UN NUOVO MODELLO GEOLOGICO PER LA DINAMICA “VELOCE” DELLE PLACCHE


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Lo slab, la porzione di una placca che s’immerge nel mantello in una zona di subduzione  subisce una “rapida” rottura a causa del cambiamento di dimensioni dei minerali che contiene, che lo rendono meno resistente alle sollecitazioni. È questo il meccanismo previsto da un nuovo modello geologico che spiegherebbe i movimenti che durano solo milioni di anni, contro le centinaia di milioni richiesti da altri processi dinamici della tettonica delle placche.

Per quale motivo una placca, che normalmente è caratterizzata da movimenti tettonici che richiedono centinaia di milioni di anni, a volte invece può muoversi in modo brusco e (relativamente) veloce, con fenomeni che si svolgono in pochi milioni di anni?

Un nuovo studio pubblicato sui “Proceedings of the National Academy of Sciences” irmato da David Bercovici della Yale University e colleghi dell’Università della California a Los Angeles e dell’Università di Lione, in Francia, sembra dare una risposta all’interrogativo, rimasto finora uno dei più grandi enigmi della geologia.

Nella teoria della tettonica delle placche, le zone di subduzione sono delineate dalle fosse oceaniche del pianeta, dove gli strati più freddi e più pesanti della litosfera affondano nelle profondità del mantello. In virtù di questo processo, si ipotizza che le placche siano attirate verso le zone di subduzione secondo un processo noto come slab pull (trascinamento dello slab, la porzione della placca direttamente interessata dalle forze di subduzione).

Diversi studi hanno però evidenziato che le forze in gioco nelle zone di subduzione non sono sufficienti di per sé a muovere le placche in modo continuo: in sostanza, le forze di subduzione dovrebbero rompere la litosfera che trascinano, in corrispondenza degli slab, producendo un cambiamento nella dinamica di subduzione.

A innescare la frattura degli slab sono probabilmente le tensioni prodotte dall’arrivo nella zona di subduzione di una crosta più spessa associata alla placca inferiore, che impedirebbe la subduzione stessa, producendo un “effetto tappo”. L’improvvisa variazione della dinamica di subduzione dovuta alla rottura di uno slab sarebbe all’origine di movimenti repentini – sempre in termini geologici – della placca superiore: il distacco degli slab, per esempio, è il fenomeno che secondo alcuni studi teorici avrebbe sollevato le Alpi e gli Appennini.

I rapidi movimenti della placca, richiedono tuttavia una rottura dello slab a sua volta molto veloce, e ciò richiede che esso sia molto più freddo e rigido di quanto non lo sia in realtà.

Secondo il nuovo modello di Bercovici e colleghi, il distacco è accelerato da un processo complesso in cui ha un ruolo determinante la diminuzione delle dimensioni dei minerali contenuti nello slab sottoposto alla tensione della subduzione, che perderebbe resistenza.

La combinazione tra l’effetto tappo della crosta e questo indebolimento dello slab produrrebbe, secondo gli autori, un distacco rapido, cioè che avviene nell’arco di qualche milione di anni anziché di centinaia di milioni.

“Il tratto più distintivo del nostro pianeta è proprio la tettonica delle placche, e il nostro lavoro è dedicato allo studio della sua evoluzione, strettamente connessa a quella del clima e della biosfera”, ha spiegato Bercovici. “Ci chiediamo: come e perché le placche cambiano la direzione nel tempo? Solo con studi come questo possiamo cercare di dare una risposta”.

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