Metamorfismo

Metamorfismo

Quando le rocce si trasformano

Il metamorfismo è un processo di trasformazione delle rocce che avviene, in genere, all’interno della crosta terrestre. Le rocce che sono trasportate a grandi profondità dai movimenti tettonici oppure che entrano in contatto con magmi in risalita subiscono notevoli aumenti di pressione e di temperatura; di conseguenza avvengono al loro interno cambiamenti allo stato solido che ne rinnovano minerali e struttura

Marmo candido per le sculture

Michelangelo usava dire che la sua attività di scultore consisteva nel liberare le forme dalla prigione della roccia. Una prigione però che egli sceglieva con meticolosità seguendo direttamente le operazioni di estrazione nelle cave minerali delle Alpi Apuane in Toscana. Il suo marmo doveva essere candido, senza impurità, e di grana fine per consentire una facile lavorazione allo scalpello.

Quello che Michelangelo non poteva sapere è come si determinano le caratteristiche da lui tanto apprezzate in quelle rocce. Infatti solo alla fine del Settecento, in particolare grazie agli studi del geologo veneziano Giovanni Arduino, l’origine del marmo sarà messa in relazione con la trasformazione ad alta temperatura di una roccia calcarea. Il termine metamorfismo è stato ufficialmente introdotto nel significato attuale nel 1830 dallo scozzese Charles Lyell, il fondatore della geologia moderna.

Rocce che si rinnovano

Il metamorfismo è il processo di trasformazione di qualunque tipo di roccia (sedimentaria, ignea o già metamorfica) che avviene, in genere, in profondità nella crosta terrestre, a seguito di notevoli aumenti di pressione e temperatura. Le trasformazioni chimiche e fisiche coinvolgono i minerali e la struttura della roccia preesistente.

Si generano così nuove specie mineralogiche che assumono disposizioni coerenti con le variate condizioni di pressione e temperatura. La roccia che ne risulta, metamorfica per l’appunto, conserva quindi le tracce del processo subito, anche perché esso avviene senza che si verifichi la fusione della materia coinvolta.

È possibile risalire alle condizioni geologiche di formazione (facies metamorfiche) delle rocce metamorfiche attraverso lo studio degli equilibri tra i minerali costituenti. Alcuni di questi equilibri si realizzano in specifici intervalli di temperatura e pressione, e sono studiati sperimentalmente in laboratorio. I fenomeni geologici, sia quelli su piccola scala, sia quelli su grande scala oggi riconducibili alla tettonica delle placche, comportano l’affioramento in superficie di queste rocce in grande quantità.

Come si attua

Il modo in cui si originano le variazioni di temperatura e pressione condiziona il tipo di metamorfismo. Si ha metamorfismo di contatto quando le variazioni chimiche sono indotte sostanzialmente da un notevole aumento di temperatura. Ciò si verifica nelle rocce della crosta terrestre quando vengono a contatto con un magma incandescente in risalita. Date le caratteristiche della roccia interessata, lo spessore coinvolto (detto aureola di contatto) varia con la quantità di energia (calore) disponibile, cioè con la massa del magma. Se il magma ha un volume notevole, come nel caso dei grandi ammassi batolitici (granito), l’azione metamorfica coinvolge grandi spessori di roccia, fino a qualche chilometro. In questo modo, per esempio, a partire da rocce calcaree si possono originare i marmi saccaroidi, così denominati perché i cristalli di calcite ricristallizzati raggiungono le dimensioni dei granuli di zucchero.

Quando invece le trasformazioni metamorfiche sono controllate sia dalla temperatura sia dalla pressione si entra nel campo del metamorfismo regionale.

Questi casi, che sono anche i più numerosi, si verificano in occasione dei grandi movimenti della litosfera che trasportano rocce sedimentarie e magmatiche a considerevoli profondità. I cambiamenti che coinvolgono i minerali corrispondono alle condizioni di pressione e temperatura raggiunte. Si ha metamorfismo di basso, medio o alto grado secondo il livello delle trasformazioni, che si fanno più intense con un progressivo aumento di pressione e temperatura. Le rocce metamorfiche mantengono comunque la stessa composizione chimica complessiva delle rocce di partenza.