L’attività di laboratorio si propone di illustrare in modo semplice due processi fondamentali che si verificano sulla Terra: la litogenesi e l’orogenesi. Utilizzando un modello in sabbia, si visualizzerà uno dei modi in cui le montagne si formano, attraverso la collisione tra due placche continentali (come nel caso delle Alpi, dell’Appennino e dell'Himalaya). Si potranno fare osservazioni su come le rocce originariamente disposte in strati orizzontali vengano sollevate (deformate) e perché oggi ritroviamo i fossili di organismi marini a migliaia di metri sopra il livello del mare.

Si effettua in classe un’esperienza che illustra in modo semplice perché si forma una catena montuosa e cosa succede ai materiali coinvolti. Partendo da una situazione di materiali (rocce) non deformate (strati orizzontali che riproducono il processo di sedimentazione), si applica una spinta (forza orizzontale) che simula la collisione tra i continenti. Si osserva come i diversi strati di sabbia (le rocce) si sollevano e si deformano in pieghe e faglie.

L’obiettivo di questo esperimento è quello di visualizzare in laboratorio un processo impossibile da visualizzare in natura perché avviene nel corso di milioni di anni. Gli studenti dunque avranno la possibilità di acquisire il concetto di ‘tempo geologico’. Inoltre, gli studenti avranno la possibilità di vedere come da rocce stratificate sub-orizzontali (indeformate) si possono formare le catene montuose, cioè rocce sollevate e deformate caratterizzate dalla presenza sistemi di pieghe e sovrascorrimenti. Avranno, quindi, la possibilità di familiarizzare con le nozioni basilari della stratigrafia e della tettonica

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Si osserverà come la superficie della sabbia aumenti il suo livello, avviene cioè un sollevamento, che si oppone alla forza di gravità. Questo spiega perché oggi nelle catene montuose alte migliaia di metri si ritrovano fossili di organismi un tempo vissuti in mare. E’ stato proprio il processo di orogenesi a portarli a quote così elevate (figura10).

Una delle domande più comuni quando si fa una passeggiata in montagna è: ma come mai le conchiglie fossili che si trovano nelle rocce e che sono i resti di organismi vissuti in mare, oggi si ritrovano sopra il livello del mare a quote così elevate?

Per tutta l’antichità e fino al Medioevo le catene montuose furono considerate entità immutabili. La scoperta di resti animali e vegetali di origine marina nelle rocce che costituivano le catene, venne attribuita a uno ‘scherzo di natura’.

Durante il Rinascimento, nacque il ‘metodo scientifico’, attraverso il quale la Terra venne sistematicamente analizzata e gli scienziati misero da parte visioni dogmatiche dell’universo che per secoli preclusero la possibilità di osservare in modo critico ed analitico tutto ciò che li circondava.

Leonardo da Vinci (1452-1519) fu il primo a raffigurare le rocce in disegni rigorosi, utili per capire la forma naturale del pianeta. Egli riconobbe i fossili come resti di organismi vissuti in tempi passati. Nel XVII secolo, Niccolò Stenone (1638-1686), stabilì un principio fondamentale per la geologia, il Principio di orizzontalità originaria, secondo il quale i sedimenti si depongono in strati orizzontali. Partendo da tale principio ed esaminando affioramenti di rocce che non erano stratificate orizzontalmente, speculò su fatto che questi strati fossero stati deformati.

Dagli inizi del XVIII secolo, la complessità delle Alpi era largamente riconosciuta e nel tempo le idee sull’origine delle catene montuose sono evolute rapidamente. Dall’idea di catena montuosa come conseguenza di una spinta verticale dal basso, venne sempre più accettata l’idea di forze orizzontali come causa della deformazione delle rocce. Ma per giungere ad una spiegazione definitiva del collegamento che intercorre fra i processi che originano le catene montuose e gli ambienti marini si deve arrivare alla seconda metà del secolo scorso, quando si capì che i sedimenti accumulati sul fondo del mare potevano venire deformati e sollevati per migliaia di metri. Tra gli studiosi, è doveroso annoverate James Hall (1811-1898). Attraverso i successivi contributi della teoria della deriva dei continenti di Alfred Wegener (1880-1930) e della ipotesi dell’espansione dei fondi oceanici di Harry Hess (1906-1969) si è arrivati alla formulazione e all’accettazione della teoria della tettonica delle placche che vede la parte superficiale del nostro Pianeta (litosfera) suddivisa in placche rigide che cambiano nel tempo e nello spazio. L’interazione tra placche è alla base della formazione delle catene montuose e dei bacini oceanici, spiega il verificarsi di terremoti, vulcani e altri numerosi fenomeni geologici.

Attraverso questo esperimento si vuole dunque stimolare l’abilità dello studente nell’interpretare alcuni dei processi che hanno modellato e che continuano a modellare la parte superficiale del pianeta Terra.

Cifelli  Francesca 
Mazza  Roberto