La danza delle placche tettoniche


    Ricostruzione dei bacini oceanici e dei continenti 200 Milioni di anni fa. Credits: EarthByte GroupImmagine - La ricostruzione dei bacini oceanici e dei continenti 200 milioni di anni fa. I modelli di movimento della placche a livello globale forniscono un quadro spaziale e temporale per i dati geologici e sono stati strumenti efficaci per esplorare i processi che avvengono sulla superficie terrestre. Tuttavia, i modelli pubblicati fino ad ora hanno una copertura temporale insufficiente oppure non riescono a trattare le placche tettoniche in maniera autoconsistente. Tali modelli considerano solitamente i movimenti di aspetti specifici, come ad es. i continenti, connessi alle placche tettoniche ma generalmente non viene tenuta in considerazione l'evoluzione continua dei confini delle placche attraverso la scala temporale. Credits: EarthByte Group.
     

    Tornando indietro nel tempo, quando i dinosauri avevano appena iniziato a vagare sul nostro pianeta, avremmo potuto vedere un unico supercontinente che gli scienziati hanno chiamato Pangea. Tale continente si è frammentato circa 200 milioni di anni fa e da allora i suoi frammenti sono appoggiati su alcune porzioni di crosta terrestre chiamate placche tettoniche. Da quando le placche tettoniche si sono formate hanno continuato a scorrere con movimenti lentissimi sotto la superficie terrestre assumendo sempre una nuova posizione (temporanea).

    Recentemente i geologi hanno svelato un nuovo modello di analisi al computer che ricostruisce le posizioni assunte dalle placche tettoniche con incrementi di solo 1 milione di anni: praticamente un riepilogo fotogramma per fotogramma del tempo geologico. Tale modello dimostra che le placche accelerano, rallentano e iniziano a spostarsi inaspettatamente per brevi periodi di attività. Inoltre il modello suggerisce che i ricercatori dovrebbero ripensare a quali sono i fattori che sono alla base di gran parte di tale incessante movimento.

    Video - La ricostruzione del movimento delle placche tettoniche dal momento in cui il supercontinente Pangea ha iniziato a frammentarsi. Questa animazione ritrae il moto dei continenti (grigio, giallo, arancione e rosso) e le placche oceaniche (blu) dalla frammentazione del continente Pangea avvenuta 200 milioni di anni fa. Video credit: EarthByte.

    "Si tratta di un risultato importante e molto significativo perché ora possiamo eseguire questo tipo di analisi con un elevato livello di accuratezza" sostiene Thorsten Becker ricercatore che non ha partecipato allo studio. Becker è prof. di scienze della terra specializzato in geodinamica e sismologia presso la University of Southern California di Los Angeles.

    Lo studio è il frutto del lavoro del gruppo di ricerca EarthByte attivo presso l'Università di Sydney, Australia: si tratta di uno dei gruppi di ricerca più importanti al mondo per lo studio sia dell’interazione tra la superficie e gli strati più profondi della Terra sia della ricostruzione del movimento delle placche tettoniche. Il gruppo di ricerca ha realizzato il software open source Gplates per la ricostruzione dell’andamento delle placche tettoniche e il relativo portale web. Lo studio è stato recentemente descritto nell’articolo “Tectonic speed limits from plate kinematic reconstructions“ pubblicato recentemente sulla rivista Earth and Planetary Science Letters.

    Uno studio precedente permetteva di ricostruire i movimenti delle placche tettoniche con un singolo incremento di 20 milioni di anni. I ricercatori del gruppo EarthByte attraverso il software di ricostruzione Gplates hanno rilevato che un incremento temporale di 20 milioni di anni è troppo elevato per apprezzare i molteplici cambiamenti avvenuti in tale periodo di tempo.

    "Abbiamo scoperto che le placche possono cambiare velocità e direzione nel giro di 1 milione di anni circa, un periodo di tempo relativamente breve se consideriamo la scala dei tempi geologici" ha scritto l'autore principale del nuovo studio, Sabin Zahirovic, ricercatore di geodinamica all'Università di Sydney. "Ciò significa che se abbiamo un'istantanea di quanto avvenuto in oltre 20 milioni di anni rischiamo di perdere una parte importante della riorganizzazione delle placche tettoniche a livello regionale o addirittura globale", prosegue Zahirovic.

    Lo sviluppo di nuove tecniche di modellazione e del nuovo software, l’analisi più dettagliata dei dati impiegati negli studi precedenti unita ad un utilizzo di una base di dati più ampia (sono state incorporate nuove fonti di dati) ha permesso di raggiungere la risoluzione temporale di 1 milione di anni. Le placche di solito si muovono ad una velocità media di circa 4 centimetri all'anno tuttavia, il nuovo modello ha mostrato che alcune placche possono effettuare dei brevi scatti raggiungendo in questo modo velocità molto più alte. Per esempio, la placca dell’India (che si è staccata dalla costa orientale dell'Africa circa 120 milioni di anni fa) attualmente si sta dirigendo verso la placca dell’Asia e ha raggiunto velocità fino a 20 centimetri all'anno per un periodo relativamente breve pari a 10 milioni di anni. Un pennacchio di roccia fusa, risalito dal mantello terrestre, si è accumulato nella parte sottostante del continente indiano e ha agito così da “lubrificante”: questo fenomeno ha probabilmente causato l'aumento di velocità di tale placca permettendone lo scorrimento uniforme sopra il mantello, sostiene Zahirovic.

    Le vicine zone di subduzione (i luoghi dove una placca sprofonda sotto un’altra tuffandosi nel mantello) sono state sempre considerate un motore importante della deriva dei continenti tuttavia, esse potrebbero essere meno importanti per quanto riguarda l’impostazione della velocità delle placche. I ricercatori, al contrario, sono convinti che la resistenza al movimento creata dalla parte sottostante dei massicci continenti funzioni come la chiglia di una nave e, potrebbe giocare un ruolo maggiore nel rallentare le placche.

    Becker afferma che è rilevante il fatto che il modello abbia confermato l’esistenza di un forte effetto di ancoraggio sulle placche da parte dei continenti. Secondo il gruppo di ricerca di Becker il meccanismo dello "slab pull" (concetto basato sulla minore temperatura della litosfera oceanica rispetto al mantello sottostante, che dovrebbe portare a una maggiore densità della stessa e, quindi, determinare una trazione verso il basso) nelle zone di subduzione non è un fattore così importante. La localizzazione delle zone di subduzione confinanti con le placche risulta molto difficile e seguirne le evoluzioni sui continenti analizzando un periodo di 200 milioni di anni è abbastanza complicato, ha dichiarato Becker. Zahirovic riconosce che si tratta di una sfida enorme tuttavia, sostiene che il suo gruppo di ricerca sia in grado di risalire e stimare i confini dell’antica placca originaria: verrà infatti tentata la ricostruzione dei percorsi seguiti dalle placche prima della frammentazione del supercontinente Pangea, analizzando il passato geologico più profondo della Terra.



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