinica che riguarda la formazione degli Urali. Ma, per comprendere meglio la formazione degli Urali partiremo da periodi precedenti l’orogenesi Ercinica e precisamente da circa 390 milioni di anni fa.

I monti Urali e l’Orogenesi Uraliana

Gli Urali (russo Ural’skiye Gory) sono una catena montuosa estesa tra Russia e Kazakistan; lunga circa 2.400 km da nord (sul Mar Glaciale Artico) a sud (sul mar Caspio)…

Unione tra Euamerica e le aree siberiane del Kazakhstan.
Nel periodo Permiano (da circa 300 a 250 Ma b.p.) la Siberia si unì all’Europa Orientale (già “inglobata” in Euamerica), attraverso l’Orogenesi Uraliana.
Questo
movimento portò alla formazione di nuove catene montuose, che nel loro
complesso sono chiamate ERCINICHE. Nell’Europa centrale l’Orogenesi
Ercinica è testimoniata dalle cinture montuose Reno-ercinica,
sasso-turingiana e dalla Regione Moldanubiana. In Italia, le fasi di
quest’orogenesi sono riconoscibili anche in Sardegna e nelle Alpi
Carniche.

Ma vediamo nel dettaglio questo lunghissimo processo…

Figura 13. La Terra com’era circa 400 milioni di anni fa.

Nella figura 13 notiamo che 390 Ma b.p. la Kazakstania e parte della Siberia sono ancora sommerse e lontane tra loro.
Nel corso di circa 35 di milioni di anni la Kazakstania emerge parzialmente e si avvicina alla Siberia mentre ci sono già i primissimi embrionali segni degli Urali certamente pochissimo elevati (figura 14 qui sotto).

Figura 14. La Terra nel periodo Carbonifero di circa 350 milioni di anni fa.

Trascorre un’altra cinquantina di Ma durante i quali Kazakstania e Siberia continuano a convergere fino ad unirsi. Ci troviamo nel tardo periodo Carbonifero, quasi all’inizio del periodo permiano, a circa 300 milioni di anni fa. La fascia di terra sulla quale sorgeranno Gli urali è ancora staccata sia dall’Europa orientale che dalla Siberia–Kazakstan (figura 15 qui sotto).

Figura 15. La Terra nel tardo periodo Carbonifero, circa 300 milioni di anni fa.

Passiamo ora alla figura 16 qui sotto. Dopo ulteriori 50 Ma anche la fascia di terra su cui si formeranno gli Urali si è unita alla Siberia–Kazakstan. Siamo nel tardo periodo Permiano ed è qui che comincia la vera e propria orogenesi Uraliana che nel corso di un’altra ventina di milioni di anni provocherà la formazione degli Urali.

Figura 16. La Terra nel tardo periodo Permiano, 300 milioni di anni fa circa. Il Permiano prende il nome dalla provincia russa di Perm, ai piedi degli Urali. Questo periodo geologico, paragonando l’età della Terra ad un anno, durò più o meno dalle ore 17.56 del 7 dicembre alle ore 15.23 dell’11 dicembre; quindi poco meno di quattro giorni rispetto ai 365 di un anno intero.
Durante il Permiano gli Urali, la cui formazione era comunciata diversi milioni di anni prima (circa 350 Ma), finiscono di emergere.

La mappa di figura 17, qui sotto, ci porta già all’inizio del periodo Triassico quando gli Urali sono completamente formati e cominciano a subire l’azione demolitrice degli agenti atmosferici (pioggia, vento, neve, ghiaccio) che ridurranno di molto l’altitudine della catena montuosa.

Figura 17. Il Kazakhstan siberiano è unito all’Europa orientale e gli Urali sono completamente formati.

Dopo lunghi stadi di sedimentazione, di convergenza e di collisione durati complessivamente diverse decine di milioni di anni si conclude la lunga “avventura” degli Urali.
La catena dei monti Urali sorge, quindi, dalla collisione del Kazakhstan siberiano con l’Europa Orientale.