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200 milioni di anni fa al posto dell'Italia c'era un mare simile a quello che oggi troviamo in qualche regione tropicale: fondali  bassi, acque calde e limpide, dalle quali emergevano isole e scogliere coralline. Qualcosa di simile a questo (a parte gli yacht):

In questo mare si sono sedimentati per milioni di anni i resti calcarei di organismi tipo questi:

che hanno formato imponenti depositi, spessi centinaia di metri. Non emergevano sopra il livello del mare perché il peso di questi sedimenti faceva progressivamente abbassare il fondo marino; il peso dei sedimenti sovrastante inoltre compattava i depositi e favoriva la  dissoluzione e successiva cementazione dei gusci e dei coralli, con la conseguente formazione di una roccia compatta, a grana fine; un calcare come questo:

Il fatto che il bacino di sedimentazione nel tempo sia diventato più profondo è testimoniato dal fatto che, dopo i calcari più o meno puri abbiano cominciato a formarsi invece calcari con liste di selce. Siamo ad una profondità intorno al limite di compensazione dei carbonati, oltre il quale il carbonato di calcio è instabile, quindi aumenta percentualmente la precipitazione di silice che forma i noduli che ritroviamo all'interno del calcare. La successiva formazione di una roccia formata esclusivamente da gusci silicei di organismi (i radiolari, che formano il diaspro) indica che la profondità del bacino è ancora aumentata.

Intorno a 50 milioni di anni fa, si è avuta l'orogenesi alpina e successivamente (intorno a 20-25 milioni di anni fa) il sollevamento degli Appennini. La compressione dovuta al movimento delle placche terrestri (nel caso dell'Appennino la rotazione del blocco sardo-corso verso est)  ha fatto sì che l'intero "pacco" di rocce calcaree che ci interessa si trovasse impilato ad altri "pacchi" di rocce, sovrastando altre rocce calcaree e  trovandosi sotto spessori di chilometri di altre rocce.  Immaginiamo di schematizzare il tutto così:

Schema 1 (da Molli et al., 2000)

Le condizioni di temperatura e pressione delle rocce che stiamo considerando, in questa fase, sono molto diverse da quelle esistenti al momento della loro formazione. Le condizioni di temperatura e pressione sono state stimate in 350°-450° e 6-8 kbar, corrispondenti ad una profondità di compresa tra 20 e 30 km nella crosta terrestre.

In queste condizioni si ha il fenomeno del metamorfismo: la roccia si trasforma attraverso la ricristallizzazione dei suoi minerali. In questo caso, il principale minerale è la calcite e l'effetto del metamorfismo è quello di ottenere cristalli di calcite più grandi: da pochi microns (millesimi di millimetro, invisibili ad occhio nudo) a qualche decimo di millimetro o più (comunque visibili ad occhio nudo). 

Schema 2 (da Molli et al., 2000)

 Il prodotto finale di questo processo è il marmo delle Apuane, che si è quindi formato a svariati chilometri di profondità. Sulla base di datazioni radiometriche (metodi K/Ar, Ar/Ar e tracce di fissione) a questa storia deformativa è attribuibile un'età compresa tra 27 e 20 milioni di anni.

Dopo questa fase compressiva, però, c'è stata una fase distensiva, che ha "alleggerito" il carico sul nostro marmo consentendo la sua risalita fino a livelli più vicini alla superficie e, anche grazie alla continua erosione, fino all'affioramento in superficie. Si stima che la risalita sia durata diversi milioni di anni, e che tra 4 e 2 milioni di anni fa queste rocce si trovassero ancora  a 3-4 chilometri di profondità, ad una temperatura di circa 120°C.

Inserire schema

Le Apuane rappresentano quello che i geologi chiamano una "finestra tettonica": grazie agli eventi tettonici che hanno interessato la zona, troviamo ad alta quota rocce che nelle sequenza stratigrafica si trovano in realtà sotto quelle che le stanno intorno.

Le Alpi Apuane e l'Appennino Settentrionale dunque appartengono alla stessa catena che si è originata nelCenozoico per il sovrascorrimento delle Unità Liguri (derivate dal dominio interno oceanico) sul margine continentale (dominio esterno Toscano e Umbro-Marchigiano) La complessa evoluzione tettonica dell'area mostra una prima fase di deformazione e metamorfismo durante il corrugamento (collisione), seguita da una seconda fase di estensione, con il sollevamento dell'orogene, la formazione di una vasta 'finestra tettonica' e l'affioramento del Complesso Metamorfico delle Alpi Apuane.