La frattura della placca oceanica che potrebbe restringere l’Atlantico



Per anni, João Duarte, geologo marino dell’Instituto Dom Luìz dell’Università di Lisbona, ha studiato la piana abissale situata al largo della costa del Portogallo. Nel 1969, questa zona è stata investita da un forte terremoto che ha fatto tremare la costa e che ha scatenato uno tsunami. Ma sarebbe stato impossibile capire da cosa fu causato limitandosi all’osservazione della superficie ampia e uniforme del fondale marino. E Duarte voleva saperne di più.
 
Oggi, cinquant’anni dopo il verificarsi di quell’evento, lo studioso è forse riuscito a trovare una risposta: la parte inferiore della placca tettonica che si trova al largo della costa del Portogallo sembra essersi staccata dalla parte superiore. Secondo le simulazioni informatiche presentate da Duarte all’assemblea della European Geoscience Union (EGU) di aprile, questo movimento potrebbe dar vita a una zona di subduzione, che si verifica quando una placca tettonica inizia a scorrere sotto un’altra placca tettonica.
 
Se confermato, il nuovo lavoro “fotograferebbe” per la prima volta la placca oceanica nell’atto di fratturarsi, momento che potrebbe rappresentare uno dei primi stadi della contrazione dell’Oceano Atlantico, che provocherebbe l’avvicinamento dell’Europa al Canada come previsto da alcuni modelli che descrivono l’attività tettonica.
 
“È certamente una storia interessante”, afferma Fabio Crameri dell’Università di Oslo, che non fa parte del team di ricerca ma che ha partecipato all’assemblea dell’EGU. Secondo lo studioso,  gli argomenti presentati da Duarte sono convincenti, ma Crameri sostiene, tuttavia, la necessità di testare ulteriormente il modello, cosa affatto semplice considerato che i dati provengono da un processo naturale velocissimo.
 
“È uno studio di grande rilevanza”, afferma Duarte, pur riconoscendo che lui e il suo team hanno ancora tanto lavoro da svolgere. “Potrebbe non fornire tutte le risposte. Ma ritengo che abbiamo di fronte qualcosa di importante”.
 
Movimenti tettonici
 
Le placche tettoniche terrestri si muovono in modo lento e costante, con alcuni margini che si separano e altri che collidono. Almeno tre volte nella storia del nostro pianeta, lunga 4,54 miliardi di anni, le masse continentali in continuo movimento si sono avvicinate formando enormi supercontinenti, per poi invertire la rotta e separarsi nuovamente. Le zone di subduzione sono le principali forze trainanti che permettono a questa piattaforma tettonica di muoversi, in quanto spingono in profondità la crosta oceanica e il mantello superiore: le rocce diventano così oggetto di metamorfosi e si genera un lento movimento dei continenti.
 
Ma come ha origine una zona di subduzione? “Questa è una delle più importanti questioni irrisolte che riguardano la tettonica a placche”, afferma Duarte.
 
Uno dei modi per individuare le zone di subduzione – e forse anche le zone di subduzione in formazione – è seguire i terremoti. Circa il 90 percento dei sismi a livello globale si verifica infatti nelle zone di subduzione situate all’interno della cosiddetta “cintura di fuoco”, che si estende ad arco attorno all’Oceano Pacifico dall’estremità meridionale del Sud America alla Nuova Zelanda, passando per il Mare di Bering.
 
Ma la Penisola iberica, che comprende la Spagna e il Portogallo, si trova dall’altra parte del mondo, ed è bagnata dall’Oceano Atlantico. Qui, le placche, invece, si separano al centro dell’oceano formando nuova crosta, e i margini di gran parte delle masse continentali circostanti si spostano dal continente all’oceano su una singola placca.
 
La situazione della Penisola iberica – che si trova poco a nord del confine tra le placche eurasiatica e africana, che avanzano lentamente soprattutto verso est – è tuttavia un po’ più complessa. Una leggera modifica nel movimento della placca africana potrebbe provocare un avvicinamento della placca euroasiatica verso nord, ma gli scienziati non prevedono che si verifichino forti terremoti al largo della costa del Portogallo. Nel corso degli anni i ricercatori sono giunti nella regione per studiare questi fenomeni insoliti.
 
“È stato soprattutto questo il lavoro che ci ha permesso di giungere a delle conclusioni”, afferma Duarte a proposito del nuovo studio.
 
Uno dei punti di partenza è stata la posizione insolita dell’epicentro del terremoto del 1969: una distesa uniforme nota come piana abissale di Horseshoe. In questa zona non ci sono segni evidenti di faglie, né paesaggi tortuosi o montagne sottomarine: tutte caratteristiche, queste, che potrebbero indicare la presenza di movimenti tettonici.
 
“Sono come le pianure del Kansas, ma a 4,8 chilometri di profondità”, spiega Marc-André Gutscher, geologo dell’Università di Brest, in Francia, che ha preso parte al convegno EGU e che ha condotto studi approfonditi nella regione.
 
Nel 2012, un team di ricercatori ha deciso di scavare ancora più in profondità utilizzando i modelli di propagazione delle onde sismiche. Questo metodo è in qualche modo simile a quello che utilizza gli ultrasuoni, poiché le onde di un terremoto si disperdono e cambiano velocità quando colpiscono le strutture interne della Terra, che differiscono per temperatura e composizione. Grazie a questo lavoro è stato possibile individuare una insolita massa densa che si trova proprio  al di sotto della zona in cui si verificò il terremoto del 1969. Ulteriori analisi hanno suggerito che potrebbe trattarsi di una zona di subduzione in via di formazione.
 
Ma nessun segno di tale zona di subduzione era evidente osservando la superficie, e dunque Duarte immaginò che si trattasse di un falso positivo. La situazione cambiò nel 2018, quando  Chiara Civiero – ricercatrice post-doc dell’Instituto Dom Luiz dell’Università di Lisbona – e i suoi colleghi hanno pubblicato uno studio che mostra le immagini ad alta risoluzione della struttura interna della Terra, da cui si evince la presenza di quell’insolita massa densa.
 
“Ora siamo assolutamente certi che esiste”, afferma Duarte. Altri ricercatori hanno scoperto che al di sopra di questo corpo situato in profondità, che si estende per 250 chilometri sotto la superficie della Terra, si erano verificati terremoti di lieve entità.
 
La chiave – afferma – risiede probabilmente in uno strato apparentemente insignificante situato nel  bel mezzo della placca tettonica. Studi precedenti avevano suggerito che l’acqua che filtrava attraverso la rete di fratture della placca oceanica avesse reagito chimicamente con le rocce situate al di sotto della superficie, trasformandole in minerali dal colore verde chiaro nel corso di un processo noto come serpentinizzazione. È possibile che questo strato si fosse indebolito talmente tanto da permettere al fondo più denso della placca di staccarsi. Gli scienziati ritengono che la separazione fra placche tettoniche sia diffusa al di sotto delle spesse placche continentali e che avvenga attraverso un meccanismo lievemente diverso. È possibile, inoltre, che si verifichi anche nelle vecchie zone di subduzione. Ma non è mai stato documentato prima d’ora nelle incontaminate placche oceaniche.
 
Duarte ha collaborato con il geologo Nicolas Riel dell’Università Johannes Gutenberg di Magonza, in Germania, con l’obiettivo di creare un modello numerico che includesse sia lo strato serpentinizzato, sia le zone di frattura vicine. Il risultato ha rivelato una massa dalla forma simile a quella di una goccia, che si è formata sotto la placca oceanica mentre i suoi strati inferiori hanno cominciato a staccarsi, provocando profonde fratture che sembravano essere l’inizio di una zona di subduzione.
 
“È stato fantastico”, racconta Duarte.
 
Studiare le zone di subduzione
 
Duarte non è il primo a segnalare questi avvenimenti insoliti che si verificano al largo delle coste del Portogallo, ma è la prima volta che vi sono dati a supporto di tali eventi. Più di quarant’anni fa, Yoshio Fukao, ricercatore alla Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, iniziò a studiare la faglia profonda alla base del terremoto del 1969. Successivamente, nel 1975, Michael Purdy, attualmente executive vice president of research alla Columbia University di New York, descrisse attraverso delle immagini ciò che riteneva essere accaduto sottoterra, che era sorprendentemente simile ai risultati prodotti grazie al nuovo modello.
 
“Sembra pazzesco, ma non è stata una mia idea”, scherza Duarte. “Nel 1975 Purdy ha descritto graficamente il risultato ottenuto con il mio modello numerico: è incredibile”.
 
Il lavoro non è ancora stato pubblicato su una rivista scientifica e, al momento, altri geologi giudicano i risultati con un misto di cauto entusiasmo e sano scetticismo.
 
“Gran parte di ciò che sappiamo finora è che la nascita di nuove zone di subduzione tende a verificarsi nelle aree in cui il fenomeno della subduzione è in corso”, afferma Crameri. “Ma ciò non significa che sia sempre così”.
 
E, aspetto ancora più importante, il modello sembra spiegare l’insolita distesa uniforme che si trova al di sopra del punto di origine del terremoto, osserva Gutscher. Il lavoro completo tiene inoltre conto di molte delle forze che sarebbero in gioco per via delle sottili fratture che circondano l’area di interesse, aggiunge Valentina Magni dell’Università di Oslo, fra gli organizzatori del convegno della EGU. Tuttavia, la studiosa rimane dubbiosa sul fatto che il modello corrisponda effettivamente alla realtà.
 
“Ritengo che sia molto difficile che la subduzione abbia inizio in mezzo al nulla”, afferma.
 
Duarte e il suo team stanno attualmente lavorando alla stesura dell’articolo da sottoporre per la pubblicazione, così che i loro dati possano essere più ampiamente oggetto di revisione e discussione. Se l’articolo sarà accettato – conclude – Purdy sarà il primo a riceverne una copia.