La crosta terrestre sta sprofondando nel mantello sotto la California, secondo uno studio
La Terra è composta da vari strati concentrici con caratteristiche e composizioni differenti. Il più superficiale è la crosta terrestre, che si estende fino a 70 chilometri di profondità; sotto di essa troviamo il mantello, che arriva a 3.000 chilometri; seguono il nucleo esterno, liquido, fino a oltre 5.100 chilometri; e il nucleo interno solido che abbraccia il centro del pianeta, a più di 6.300 chilometri sotto i nostri piedi. Ciascuno strato è a sua volta suddiviso in sotto-strati con caratteristiche peculiari. La crosta terrestre, ad esempio, si differenzia in crosta continentale e crosta oceanica. La prima è più spessa e composta da rocce felsiche meno dense, come il granito; la seconda arriva “solo” a 10 chilometri di profondità massima ed è caratterizzata da rocce più dense e mafiche come il basalto. Entrambe poggiano sul mantello, che a sua volta è suddiviso in superiore e inferiore. La relazione tra la crosta terrestre, sulla quale viviamo, e lo strato fluido e plastico sottostante è fondamentale per comprendere molti dei fenomeni geologici e geofisici che ci riguardano direttamente, oltre che l'evoluzione del nostro pianeta roccioso e degli altri.
La crosta terrestre, di fatto, “naviga” sul mantello attraverso pezzi che gli esperti chiamano placche; i movimenti di queste placche sono ad esempio alla base della deriva dei continenti, dell'innesco dei terremoti e della formazione delle montagne e dei vulcani. Lo studio dell'interazione tra la base della crosta (definita felsica) con la porzione superiore del mantello dell'astenosfera, composta da rocce parzialmente fuse, è una delle branche più affascinanti e complesse della geologia. Un nuovo studio ha ad esempio determinato che sotto la Sierra Nevada – una catena montuosa tra California e Nevada, negli Stati Uniti – la crosta terrestre si sta staccando dal mantello sottostante, un processo che va avanti da milioni di anni.
“Una questione di vecchia data è come la crosta continentale felsica si differenzia dai suoi magmi mafici del mantello genitore. Un meccanismo fondamentale attualmente proposto è il distacco litosferico e la perdita di materiale denso nel mantello”, spiegano gli autori della nuova ricerca, che hanno appunto indagato su come la base della crosta terrestre – che fa parte della litosfera – si stia staccando e “precipitando” nel mantello sottostante sotto la California. Ricordiamo che la litosfera comprende la crosta terrestre più lo strato più superficiale e solido del mantello.
A condurre lo studio sono state le due scienziate Vera Schulte Pelkum e Deborah Kilb, rispettivamente dell'Istituto cooperativo per la ricerca in scienze ambientali – Dipartimento di scienze geologiche dell'Università del Colorado di Boulder e dell'Istituto di geofisica e fisica planetaria – Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California di San Diego. Le ricercatrici hanno rilevato i segni di questa separazione in corso analizzando i dati sismici raccolti negli ultimi 40 anni, grazie a una serie di stazioni di rilevamento poste attorno alla Sierra Nevada. Analizzando le onde sismiche prodotte dai terremoti, infatti, è possibile determinare le caratteristiche degli strati profondi della Terra (e non solo, dato che un sismografo ci ha dato informazioni preziose anche su come è composto Marte). Dall'analisi dei questi dati le due scienziate hanno identificato la presenza di zone di taglio in alcune aree, proprio a ridosso del confine col mantello. Secondo i calcoli si tratterebbe proprio dei segni di questo processo di delaminazione, in cui gli strati profondi e pesanti della crosta terrestre felsica si stanno staccando e sprofondando nel mantello. Questo distacco si è verificato milioni di anni fa in una porzione, mentre in un'altra è ancora in corso.
“Il senso di taglio è coerente con la rimozione della litosfera da ovest a sud-ovest. Il segnale di taglio è più forte nella Sierra meridionale, dove si proponeva che il naufragio litosferico si fosse concluso diversi milioni di anni fa, ed è più profondo e meno pronunciato nella Sierra centrale, dove il naufragio litosferico in corso è corroborato da una fascia di sismicità insolitamente profonda (oltre 40 km) lungo le colline occidentali”, hanno spiegato Schulte Pelkum e Kilb nell'abstract. Ciò confermerebbe la teoria di vecchia data secondo cui una parte della crosta della California è sprofondata nel mantello; un processo che sarebbe avvenuto – e si starebbe verificando – anche altrove in altre parti del mondo. Sarebbe guidato proprio dalla pesantezza degli stati più profondi della crosta, che in quella oceanica, ad esempio, sono ricchi di pesanti basalti. I dettagli della ricerca “Lithospheric Foundering in Progress Imaged Under an Extinct Continental Arc” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Geophysical Research Letters.
