Uno studio combina modelli climatici e tettonici per spiegare l’enigma andino


Una mappa in rilievo 3D che illustra come la Juan Fernandez Ridge, sommersa in direzione est-ovest, può fungere da barriera per i sedimenti della fossa che migrano verso nord. Il Juan Fernandez Ridge fa parte della placca oceanica Nazca, a sinistra, che è in subduzione sotto la placca continentale sudamericana, a destra.

Le Ande sono molto più alte di quanto le teorie della tettonica a placche prevedano, un fatto che ha lasciato perplessi i geologi per decenni. I modelli di costruzione delle montagne tendono a concentrarsi sulle forze compressive profonde che si verificano quando le placche tettoniche si scontrano e mandano le rocce verso l’alto. Un nuovo studio dimostra come i moderni modelli top-down che tengono conto dei fattori legati al clima combinati con i tradizionali modelli tettonici bottom-up possono aiutare a scoprire la storia sconcertante delle Ande.

Lo studio, condotto dall’ex studente laureato della University of Illinois Urbana-Champaign Jiashun Hu, dal professore di geologia dell’Illinois Lijun Liu e dal professore del California Institute of Technology Michael Gurnis, è pubblicato sulla rivista Nature Communications.

Le Ande sono uniche per la loro impostazione tettonica”, ha detto Liu. “La porzione centrale della catena è anormalmente alta per essere formata da uno stress compressivo relativamente basso e da un debole accoppiamento dell’interfaccia di placca che pensiamo si verifichi quando la sottile e densa crosta oceanica subduce – o scivola sotto – la spessa crosta continentale“.

I dati geochimici e cronologici indicano che la più recente fase di costruzione della montagna andina è iniziata 40 milioni di anni fa, e il più significativo accorciamento della crosta – il processo di formazione delle montagne – è iniziato nella parte centro-settentrionale delle attuali Ande e si è gradualmente espanso verso sud.

Ci sono prove geologiche conservate lungo la costa andina che indicano che l’espansione verso sud della crescita della montagna andina continua oggi, ha detto Liu, ma ciò che sta causando questa migrazione e la deformazione significativa della crosta non è ancora chiaro.

Numerosi studi mostrano che i tassi di erosione più elevati nelle Ande meridionali, a causa di un clima più caldo e umido rispetto al nord, corrispondono cronologicamente con l’evidenza di un maggiore afflusso di sedimenti nella fossa andina. I ricercatori hanno detto che questo sedimento, che si stabilì lungo il fondo della fossa lungo la placca di Nazca sul bordo di subduzione, può aver agito come un lubrificante in cima la placca di subduzione, riducendo le forze di compressione e con conseguenti montagne più basse.

Il team di Liu ha fatto un ulteriore passo avanti in questo rapporto climatico-tettonico, scoprendo l’effetto di una curiosa caratteristica con tendenza est-ovest nota come Juan Fernandez Ridge, una catena di hotspot vulcanici sommersi che esiste ancora oggi.

Oggi, dove il Juan Fernandez Ridge interseca la costa del Cile, agisce come una barriera per i sedimenti che migrano verso nord“, ha detto Hu, l’autore principale dello studio. “Noi ipotizziamo che questa cresta sia esistita per milioni di anni, migrando lentamente verso sud con la placca Nazca in subduzione, affamando la fossa andina settentrionale di sedimenti che hanno contribuito ad aumentare l’accoppiamento delle placche e la costruzione di montagne dietro la cresta in migrazione“.

Il nuovo modello del team tiene conto dell’impatto della Juan Fernandez Ridge sul trasporto dei sedimenti nel tempo.

Quando usiamo il nostro modello per invertire il tempo e ricostruire la storia della subduzione della placca di Nazca nello spazio 3-D, gli effetti dell’inclusione della Juan Fernandez Ridge corrispondono notevolmente bene alle caratteristiche geologiche che vediamo oggi nelle Ande“, ha detto Hu.

Il modello deve ancora essere testato con la vasta gamma di ipotesi che esistono per la formazione della Cordigliera delle Ande, alcune delle quali includono geometrie di subduzione della placca incredibilmente complesse, riferisce lo studio.

Questo studio è un passo avanti fondamentale per avere la capacità di collegare quantitativamente il clima e la tettonica, qualcosa che non è ben rappresentato negli studi passati“, ha detto Liu.

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