Dorsale oceanica

Una dorsale oceanica è il risultato della divergenza tra due placche di crosta oceanica. Si tratta di una struttura caratteristica della litosfera, particolarmente articolata e complessa, comprendente rilievi di origine tettonica, che si snoda sui fondali oceanici per una lunghezza complessiva pari a circa 60.000 km. Occupa una superficie pari invece al 10% di quella complessiva terrestre.

Dal punto di vista morfologico, consiste in una profonda faglia che attraversa la crosta oceanica, fortemente assottigliata ed inarcata verso l'alto dal riscaldamento subìto, ad opera della risalita di materiale magmatico dall'astenosfera, dalle rocce basaltiche del pavimento oceanico.

I margini di questa faglia, inarcati e sollevati, formano delle catene montuose assai frastagliate e con versanti a scarsa pendenza, i cui picchi possono innalzarsi anche fino a toccare i 1.500-2.000 metri. Solitamente, le cime dei rilievi della dorsale non superano i 3.000 m di profondità. Talvolta, come nel caso delle Azzorre, sono riusciti ad emergere, per via del maggior inarcamento dei margini della faglia, originando delle vere e proprie isole abitate.

Le due catene montuose ai lati della frattura hanno un andamento parallelo, e sono separate dalla presenza di una superficie mediana che può avere una larghezza compresa tra i 30 ed i 50 km ed una profondità massima pari ad un chilometro. Questa struttura, considerata caratteristica del sistema di dorsale, in realtà risulta completamente assente nel tratto che interessa il Pacifico orientale.

La faglia principale, dove hanno luogo i processi eruttivi, non si presenta come una struttura continua, essendo in realtà disarticolata da un sistema di faglie trasformi, trasversali rispetto all'asse della dorsale, in diversi tronchi, di notevoli dimensioni.

Il materiale magmatico proveniente dalla astenosfera è di tipo tholeitico, caratterizzato da una elevatissima temperatura (1200-1300 °C), e da un basso tenore di silice (SiO₂<52%), che le conferisce una straordinaria capacità di intrudersi nelle rocce soprastanti e risalire (in conseguenza dell'alleggerimento litostatico) fino alla superficie. Fuoriuscendo in ambiente sottomarino, il magma subisce un degassamento che lo trasforma in lava basaltica, la quale solidifica in tempi piuttosto brevi, accumulandosi in forme arrotondate (per via della veloce azione di raffreddamento da parte dell'acqua), denominate “pillow lavas” (lava a cuscini). La roccia formatasi, magmatica di tipo effusivo, si accumula in stratificazioni sui fianchi del rilievo, formando nuova copertura basaltica.

Nel frattempo, la risalita del magma dall'astenosfera genera una spinta verso l'esterno della roccia più vecchia e fredda, che tende ad allontanarsi dall'asse di faglia, raffreddandosi e contraendosi. Il conseguente addensamento porta ad un lento sprofondamento della crosta basaltica, che formerà del nuovo pavimento oceanico, su cui andranno a depositarsi i sedimenti.

L'intero ciclo di produzione e distruzione del materiale basaltico si svolge in un arco di tempo pari a 190-200 milioni di anni. La dorsale oceanica, oltre ad essere caratterizzata dai fenomeni eruttivi, risulta interessata da fenomeni sismici continui, ascrivibili sia all'attività delle faglie trasformi che disarticolano la faglia principale, sia agli attriti dovuti alla risalita del magma attraverso le rocce della crosta. In questo secondo caso vengono generati dei continui sciami sismici, caratterizzati da scosse continue ma di bassa intensità, con epicentro fortemente localizzato lungo il margine eruttivo.

Nei pressi della dorsale oceanica hanno luogo fenomeni idrotermali noti come fumarole nere o black smoker. Si tratta di manifestazioni dovute al degassamento magmatico, che comportano l'emissione di minerali (principalmente appartenenti alla classe dei solfuri) in fase liquida. Il contatto con l'acqua fredda ne provoca la cristallizzazione e la conseguente deposizione sul fondale oceanico. I black smokers sono importanti anche perché contribuiscono a mitigare la temperatura delle acque profonde, permettendo la nascita di colonie di organismi che, altrimenti, non riuscirebbero a sopravvivere a profondità dell'ordine dei 3.000 m. La temperatura delle acque dei black smokers tocca i 400 °C ed è caratterizzata da un bassissimo valore del pH, pari a circa 2,8 (cioè un'acidità paragonabile a quella dell'aceto). La notevole pressione abissale impedisce all'acqua di evaporare, nonostante l'elevatissima temperatura.

Lo stesso argomento in dettaglio: Fumarola nera.

Lungo le creste delle dorsali oceaniche si verifica una intensa attività vulcanica. L'acqua di mare che scorre attraverso la calda roccia vulcanica a volte crea strutture simili a geyser chiamate fumaioli neri o fumarole nere (black smokers). L’acqua marina calda, con il suo abbondante carico di metalli, ritorna verso la superficie, a causa anche dell’elevatissima pressione, e viene espulsa sul fondo oceanico attraverso condotti e camini situati in prossimità della cresta della dorsale. Raffreddandosi, a contatto con quella fredda del fondo oceanico, l’acqua calda deposita i solfuri polimetallici spesso in queste strutture a forma di camino, i fumaioli neri, che espellono acque calde e ricche di minerali che formano cumuli di minerali.

I fumaioli neri o fumarole nere (black smokers) sono camini sommersi che si formano nella zona assiale delle dorsali medio-oceaniche e sono così chiamati perché emettono dense e nere soluzioni ricche di solfuri polimetallici.

Risulta così che tutto il fondo marino situato in prossimità della cresta della dorsale oceanica è rivestito da crostoni ferro-magnesiferi più o meno spessi (da qualche decimetro ad alcuni metri) di color rosso, bruno o nero. Questi sono i cosiddetti sedimenti della dorsale attiva (active ridge sediments).

Pochi esseri viventi si trovano alle profondità e alle temperature delle dorsali oceaniche e delle fumarole. La luce solare è completamente assente, così molti organismi (come archea ed estremofili) devono trasformare il calore, il metano e i composti solforati in energia attraverso un processo di chemiosintesi. Di questi organismi si cibano forme di vita più complesse, come "vermi tubicoli" (Riftia pachyptila) e molluschi. Alcuni batteri hanno sviluppato una simbiosi con tali vermi. Gli organismi alla base della catena alimentare inoltre depositano minerali alla base delle fumarole, completando così il ciclo vitale.

Una specie di batteri fototrofici è stata rinvenuta vicino a una fumarola nera al largo della costa del Messico, a una profondità di 2500 metri, dove la luce solare non giunge. Il batterio, che appartiene alla famiglia Chlorobiaceae, utilizza per la fotosintesi la fioca luminescenza proveniente dalla fumarola. Questo è il primo organismo mai scoperto a utilizzare per la fotosintesi una fonte di luce diversa dal sole.

Si scoprono continuamente specie nuove e insolite: ad esempio, il "verme di Pompei" (Alvinella pompejana) negli anni 80, e, nel 2001, durante una spedizione nell'oceano Indiano, nel campo idrotermale di Kairei, un gasteropode corazzato, il Crysomallon squamiferum. Quest'ultimo usa per i suoi scleriti (parti del corpo indurite) solfuri di ferro (pirite e greigite) invece che carbonato di calcio. Si pensa che l'intensa pressione esistente alla profondità di 2500 metri abbia un ruolo importante nello stabilizzare il solfuro di ferro usato da queste forme di vita. La corazza probabilmente serve come difesa contro le radule velenose delle lumache predatrici presenti nella stessa comunità.

• Dorsale medio-atlantica.
• Dorsale indiana sudorientale.
• Dorsale indiana sudoccidentale.
• Dorsale medio-indiana.
• Dorsale antartico-sudamericana.
• Dorsale pacifico-antartica.

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su dorsale oceanica

V · D · M Dorsali oceaniche
Esistenti	Dorsale di Aden · Dorsale antartico-sudamericana · Dorsale di Carlsberg · Dorsale Carnegie · Dorsale del Cile · Dorsale Explorer · Dorsale di Gakkel · Dorsale delle Galápagos · Dorsale di Gorda · Dorsale indiana sudoccidentale · Dorsale indiana sudorientale · Dorsale di Juan de Fuca · Dorsale Juan Fernández · Dorsale Kolbeinsey · Dorsale medio-atlantica · Dorsale medio-indiana · Dorsale Mohns · Dorsale Norfolk · Dorsale pacifico-antartica · Dorsale del Pacifico orientale · Dorsale delle Tonga-Kermadec
Non più esistenti o inattive	Dorsale Alfa · Dorsale di Aegir · Dorsale Chagos-Laccadive · Dorsale pacifica di Farallon · Dorsale di Kula-Farallon · Dorsale Novanta Est · Dorsale Ottantacinque Est · Dorsale di Phoenix · Dorsale Walvis

Portale Ecologia e ambiente

Portale Geologia

Portale Mare

Portale Scienze della Terra