Scienza

La tettonica delle placche ha 2 miliardi di anni

Una nuova ipotesi, più solida di altre, sull'avvio del movimento delle placche tettoniche che, in miliardi di anni, hanno dato forma al mondo di oggi.

La tettonica delle zolle (o delle placche) è una delle teorie più importanti formulate il secolo scorso, in grado di spiegare come la litosfera, composta dalla crosta terrestre e dalla parte superiore del mantello (che è rigido, mentre la parte inferiore è plastica), sia fatta da enormi placche solide che galleggiano sull'interno fuso del pianeta e si muovono lentamente scontrandosi tra loro. Tali movimenti sono responsabili dei terremoti e della formazione della maggior parte dei vulcani e delle catene montuose della Terra. Il nostro Pianeta è l'unico, tra quelli che conosciamo, ad avere attualmente una tettonica attiva.

Il fenomeno del movimento delle placche iniziò nel profondo passato della Terra: oggi conosciamo probabilmente il come, ma il quando è tutt'oggi fonte di dibattito. Le ipotesi si sprecano e si parla di periodi che coprono i tre quarti della storia della Terra: dall'eone Adeano (4,5-4 miliardi di anni fa) all'Archeano (attorno a 3 miliardi di anni fa) fino al tardo eone Proterozoico (2,5-0,5 miliardi di anni fa). Il motivo di tanta abbondanza è che le idee fin qui avanzate si basano tutte su studi motivati da particolari ritrovamenti (come rocce e minerali) e condotti su aree molto circoscritte: da questi studi, che spesso portano a risultati differenti tra loro, è poi difficile estrapolare ipotesi valide per l'intero Pianeta e condivise dalla comunità scientifica.

Così poteva apparire il supercontinente Nuna
Così poteva apparire il primo supercontinente, Nuna. © Bo Wan et al.

Alle tante ipotesi se ne aggiunge adesso una frutto dello studio condotto da un gruppo internazionale di geofisici (Cina, Germania e Australia), pubblicato su Science Advances, su quella che potrebbe essere una delle prime interazioni tra zolle, se non addirittura la prima: una collisione che avvenne dove ora si trova la Cina settentrionale, circa 2 miliardi di anni fa.

L'immersione di Moho. L'area che i geologi hanno studiato è nota come Ordos block (blocco Ordos), che è parte del cratone della Cina settentrionale che comprende parte della Cina nord-orientale, della Mongolia e della Corea del Nord. Per cratone si intende un pezzo di zolla che ai nostri giorni è molto stabile (niente sismi, niente vulcani), una specie di placca fossilizzata che porta al suo interno le cicatrici di fenomeni geologici antichissimi che attendono solo di essere interpretati. Nell'aprile del 2019 i ricercatori hanno installato 609 stazioni di registrazione sismica distanziate l'una dall'altra di 500 metri lungo una linea di 300 chilometri.

Combinando i dati dei terremoti avvenuti in altre aree della Terra e raccolti da quelle stazioni, i ricercatori sono riusciti a delineare un quadro dettagliato della crosta terrestre di quell'area, mettendo in luce l'esistenza di una cosiddetta immersione di Moho, una discontinuità, con la base inferiore della crosta terrestre che si immerge da circa 35 chilometri di profondità a più di 50 chilometri di profondità lungo una linea orizzontale che si estende per circa 40 chilometri. Una struttura simile a quella sotto all'Himalaya, che tuttavia è molto più giovane (poche decine di milioni di anni).

L'immersione di Moho è una struttura rivelata, dai sismografi, dal brusco cambiamento di velocità delle onde sismiche P (p sta per primarie: sono onde di compressione), che passano da circa 6,5-7 km/s a oltre 8 km/s: l'aumento di velocità è dovuto alle caratteristiche del materiale attraversato dalle onde sismiche, in particolare alla maggiore rigidità delle rocce del mantello al di sotto della crosta

Il primo supercontinente. I ricercatori hanno raccolto dati sismici da studi condotti in tutto il Pianeta per identificare strutture Moho immerse simili a quella cinese, scoprendo che hanno tutte all'incirca la stessa età - ed è questo a dare autorevolezza alle conclusioni dello studio. Collegando tra loro le diverse osservazioni i geofisici hanno ricostruito la storia dell'antico supercontinente Nuna (probabilmente l'unico esistente a quel tempo). Si ritiene che Nuna (o Columbia) fosse composto da parti che oggi sono ancora presenti un po' in tutti i continenti. Se Nuna è stato il primo supercontinente, possiamo interpretare queste collisioni tettoniche avvenute circa 2 miliardi di anni fa come la più antica prova di tettonica a placche globale. Anche se collisioni simili possono essersi verificate qua e là in tempi precedenti, è probabile che la tettonica delle placche non sia diventata globale fino a quel momento.

29 agosto 2020 Luigi Bignami
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