Tetide, l’Oceano scomparso, e la formazione della crosta continentale

Paola Vannucchi del Dipartimento di Scienze della Terra ha partecipato ad una ricerca su PNAS che propone una nuova modalità di formazione della crosta continentale. A partire dallo studio, con modelli numerici, del più antico frammento rimasto al mondo dell’Oceano Tetide, nelle profondità del Mar Ionio.
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Nuove conoscenze sulla formazione della crosta terrestre emergono da uno studio congiunto della Southern University of Science Technology (SUSTech) – Cina e dell’Ateneo fiorentino, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) [“Transmogrification of Ocean into Continent: Implications for Continental Evolution” DOI: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2122694119]. Parliamo dello studio con Paola Vannucchi, ordinario di Geologia strutturale presso il Dipartimento di Scienze della Terra, che ha realizzato la ricerca insieme a Jason P. Morgan (SUSTech).

Il vostro studio prende spunto da Tetide, l’oceano scomparso. Perché?

Come è noto, circa 200 milioni di anni fa le terre emerse costituivano tutte insieme la Pangea, un supercontinente da cui cominciarono a distinguersi, allontanandosi fra loro, una parte settentrionale, detta Laurasia, e una parte meridionale, denominata Gondwana. Fra i due blocchi continentali si stendeva l’Oceano Tetide, disposto da est a ovest. I movimenti delle placche tettoniche, e quindi dei due blocchi continentali, alla fine del Mesozoico (circa 85 milioni di anni fa) si invertirono: il loro avvicinamento progressivo causò la scomparsa della Tetide, con la sua crosta scivolata – il termine scientifico è “subduzione” – sotto il continente euroasiatico attorno ai 30 milioni di anni fa.

Ma Tetide non è scomparso del tutto…

È vero. La crosta della Tetide, al cui posto troviamo tutta una serie di catene montuose, dai Pirenei alle Alpi fino all’Himalaya, non è andata completamente persa: sopravvive, ad esempio, sotto il Mar Nero e sotto il Mar Caspio, immensi bacini. Il più antico frammento dell’Oceano Tetide è vicino a noi, sotto il Mar Ionio. Proprio la domanda su quale sarà il destino geologico del Mar Ionio è stata l’origine della nostra ricerca pubblicata su PNAS.

Cosa avete scoperto?

Per capire i termini della questione occorre ricordare che la crosta della Terra è di due tipi, oceanica e continentale, diversi per composizione. Mentre la crosta oceanica deriva dalla risalita di materiale magmatico direttamente dal mantello del pianeta, la crosta continentale viene formata dai cosiddetti vulcani di arco e deriva dalla subduzione, cioè dallo sprofondamento di una parte della crosta oceanica che crea come una distillazione di crosta meno densa, più silicea, che dà forma appunto alla crosta continentale. È proprio la maggiore densità della crosta oceanica che provoca il suo inabissamento in occasione della collisione con la crosta continentale.

Allora perché Tetide sopravvive nei fondali del Mar Caspio, del Mar Nero, del Mar Ionio o di alcuni immensi bacini dell’Asia?

È esattamente la domanda che ci siamo fatti. In altre parole, perché la subduzione si è rallentata fino a fermarsi? Questi frammenti di Tetide diventano luoghi preferenziali per la sedimentazione marina e terrestre. Basti pensare che sopra la crosta oceanica del Mar Ionio ci sono 10.000 metri di sedimenti derivanti dall’erosione e non solo. Ebbene, con il tempo – circa 500 milioni di anni- il calore che si sprigiona da questi sedimenti rende la crosta meno densa e gli impedisce di subdurre, cioè di sprofondare. In questo modo i sedimenti trasformano l’ex fondale marino in una forma unica di crosta continentale e litosfera sottostante. È quella che abbiamo chiamato “transmogrificazione”, la scoperta di un nuovo meccanismo con cui si forma la crosta continentale, che si affianca al procedimento conosciuto dei processi magmatici nei vulcani di arco.

Quindi una crosta oceanica che si assimila ad una crosta continentale. Con quali conseguenze?

Questa dinamica spiega anche perché i bacini come Mar Nero o Mar Caspio siano ricchi di gas e risorse naturali, ma anche elementi utili per prodotti di alta tecnologia come le terre rare: quando gli spessi sedimenti depositati su crosta “transmogrificata” iniziano a scaldarsi così tanto da fondere possono infatti concentrare questi elementi.  Inoltre esistono conseguenze topografiche e climatiche: nell’Asia moderna, i bacini ormai transmogrificati di Tarim, di Huggar e di Sichuan hanno prodotto il caratteristico raddoppio geomorfologico delle catene montuose che si vede in varie aree di questo supercontinente: ad esempio, il bacino di Tarim è circondato dalla catena Himalaya/Tibet a sud e dal Tien Shan a nord. La presenza di queste coppie di catene montuose hanno effetti sul clima: nel caso citato ha notevolmente rafforzato il monsone dell’Asia orientale”.


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