AZIONE GEOMORFOLOGICA DELLE ACQUE DI PRECIPITAZIONE E DEI CORSI D'ACQUA

L'acqua agisce secondo diverse modalità per quanto riguarda il modellamento del paesaggio, ma le principali sono l'azione delle acque meteoriche e quelle dei fiumi, che modificano profondamente l'aspetto del paesaggio.

L' acqua di precipitazione tende a ruscellare lungo le linee di masima pendenza e via via acquista velocità, asportando i detriti a granulometria minore. L'effetto è maggiorre dove affiorano sedimenti argillosi o poco cementati, in questo caso l'acqua incide i versanti con profondi solchi, intervallati a creste appuntite. Queste strutture sono dette calanchi e sono frequenti nel territorio italiano soprattutto lungo la dorsale appenninica.

Le acque che scorrono nei corsi d'acqua modellano la zona in cui scorrono attraverso il fenomeno di erosione, trasporto e sedimentazione.

L'erosione consiste nell'asportazione di detriti dall'alveo (o letto) e dall'abrasione effettuata dagli stessi, i quali incidono le valli: queste sono tanto più profonde, quanto le rocce sono tenaci, assumono la tipica forma a V e sono anche dette gole.

I materiali erosi, vengono trasportati in soluzione (sali), in sospensione (sabbie e argille) e per trascinamento, saltazione o rotolamento; in questo caso i ciottoli  assumono la tipica forma allungata.

La sedimentazione inizia quando quando il corso d'acqua giunge al "livello di base" che coincide con la pianura; la velocità del fiume diminuisce e i sedimenti vengono depositati e sono anche detti "alluvioni" che danno origine alle pianure alluvionali.

Nelle piane alluvionali, si possono formare anse (curve poco accentuate) o meandri.In questi ultimi, l'acqua erode sulla parte esterna del meandro, mentre all'interno prevale la sedimentazione. In tempi geologici, il terrreno che separa i meandri si stringe tanto che il fiume "salta" il meandro. Come testimonianza resta un piccolo lago semilunare chiamato lanca.

ansa

meandri

I fiumi di solito terminano sfociando o in un altro corso dì'acqua o in mare. Se sfocia in un mare soggetto a maree dis carsa ampiezza, i detriti si depositano gradatamente dando origine a foci a delta, caratterizzate da una struttura a ventaglio. I delta si formano quando il corso d'acqua sfocia in un mare in cui le correnti non hanno la capacità di disperdere i sedimenti, questi si accumulano dando origine a cordoni litoranei o lagune.

Se il corso d'acqua sfocia in un mare aperto, l'ampiezza di marea o le correnti hanno un'energia sufficiente per asportare i depositi fluviali. In questo caso il fime si allarga assumendo la forma ad imbuto, generando un estuario.

ROCCE METAMORFICHE

Le rocce metamorfiche derivano da una ricristallizzazione allo stato solido di rocce preesistenti, che a causa dei movimenti tettonici, vengono sottoposte a condizioni chimico-fisiche diverse da quelle in cui si sono originate.

La temperatura è il fattore che incide maggiormente, infatti se essa aumenta, cresce l'energia del sistema e l'instabilità delle strutture cristalline dei minerali, i quali possono dare origine ad altri o modificare la forma o le dimensioni dei cristalli.

Un altro fattore è la pressione: si parla di pressione litostatica per indicare la pressione esercitata dalle rocce circostanti; essa aumenta con la profondità e agisce in modo uniforme. Si parla invece di pressione orientata quando si vuole indicare le spinte che agiscono per lungo tempo in un'unica direzione; essa modifica i minerali e le rocce, alterandone la struttura e la composizione.

Tipi di  metamorfismo

 

Metamorfismo di contatto

Si verifica quando una massa rocciosa viene a contatto con unmagma a bassa profondità. Si verifica un riscaldamento delle rocce incassanti che ne modifica le strutture. Le rocce derivanti da questo tipo di metamorfismo sono dette cornubianiti o contattiti e di solito hanno un aspetto granulare. Se le rocce incassanti sono calcaree, la roccia risultante è il Marmo. Quello di Carrara assume una struttura "saccaroide" perchè i cristalli di calcite ricordano quelli dello zucchero., ma esso è dovuto a metamorfismo di seppelimento.

Metamorfiso cataclastico

Deriva da un aumento di pressione, risultato da attriti e frizioni che avvengono per movimenti di masse rocciose lungo i piani di faglia, dove si verifica la frantumazione della roccia stessa. Le rocce che ne derivano vengono dette miloniti o cataclasiti e si riconoscono dalle brecce in quanto i clasti sono orientati per effetto della pressione.

Metamorfismo regionale

Interessa vaste aree della crosta terrestre ed è provocato dall'azione combinata di temperatura e pressione che aumentano con la profondità e interessano rocce coinvolte in fenomeni orogenetici. 

Questo metamorfismo si realizza in un intervallo di temperature e pressioni molto ampi, quindi si possono distinguere diversi gradi metamorfici che possono essere anche definiti "facies metamorfiche".

Ad ogni facies corrispondono particolari associazioni di minerali detti "minerali indice". In genere le facies metamorfiche prendono il nome di una sola delle rocce che si possono formare in quelle condizioni di pressione e temperatura. I minerali indice di una facies sono diversi e dipendono in parte dalla roccia originaria.

Durane il processo metamorfico, i cambiamento sono evidenziati nella struttura della nuova roccia. Ad esempio la ricristallizzazione e l'aumento della grana, sono dovute ad un aumento della temperatura e questo si verifica in particolare nel metamorfismo di contatto.

In altre rocce si può osservare un'orientazione preferenziale dei minerali, questo è dovuto alle pressioni orientate e la roccia può comportarsi in modo plastico. Per effetto delle pressioni, la roccia presenta diverse strutture che vanno da lineazioni (i minerali allungati si allineano nella stessa direzione), foliazioni (in cui i minerali tendono ad accrescere secondo piani paralleli). Un particolare tipo di foliazione è la scistosità che provoca una sfaldatura della roccia in piani paralleli detti anche piani di scistosità.

ELEMENTI DI STRATIGRAFIA

La stratigrafia è la parte della geologia che si occupa dello studio delle rocce sedimentarie. In queste rocce è quasi sempre possibile ricostruire le tappe del processo sedimentario, identificare e riconosccere i fattori che hanno portato alla degradazione della roccia madre, e l'ambiente di sedimentazione.

Una caratteristica comune a tutte le rocce sedimentarie è la stratificazione; lo "strato"infatti è l'unità deposizionale delle rocce sedimentarie: ogni strato è costituito da materiale roccioso relativamente omogeneo, in quanto si è formato in un ben definito intervallo di tempo e in condizioni sedimentarie costanti. Ogni cambiamento delle condizioni di sedimentazione porta alla formazione di uno strato diverso che si sovrappone a quello precedente, e, dal quale si distingue per composizione o per la granulometria dei clasti. Ogni strato è caratterizzato da uno spessore variabile ed è delimitato da superfici dette piani di stratificazione.

Alcune rocce sedimentarie non si presentano stratificate, ma mostrano una struttura compatta, in quanto non sono costituite da detriti, ma da sali che si formano per precipitazione o da materiali prodotti da organismi biocostruttori.

Un'altra caratteristica peculiare delle rocce sedimentarie è la presenza di fossili di organismi animali o vegetali, vissuti in ere gelogiche passate. I fossili ci permettono di effettuare delle datazioni relative degli strati in cui essi sono presenti, inoltre ci permettono di effettuare delle ricostruzioni paleogeografiche e paleoclimatiche.

Alcuni fossili, vissuti  in condizioni ambientali e climatiche particolari vengono chiamati "fossili di facies" (ad esempio i colralli) in quanto sono indicatori di particolari condizioni ambientali: acque calde, ossigenate, e una profondità che non doveva superare i 70 metri. Altri fossili, invece, definiti "fossili guida", si sono evoluti rapidamente, sono vissuti in un breve periodo geologico ed estinti. Essi si trovano in strati relativamente sottili e possono essere associati ad uno specifico periodo geologico. I fossili guida hanno avuto inoltre una grande distribuzione areale per cui sono inclusi nelle rocce sedimentarie di molte regioni del mondo. Attraverso il loro studio è stato possibile ricostruire l'ordine cornologico degli strati, l'evoluzione e l'estinzione di molte specie viventi. 

Questo è possibile grazie all'individuazione di corrispondenze temporali dette anche correlazioni, tra rocce affiorandi in diverse località. Tra i fossili guida più importanti possiamo ricordare i trilobili, le ammoniti e i nummuliti.

Sequenze stratigrafiche particolari. i flysch

Lungo la scarpata continentale, possono originarsi delle correnti di torbida, vere e proprie frane sottomarine di acqua, sabbia e fango, dotate di elevata densità. Si originano quando i sedimenti incoerenti al limite della scarpata franano a causa di  piccoli movimenti sismici o perchè superano l'angolo critico. Queste masse, incidono profondamente la scarpata continentale originando i profondi solchi chiamati canyon. Quando la torbida giunge alla base della scarpata, perde energia e inizia a sedimentare formando strati gradati costituiti da sabbie grossolane, silt e argille che vengono chiamate torbiditi. Molte di queste sequenze si trovano incluse nelle catene montuose formatesi in seguito a collisione  continentale. Esse vengono chiamate flysch e sono formate da strati di notevole spessore di arenarie, marne e argille. Alcuni esempi sono il "flysch dell'Antola" o quello della formazione marnoso arenacea della'Appennino umbro - marchigiano.

ROCCE SEDIMENTARIE

Le rocce sedimentarie formano un sottile involucro che copre quasi ovunque la superficie terrestre, anche se rappresentano solo l'8% in volume.

Il processo sedimentario può durare milioni di anni e avviene in condizioni di bassa temperatura e bassa presione attraverso varie fasi: erosione di rocce  preesistenti con la formazione di detriti molto etterogenei per dimensioni che vengono chiamati clasti; trasporto ad opera della forza di gravità, ghiaccio e acqua (quest'ultimo è il veicolo di trasporto più efficacesia per i clasti, sia per le sostanze in soluzione); deposito o sedimentazione che può essere meccanica se riguarda i detriti che vengono abbandonati quando cala la forza degli agenti esogeni, chimica se riguarda la precipitazione di minerali trasportati in soluzione e biochimica se riguarda i sali in soluzione utilizzati da organismi.

La diagenesi è l'insieme di tutti i fenomeni che si verificano a sedimentazione avenutae che trasformano i sedimenti incoerenti in rocce coerenti. I clasti vengono continuamente coperti da nuovi strati e si riduce notevolmente la porosità: questo fenomeno è detto compattazione e, l'acqua viene espulsa dal sedimento. Negli interstizi precipitano sostanze siolte nell'acqua circolante quali carbonato di calcio e silice che svolgono un'azione cementante che determina la diagenesi della roccia.

Classificazione delle rocce sedimentarie

Le rocce sedimentarie vengono classificate in tre grandi gruppi in base alla natura dei clasti:

Rocce detritiche o clastiche: derivano dalla diagenesi dei clasti e vengono classificate in base alla dimensione dei granuli in:

• Conglomerati: derivano dalla compattazione di ciottoli grossolani  con diametro maggiore ai 2 mm; il cemento è di solito calcareo. Se derivano dalla diagenesi di clasti a spigoli vivi vengono chiamati Brecce e si originano generalmente da diagenesi del detrito di falda.

Conglomerato

Breccia

• Arenarie: derivano dalla diagenesi di sabbie con diametro compreso tra i 2 mm e 1/16 mm, si formano in ambiente marino poco profondo (piattaforma continentale), fiumi o laghi.

Arenaria

• Argilliti e siltiti: derivano da diagenesi di clasti con diametro inferiore a 1/16 mm e sono costituite prevalentemente da silicati idrati di Al  (caolino) che derivano da alterazione di rocce magmatiche e metamorfiche. Si trovano in tutti gli ammbienti di sedimentazione, compresi i fondali oceanici. 
  Le argille sono rocce impermeabili, ma possono assorbire grandi quantità di acqua che ne provoca un aumento di volume e a volte fenomeni di liquefazione. L'argilla pura è bianca, ma può assumere diverse colorazioni per la presenza di impurità; alcune sono nere per la presenza di materiale organico, altre sono rosse o verdastre per la presenza di ossidi di ferro.
  Alcune volte nelle argille è presente carbonato di calcio in uguale misura: in questo caso prendono il nome di marne e sono la materia prima per la produzione del cemento.
  
  
  
  

  

  Argilla

  
  

• Rocce piroclastiche: sono il prodotto della diagenesi di materiali piroclastici eruttati da vulcani
   
  
  
  Rocce di deposito chimico
   
  Sono costituite da sostanze depositate mediante processi chimici e comprendono le evaporiti , i calcari inorganici e le rocce silicee.
  Le evaporiti derivano da precipitazione di sali in bacini di acque salate, in regioni con climi caldi e aridi, in seguito all'inentsa evaporazione dell'acqua. I sali precipitano, formando serie evaporitiche caratterizzate da depositi di salgemma, gesso, anidrite e carbonati. In Italia vi sono diversi affioramenti di rocce evaporitiche soprattutto in Sicilia, nelle Marche e in Abruzzo. Questa serie sedimentaria viene chiamata formazione gessoso solfifera e si è formata circa 6/7 milioni di anni fa durante la "crisi di salinità" del Mediterraneo a causa della chiusura dello Stretto di Gibilterra che ha isolato il Mediterraneo facendo evaporare l'acqua. con i sollevamento della catena appenninica le evaporiti sono affiorate in più punti lungo la nostra penisola. 
  I calcari inorganici contengono carbonato di calcio depositato per precipitazione. Un esempio è il travertino che forma incrostazioni operati dalle acque di torrenti ricchi di carbonnato di calcio. Talvolta sono presenti impronte di foglie fossilizzate.
  Le rocce silicee si formano in seguito a precipitazione di silice. Le più comuni sono le selci costituite da quarzo in forma microcristallina. Il diaspro è una roccia silicea stratificata caratterizzata da un colore rosso dovuto alla presenza di ossidi di ferro.
   
   
  Rocce organogene
   
  Si formano in seguito all'accumulo di scheletri o gusci di organismi che precipitano sui fondli in seguito alla morte dell'organismo che li ha prodotti. A volte costituiscono edifici prodotti da organismi costruttori, come le scogliere coralline. Le roccce così formate vengono chiamate calcari conchigliari. Altre rocce organogene solo le dolomie  costituite da un carbonato doppio di calcio e magnesio. Durante i processi diagenetici l'originale carbonato di calcio può subire una trasformazione chimica da parte di acque circolanti ricche di Mg. Questo processo è detto dolomitizzazione.
  Altre rocce organogene sono le radiolariti che si formano sui fondali oceanici dalla diagenesi di radiolari (organismi unicellulari a guscio siliceo) oppure la farina fossile che deriva dalla diagenesi di diatomee, alghe unicellulari che vivono in laghi di origine vulcanica.
   
   

PRINCIPALI ROCCE MAGMATICHE

La classificazione delle rocce magmatiche si basa su tre criteri: la struttura della roccia, il tenore in silice presente e la composizione mineralogica. Utilizzando questi tre parametri, possiamo classificare le rocce magmatiche in famiglie, in ognuna delle quali sono comprese le rocce intrusive e le loro corrispondenti effusive. La principali rocce magmatiche sono: 

GRANITO:

la famiglia dei graniti comprende rocce sialiche derivanti dalla solidificazione di magmi alcali-calcici. I minerali essenziali sono il quarzo, ortoclasio (o K-feldspato), plagioclasio e biotite. Come minerali accessori può contenere magnetite, apatite e tormalina.

Si presenta con tonalità diverse che vanno dal grigio chiaro, roseo. La struttura ha grana media o piccola, tessitura granulare e ipidiomorfa; dove il  plagioclasio tende a dare grandi cristalli.

Derivano dalla solidificazione di corpi intrusivi molto antichi o dalla solidificazione di filoni  di dimensioni variabili.

RIOLITE:

 

Le rioliti sono i corrispondenti effusivi dei graniti, quindi hanno un chimismo sialico e contengono li stessi minerali del granito. Il colore è molto chiaro, eccetto nelle varietà vetrose che possono essere totalmente nere (come le osidiane). Alcune possiedono una sruttura porfirica o addirittura bollosa (pomici). Presentano una caratteristica fratturazione concooide con bordi taglienti. Derivano da un rapido raffreddamento di un magma granitico, molto viscoso: si formano quindi in cupole, camini o filoni - strato; molto raramente in colate laviche vere e proprie.

DIORITE:

Le dioriti sono rocce magmatiche intrusive con chimismo intermedio; sono costiruite da plagioclasio e pirosseno; come minerale accessorio può essere presente quarzo. 

Si presentano con un colore che va dal grigio chiaro a più scuro; tessitura granulare e ipidiomorfa; la grana è medio - grossa. Simili alle dioriti, sono le granodioriti, che contengono anche quarzo e sono caratterizzate da grana medio - fine.
Le dioriti derivano da solidificazione di masse di transizione che derivano da differenziazione di un magma basico. Le granodioriti invece derivano da processi di anatessi sucrostale.

ANDESITE:

 Le andesiti sono rocce magmatiche effusive, con chimismo intermedio; contengono plagioclasio e biotite e come minerali accessori: anfibolo e pirosseno.

L'aspetto è bruno nerastro se la pasta di fondo è prevalentemente vetrosa, la struttura è porfirica in cui il plagioclasio e la biotite spiccano nella pasta di fondo vetrosa o microcristallina. Si formano dalla solidificazione di colate laviche in regioni di notevole attività tettonicae in associazione con basalti. Le andesiti deriverebbero da fusione a grande profondità di basalti contaminati da materiale sialico.

BASALTO:

 Roccia magmatica effusiva con chimismo basico. I minerali essenziali sono il plagioclasio e il pirosseno e, come accessori magnetite ed ematite. 

Presentano un colore molto scuro, fino a nero, tessitura microcristallina o vetrosa . La struttura è massiccia a talvolta con fratturazione colonnare, ma anche bollosa o a corda. sono inoltre frequenti strutture a pillow costituite da forme globose e derivano da solidificazione di lave basaltiche sui fondali oceanici.

I basalti sono le rocce effusive più comuni e molto spesso si trovano sotto forma di plateaux formati da colate sovrapposte provenienti da fratture profonde ed estese linearmente.

GABBRO:

 I gabbri possono essere sostanzialmente di due tipi: gabbri eufotidi e gabbri olivinici; sono rocce magmatiche intrusive con chimismo basico.

I primi sono caratterizzati da plagioclasio e pirosseno, i secondi da plagioclasio, olivina e pirosseno.

L'aspetto va da grigio verdastro molto eterogeneo a grigio bruno; la tessitura è granulare e ipidiomorfa con grana da grossa a media a seconda dei tipi. 

I gabbri eufotidi rappresentano il basamento dei fondali oceanici e si presume si siano formati in ambiente distensivo, durante l'apertura di un fondale oceanico.

PORFIDO:

 I porfidii sono rocce magmatiche effusive con chimismo sialico. Sono caratterizzati da quarzo, feldspato, biotite e plagioclasio. Hanno colore da grigio chiaro a rosa o rosso mattone; hanno struttura porfirica con grossi fenocristalli di quarzo e di feldspato immeersi in una pasta di fondo microcristallina o vetrosa.

Derivano da grandi colate ed esplosioni di vulcani di tipo fissurale. Vengono utilizzati come materiali da costruzione e come pavimentazioni stradali.

PERIDOTITE:

Le peridotiti sono rocce magmatiche intrusive con chimismo ultrabasico. sono costituite da olivina, pirosseno, granato e come accessori magnetite e grafite. Il colore è verde più o meno scuro con chiazze rossastre dovute alla presenza di granati; la tessitura è ipidiomorfa. 

Come ambiente geologico, derivano da ammassi venuti a giorno lungo faglie profonde  o incluse in rocce metamorfiche. Sono considerate brandelli di mantello portati in superficie da un fenomeno esplosivo.

ROCCE MAGMATICHE

Le rocce magmatiche derivano dalla solidificazione di un magma che è un fuso silicatico ad alta temperatura, contenente vapor d'acqua e gas, quali: acido cloridrico, a. solforico, anidride solforosa, con una temperatura che va dai 600 ai 1300 °C circa. Essi tendono a risalire in quanto meno densi dei materiali circostanti e possono solidificare o in condizioni intrusive o in condizioni effusive.

La struttura di una roccia magmatica è condizionata dalla modalità di solidificazione del magma., quindi possiamo distinguere le seguenti tipologie di rocce:

• Rocce intrusive: cristallizzano in profondità in tempi lunghissimi, prima si formano i minerali con temperature di solidificazione maggiore e via via gli altri. Queste rocce hanno una strutura olocristallina, ipidiomorfa e granulare (Olocristallina significa che è completamente cristallizzata e non sono presenti strutture vetrose, granulare significa che presenta cristalli visibili ad occhio nudo e ipidiomorfa che vi è un ordine di cristallizzazione. I cristalli che si sono formati per primi vengono detti idiomorfi, quelli che occupano gli spazi residui sono detti allotriomorfi);
• Rocce effusive: solidificano da lave eruttatte da vulcani  sulla superficie terrestre e il processo di solidificazione è molto rapido. Hanno una struttura microcristallina o vetrosa  (es. Ossidiana o Pomice). A volte la solidificazione avviene vicino alla superficie terrestre e presentano una struttura porfirica, quest'ultima è caratterizzata da cristalli visibili ad occhio nudo detti fenocristalli, immersi in una pasta di fondo microcristallina o vetrosa.
• Rocce ipoabissali: derivano da  solidificazione di piccoli corpi intrusivi che formano filoni, in cui si concentrano gas. Possono presentare una struttura porfirica; aplitica (con cristalli piccoli ma di uguale dimensione) o pegmatitica (con cristalli di grandi dimensioni e talvolta rari).

La composizione di una roccia magmatica dipende dal magma da cui deriva;  in ogni roccia possiamo riconoscere minerali essenziali che sono sempre silicati, minerali accessori, presenti in piccole percentuali e non influiscono sulle proprietà della roccia e minerali accidentali che non sempre sono presenti.

I silicati si distinguono in sialici (con un'elevata % in silice) come ad esempio il quarzo e i feldspati, o, femici (con bassa % in silice) come ad esempio: olivine, anfiboli e pirosseni. Essi sono presenti in associazioni particolari: se c'è l'ortoclasio, ci sarà anche il quarzo, mentre l'olivina può essere associata ai pirosseni, ma non con il quarzo.
Le rocce magmatiche vengono classificate  in base al tenore in silice in:

• rocce acide o sialiche:     % in silice maggiore al 65 %
• rocce intermedie:             % in silice tra il 65 % e il 52 %
• rocce basiche o femiche: % in silice tra il 52 % e il 45 %
• rocce ultrafemiche :         % in silice inferiore al 45 %

Esistono diversi magmi, i più diffusi sono quelli alcali - calcici caratterizzati da un'elevata % di Calcio e Magnesio.

DIAGRAMMA PER CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE MAGMATICHE

In questo diagramma, notiamo che la percentuale in silice diminuisce andando verso destra, inoltre in basso è idicata la % in volume dei diversi minerali in modo da rispettare le associazioni realmente possibili. Tracciando una linea orizzontale in corrispondenza di ciascun tipo di roccia si legge la sua composizione percentuale. Ad esempio il granito è costituito da quarzo, ortoclasio, plagioclasio e miche.

La serie di Bowen

La cristallizzazione di un magma avviene a temperature diverse: intorno ai 1250 °C e alla pressione di 1 bar per i magmi basaltici e, tra i 900 °C e i 650°C per i magmi granitici.

L'ordine di cristallizzazione dei minerali è determinato dalle temperature di fusione delle sostanze presenti nel magma. Nei primi decenni dello scorso secolo, Bowen riuscì a dimostrare che in un magma in progressivo rafreddamento, avvengono reazioni chimiche tra i cristalli che si formano per primi e la massa fusa residua nella quale si trovano.

Egli identificò due diverse serie di serie di reazioni che avvengono contemporaneamente in un amgma alcali-calcico: la serie discontinua e la serie continua dei plagioclasi.
Nella serie discontinua l'ordine di cristallizzazione è di solito: olivina, pirosseni e plagioclasi. Se l'olivina cristallizzando, rimane nel magma e la temperatura si abbassa essa, reagisce con il magma trasformandosi in pirosseno. Se la temperatura continua a diminuire, i pirosseni si trasformano in anfiboli  e biotite. Ogni minerale, quindi si forma in un determinato intervallo di temperatura e, rimanendo a contato con il fuso residuo, al diminuire della temperatura si trasforma in quello successivo.. Ogni passaggio comporta la trasformazione del reticolo cristallino del minerale e della sua composizione chimica: gli anfiboli contengono Calcio e Magnesio e una quantità di silice superiore a quella di pirosseni e olivine che contengono Ferro e Magnesio.
Nella serie continua si formano i plagioclasi, secondo un meccanismo simile, prima si formano i plagioclasi calcici e a temperature inferiori quelli sodici. Al termine delle due serie, al diminuire della temperatura si forma il K-feldspato (ortoclasio) , muscovite (che nelle rocce acide è di solito un minerale accessorio) ed infine il quarzo. Questi ultimi non si trasformano l'uno nell'alro, ma possono coesistere.
Se il magma è sialico la cristallizzazione procede fino ai plagioclasi sodici, la biotite e continua con ortoclasio e quarzo e la roccia finale avrà una composizione granitica.  Se il magma è femico invece, le reazioni si arrestano prima in quanto non è presente silice a sufficienza così come Alluminio e Sodio. La roccia presenterà associazioni mineralogiche tipiche dei basalti.
Le reazioni della serie di Bowen possono avvenire solo se i minerali rimangono a contatto con il magma; spesso essi si separano dalla massa fusa e non possono trasformarsi in quelli successivi, quindi il fuso residuo acquista gradualmente caratteristiche più acide. Il raffreddamento proseguirà dando origine alla formazione di nuovi minerali , ssempre secondo l'ordine della serie di Bowen.

L'INGEGNERIA GENETICA PER LA CURA DEL DIABETE, NANISMO ED EMOFILIA

Grazie alle Tecniche del DNA ricombinante, vengono prodotti numerosi farmaci con l'aiuto degli OGM, come ad esempio l'insulina, un ormone proteico secreto dal pancreas endocrino per regolare il tasso di zucchero nel sangue, del quale i diabetici ne sono privi. Un tempo i malati venivano curati con insulina prodotta dal pancreas del maiale; questa sostanza però non era perfettamente simile alla proteina umana e i pazienti finivano per rigettarla come corpo estraneo, rimanendo così privi di cura. In un colibatterio è stato introdotto il gene codificante per l'insulina, isolato a partire da cellule umane. Dopo questa manipolazione, il batterio produce insulina identica a quella secreta dalle cellule del pancreas umano. La proteina ricombinata può essere utilizzata senza pericolo per un periodo molto lungo; è del tutto simile a quella umana e non scatena nessuna reazione immunitaria. 

L'ingegneria genetica, permette anche di eliminare alcuni rischi legati alla produzione di farmaci: l'ormone della crescita per trattare il nanismo, veniva estrato dai cadaveri e poteva trasmettere encefalopatie virali; i fattori di coagulazione venivano ricavati a paartire da sangue umano e sono stati responsabili di numerosi contagi del virus dell' AIDS e delle epatiti. Oggi, grazie a queste tecniche si fabbricano farmaci esenti da qualsiasi contaminazione.

TECNOLOGIE DEL DNA RICOMBINANTE

A partire dagli anni '70 si sono verificate alcune scoperte che hanno portato a metodologie di grande importanza; una di queste è la scoperta degli enzimi di restrizione che ha aperto la strada alle tecnologie del dna ricombinante. Lo sviluppo delle biotecnologie applicato al campo medico e al settore alimentare ha permesso un notevole miglioramento della vita dell'uomo.

Le tecniche del DNA ricombinante si basano sul fatto che è possibile tagliare in modo specifico molecole di DNA, anche di diversa provenienza, per mezzo di particolari enzimi detti enzimi di restrizione. Questo è reso possibile dalla capacità di tali enzimi di tagliare il DNA in modo specifico riconoscendo sequenze chiamate siti di restrizione.

 

Gli enzimi dapprima riconoscono alcune sequenze lunghe da 4 a 8 nucleotidi che sono palindrome nei due filamenti di DNA, quindi si legano ad esse e le tagliano in due siti uguali e simmetrici.

Si formano due molecole di DNA che terminano con sequenze opposte chiamate estremità adesive, in quanto in opportune condizioni possono congiungersi di nuovo tra loro. La riunione avviene attraverso la formazione di legami idrogeno che uniscono le molecole del DNA le quali vengono saldate da enzimi chiamati ligasi. E' anche possibile ottenere frammenti di restrizione provenienti da organismi diversi e ricombinarli tra loro; questa possibilità serve per il trasferimento di geni da un organismo ad un altro. Le molecole chimeriche così ottenute possono essere prodotte in quantità illimitata facendole replicare nei batteri.

La tecnica del DNA ricombinante consente il processo di clonazione molecolare e quest'operazione può essere suddivisa in tre stadi:

• isolamento del gene;
• creazione di una molecola ibrida tra il gene e un vettore in grado di trasportarla nelle cellule ospiti;
• introduzione del vettore di clonazione, unito alla sequenza da clonare, all'interno della cellula ospite.I vettori più usati sono in genere i plasmidi.

 

Il plasmide viene estratto dai batteri e isolato in numerose copie; la sua molecola viene tagliata con l'enzima di restrizione usato per tagliare il DNA esogeno. I frammenti di restrizione e i plasmidi si fanno interagire in opportune soluzioni e le loro estremità adesive formano legami idrogeno e si riuniscono. Tale unione è resa stabile dall'enzima DNA-ligasi.

I plasmidi così ricombinati (e con geni resistenti ad un antibiotico come ad esempio l'ampicillina) vengono ri introdotti nei batteri e questi, posti in opportune  piastre in cui oltre al terreno di coltura sarà inserito anche l'antibiotico a cui i plasmidi sono resistenti. In questo modo siamo sicuri di aver ottenuto una coltura batterica completamente ricombinante, in quanto eventuali batteri non ricombinanti vengono uccisi dall'antibiotico. 

I batteri OGM vengono prelevati dal terreno di coltura e immessi in una beuta a 37°C per una notte; dopodichè vengono scomposti estraendo i plasmidi portatori del gene il quale viene purificato e trasformato in un farmaco.