Uno studio rivoluzionario scuote le opinioni consolidate sulla formazione delle montagne

Una nuova ricerca condotta dalla Colorado State University indica le risposte su come e perché le montagne sono sepolte più in profondità di quanto si pensasse in precedenza.

“La costruzione di montagne è un processo fondamentale di come si comporta la Terra, e questo studio suggerisce che potremmo non capirlo così bene come pensavamo”, ha detto Sean Gallen, autore principale e assistente professore di scienze della terra alla California State University.

Galen e il suo team hanno prodotto nuovi set di dati e metodologie per utilizzare i paesaggi per ricostruire ampie storie di edifici montani nell’Italia meridionale. Il loro approccio unico ha prodotto quelli che Gallen ha definito risultati “sconcertanti”.

Nelle zone di subduzione, come quella della Calabria nell’Italia meridionale, una placca tettonica sprofonda sotto l’altra. Si ritiene che le montagne in questi luoghi siano state formate dal corrugamento e dalla condensazione della crosta terrestre.

Il team ha raccolto misurazioni che hanno registrato scale temporali geologicamente brevi e lunghe, da migliaia di anni a decine di milioni di anni. Come il “registratore geologico” della storia tettonica, il paesaggio riempiva il resto.

Veduta della Calabria affacciata sul Mar Tirreno con in primo piano una terrazza sul mare (zona pianeggiante). Credito: Sean Gallen

“Nell’Italia meridionale, il paesaggio è in realtà il ponte tra questi diversi stili che usiamo di solito”, ha detto Gallen.

Le zone piatte ed elevate del paesaggio lungo la “punta” della penisola italiana rappresentano un’epoca in cui la formazione delle montagne era lenta, e il brusco spostamento verso il basso indica una rapida accelerazione. Questi indizi nel paesaggio hanno permesso ai ricercatori di produrre una registrazione continua e a lungo termine dell’elevazione della roccia, la registrazione più lunga e completa del suo genere.

“Ci aspettiamo di vedere una correlazione tra la velocità con cui una lastra sprofonda sotto l’altra nel tempo e la nostra storia di sollevamento della roccia, e non la vediamo”, ha detto Galen.

L’increspatura e la condensazione della crosta sembrano essere secondarie ad un altro processo nella formazione delle montagne calabresi. I dati indicano la discesa della placca inferiore attraverso il mantello terrestre e il cambiamento del campo di flusso del mantello come il fattore principale che controlla il sollevamento delle rocce.

Gli studenti laureati della CSU prelevano campioni dal fondamento di una termoistochimica in Calabria, Italia. Da sinistra, Nikki Seymour, secondo autore dello studio, Joanna Edman e Eyal Marder. Credito: Sean Gallen

“I risultati suggeriscono che il modo tipico in cui guardiamo alla costruzione di montagna non si applica al sud Italia”, ha detto Gallen. “Sembra essere controllato da cose molto più profonde all’interno del sistema terrestre. Questo comportamento è stato visto nei modelli ma mai in natura. Questa è la prima volta che pensiamo di averlo osservato”.

Galeno ha avvertito che sono necessari più dati per confermare se la loro interpretazione è corretta o meno, ma che è supportata da modelli numerici esistenti. Gli scienziati avevano precedentemente collegato l’altezza delle montagne alle interazioni delle placche tettoniche all’interno del mantello plastico che scorre sulla Terra, ma questa ricerca indica per la prima volta che questo meccanismo è la forza dominante nella costruzione delle montagne nelle zone di subduzione.

“I record che abbiamo presentato indicano che i segnali della Terra profonda sembrano dominare ciò che sta accadendo in superficie”, ha detto Galen. “Lavoro nel Mediterraneo da 15 anni e questa scoperta ha cambiato profondamente il modo in cui penso a queste zone di subduzione”.

Veduta della Calabria affacciata sul Mar Tirreno con in primo piano una terrazza sul mare (zona pianeggiante). Credito: Sean Gallen

Ricerca trasformativa e trasparente

Le nuove tecniche sviluppate per questo studio offrono una svolta nella costruzione di storie a lungo termine di sollevamento di rocce.

Il team ha creato una struttura unificata basata su una serie di misurazioni geomorfologiche standard: termocronologia, nuclidi cosmici, profili di rocce fluviali e una registrazione dei livelli del mare passati trovati nelle terrazze marine. Il nuovo approccio risale a più indietro rispetto ad altri e utilizza diversi set di dati per vincolare la modellazione in un modo univoco.

Il metodo si applica meglio ai sistemi attivi, dove i paesaggi recenti forniscono indizi sulle loro storie. Quanto più attivo è stato un sistema nel tempo geologico, tanto più difficile è ricostruirne con sicurezza la storia.

Un programma per lo studio è stato sviluppato e pubblicato in DOI: 10.1038/s41561-023-01185-4