Vedi anche Galleria Fotografica n°19
La petrologia studia le rocce e i componenti delle rocce (minerali, vetri). Siccome le macrofamiglie di rocce sono 3 (ignea, metamorfica e sedimentaria), esistono anche tre specializzazioni distinte della petrografia : la ignea, la metamorfica e la sedimentaria.
Cosa viene analizzato
Vengono analizzati i tipi di rocce e clasti (sassi) incontrati dal punto di vista della composizione chimica e mineralogica.
Quali analisi si fanno
Le analisi che si fanno on-ice, cioè qui nel alboratorio di Mc Murdo, sono quelle di tipo tradizionale che prevedono l’osservazione al microsopio petrografico delle sezioni sottili dei vari tipi di rocce.
Successivamente (off-ice) nei laboratori delle varie università, si faranno, invece, delle analisi più dettagliate sulle rocce, soprattutto su quelle che richiedono di essere definite con maggiore precisione e accuratezza. Di queste si può arrivare a definire la loro composizione mineralogica, chimica, e addirittura la composizione isotopica.
Come vengono fatte le analisi
Le analisi petrografiche che si fanno in campo, qui nei laboratori di Mc Murdo sono principlamente di due tipi:
Osservazione allo stereomicroscopio. Il campione è osservato tale e quale a ingrandimento fino a 500X in luce riflessa (lo stereomicroscopio è molto simile a una comune lente di ingrandimento molto potente)
Osservazione al microscopio petrografico. Il campione viene osservato con uno speciale microscopio per petrografia, dopo averne preparato una sezione talmente sottile da farne passare la luce (si dice in luce trasmessa) e con ingrandimenti di 1200X anche usando un obbiettivo ad immersione in olio.
OSSERVAZIONE ALLO STEREOMICROSCOPIO
Sulle rocce sciolte, poco litificate, vengono separati i clasti anche di dimensione di frazioni di millimetro e ne vengono osservati i dettagli (dimensioni ma anche la forma può fornire informazioni importanti) allo stereomicrocscopio.
OSSERVAZIONE AL MICROSCOPIO PETROGRAFICO
Un sasso è opaco al passaggio della luce ma se ne può fare una sezione talmente sottile da far in modo che venga attraversata. Questa specie di fetta si chiama sezione sottile.
Come si fa a preparare una sezione sottile di roccia, lo puoi vedere e leggere nella Galleria Fotografica n°19 . Le fasi principali della preparazione del campione sono le seguenti:
- taglio grezzo della roccia in sezioni grossolane di circa 5 mm di spessore
- levigatura della superficie
- incollaggio della sezione gorssolana al vetrino
- taglio fine della sezione (incollata al vetrino) fino a circa 1 mm di spessore
- levigatura di precisione fino a creare una sezione di circa 30 micron di spessore (0,03mm)
Il preparato, viene poi osservato con uno speciale microscopio denominato microscopio petrografico che è simile a un comune microscopio ottico ad uso biologico ma possiede alcuni filtri (polarizzatori) posizionati tra sorgente luminosa e il preparato e tra questo e l’obbiettivo. Con questi filtri è posibile riconoscere i minerali costituenti la roccia dalle loro differenti proprietà ottiche.
Per sapere cosa
La conoscenza delle rocce e dei minerali che le compongono può fornire indicazioni di estrema utilità per la ricostruzione, insieme a tutti gli altri elementi raccolti, di un quadro coerente di interpretazione della geologia della zona. Le indicazioni petrografiche (cioè “in questa roccia Z ci sono i minerali X e Y” ) devono combaciare con le indicazioni di tipo stratigrafico-temporale (“nella zona, quando è comparso Z? che unità stratigrafiche si trovano sopra/dopo o sotto/prima”), sedimentologico-spaziale (“dove si sono formati i minerali X e Y? grazie a quali agenti sono arrivati fin lì i minerali Z, X e Y ? ?”)
La zona della perforazione ANDRILL è, ad esempio, una zona vulcanica piuttosto attiva e attualmente dominata dall’Erebus (vedi anche la sezione “Scelta del sito“), la storia di questo vulcano è molto importante per la ricerca ANDRILL anche per la datazione. Purtroppo la storia dell’Erebus è poco nota a causa della copertura glaciale che riduce gli affioramenti di roccia studiabile lungo le sue pendici a zone molto ristrette (meno del 5%). Una caratteristica sicura della lava dell’Erebus è ad esempio la presenza di cristalli di Anortose, un minerale che si trova in cristalli (vedi foto a fianco) di grandi dimensioni e che sono un pò la impronta digitale della lava di questo vulcano (si trovano solo qui e sul Monte Kenya in Africa). Oltretutto questi cristalli durante il raffreddamento della lava si orientano secondo la direzione del flusso della stessa.
Un altra indicazione importante viene dallo studio microscopico dei clasti che può aiutare a definire se un deposito è di tipo primario (formatosi e subito depositatosi) o secondario (cioè formatosi, trasportato e poi depositato magari più volte). Ad esempio dei clasti con forme molto spigolose indicano che hanno subito una fase di trasporto poco intensa e in tempi rapidi dopo la loro formazione mentre dei clasti con forme arrotondate indicano una fase di trasporto ad opera degli agenti (acqua e ghiaccio) più prolungata.
Caso tipico
Tefra: frammento di vetro di dimensioni submillimetriche visto con il microscopio (500X)
Nella carota prelevata nel corso della perforazione ANDRILL fino a 120 metri sono stati trovati alcune unità costituite da depositi vulcanici formati da clasti vetrosi (come quello della foto soprastante) di dimensioni molto fini, con una struttura vacuolare e con spigoli molto vivi. Si chiamano Tefra. Si tratta di goccioline finissime di magma nebulizzato durante un’eruzione e raffreddato istantaneamente (da qui l’aspetto vetroso). Come potete vedere, sono clasti fragilissimi che molto difficilmente resistono intatti a fasi di trasporto intense e prolungate. Per questa ragione, l’unità stratigrafica che li contiene è stata stimata come deposizione primaria (cioè formatasi e che ha subito nullo o scarso trasporto).
Poter dire con buona certezza che un determinato strato si è deposto e non più mosso è una vera rarità e fortuna (soprattutto se viene datato) perchè permette di avere un punto di riferimento temporale preciso per tutta la sequenza stratigrafica.
INGV – Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – Roma -Italia
New Mexico Institue of Mining & Technology – New Mexico – USA