Sapere Scienza

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Tettonica a placche: la teoria spiegata dalle profondità dell’Oceano Atlantico

8 Febbraio 2021 di 

La teoria della tettonica a placche è stata proposta negli anni ’60 per spiegare la cinematica della litosfera. La teoria descrive la litosfera terrestre come un guscio sottile costituito da un puzzle di placche di diverse dimensioni che si muovono insieme al di sopra del mantello terrestre con la velocità di pochi centimetri all’anno, disegnando in modo lento ma continuo la geografia del nostro pianeta.
Il movimento delle placche si ipotizza sia guidato da grandi celle convettive mantelliche, con correnti calde ascendenti e correnti fredde discendenti. Negli ultimi decenni i sismologi hanno generato immagini spettacolari relative alla struttura interna della Terra grazie all’elaborazione dei dati registrati dai sismometri. Appaiono nitidamente placche fredde che penetrano all’interno della Terra, tuttavia è sempre stato complesso visualizzare il materiale che risale in superficie perché questo processo avviene al di sotto degli oceani dove non ci sono stazioni sismiche.

 

L'esperimento PI-LAB


PI-LAB è stato finalizzato al posizionamento di 39 sismometri nei fondali dell’Oceano Atlantico e alla registrazione dei segnali sismici nell’intervallo temporale 2016-2017. Il set di dati di alta qualità ha dato ai ricercatori l’opportunità di visualizzare la struttura sottostante l’Oceano Atlantico, fino a una profondità di circa 700 km.
I risultati collezionati nell’ambito dell’esperimento hanno permesso la produzione di più di 10 pubblicazioni su riviste peer reviewed e sono focalizzati su aspetti quali la batimetria del fondale oceanico, lo spessore dei sedimenti, lo spessore della litosfera e, più recentemente, la struttura della zona di transizione del mantello (profondità da 410 a 660 km).
I risultati recentemente pubblicati sulla prestigiosa rivista “Nature” mostrano come la zona di transizione del mantello al di sotto della dorsale oceanica medio-atlantica sia più sottile della media e caratterizzata da elevate temperature. Si tratta di una condizione peculiare che facilita il movimento verticale del materiale mantellico, favorendo il movimento delle placche terrestri e contribuendo all’apertura della dorsale oceanica.

 

Nuovi elementi per la teoria della tettonica a placche


Quale sia il meccanismo in grado di muovere le placche terrestri è un argomento da lungo tempo dibattuto. La subduzione di litosfera oceanica, ovvero lo scorrimento di una placca litosferica densa, fredda e antica sotto un’altra placca e il suo conseguente trascinamento in profondità nel mantello, viene riconosciuta come la principale forza agente che guida il moto delle placche, rappresentando parte integrante dei moti convettivi dell’intero mantello terrestre. Le dorsali oceaniche sono sempre state ritenute delle strutture secondarie, prodotte da forze a contorno e caratterizzate da risalite mantelliche locali e superficiali.
I risultati di questo studio hanno mostrato come, invece, al di sotto delle dorsali possano essere riconosciute importanti risalite di materiale mantellico che contribuiscono significativamente al moto della litosfera.

 

 

Fig. 2I risultati principali dello studio

 

Il risultato principale. I terremoti di tutto il mondo vengono registrati nelle stazioni sismiche PI-LAB. I dati vengono utilizzati per generare l’immagine degli strati all’interno della Terra. La zona di transizione del mantello più sottile della media indica una temperatura più elevata che facilita il movimento verticale della roccia.

Matthew Agius

Matthew Agius è ricercatore presso il Dipartimento di Scienze dell’Università degli studi Roma Tre e già post-doc presso l’Università di Southampton (UK). Ha lavorato con i team leader dell’esperimento PI-LAB, Catherine Rychert e Nicholas Harmon. Ha conseguito la laurea e il master presso l’Università di Malta, ha studiato sismologia presso il Dublin Institute for Advanced Studies in Irlanda e ha conseguito un dottorato al Trinity College di Dublino. I suoi studi hanno esplorato un ampio spettro di processi tettonici in aree come il Tibet e le isole Hawaiane. Recentemente è stato insignito della borsa di studio Marie Skłodowska-Curie dalla Commissione Europea per lo studio della tettonica nel Mediterraneo centrale, con particolare attenzione al Canale di Sicilia, collaborando con il Prof. Claudio Faccenna, la Prof.ssa Francesca Funiciello e il Prof. Fabio Cammarano.

copertina   gennaio-febbraio 2021

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