Cos’è la subduzione?

La subduzione, dal latino “portato sotto”, è un termine usato per un tipo specifico di interazione con le placche. Accade quando una placca litosferica incontra un’altra, cioè in zone convergenti, e la placca più densa sprofonda nel mantello.

Come avviene la subduzione

I continenti sono costituiti da rocce troppo galleggianti per essere trasportate molto più lontano di circa 100 chilometri di profondità. Quindi, quando un continente incontra un continente, non si verifica alcuna subduzione (invece, le placche si scontrano e si ispessiscono). La vera subduzione avviene solo nella litosfera oceanica.

Quando la litosfera oceanica incontra la litosfera continentale, il continente rimane sempre in cima mentre la placca oceanica si sottomette. Quando due placche oceaniche si incontrano, la placca più vecchia si sottomette. 

La litosfera oceanica si forma calda e sottile sulle dorsali oceaniche e diventa spessa man mano che più roccia si indurisce al di sotto di essa. Man mano che si allontana dalla cresta, si raffredda. Le rocce si restringono mentre si raffreddano, quindi il piatto diventa più denso e si trova più in basso rispetto ai piatti più giovani e più caldi. Pertanto, quando due piatti si incontrano, il piatto più giovane e più alto ha un bordo e non affonda.

Le placche oceaniche non galleggiano sull’astenosfera come il ghiaccio sull’acqua: sono più simili a fogli di carta sull’acqua, pronti ad affondare non appena un bordo può iniziare il processo. Sono gravitazionalmente instabili.

Una volta che un piatto inizia a subdurre, la gravità prende il sopravvento. Una piastra discendente viene solitamente definita “lastra”. Laddove il fondale marino molto vecchio viene subdotto, la lastra cade quasi diritta verso il basso e dove vengono subdotte lastre più giovani, la lastra discende con un angolo poco profondo. Si ritiene che la subduzione, sotto forma di “trazione della lastra” gravitazionale, sia la più grande forza che guida la tettonica delle placche.

Ad una certa profondità, l’alta pressione trasforma il basalto nella lastra in una roccia più densa, l’eclogite (cioè, una miscela di feldspato-pirosseno diventa granato-pirosseno). Ciò rende la lastra ancora più desiderosa di scendere.

È un errore immaginare la subduzione come una partita di sumo, una battaglia di piatti in cui la piastra superiore costringe quella inferiore verso il basso. In molti casi è più simile al jiu-jitsu: la piastra inferiore sta attivamente affondando mentre la curva lungo il suo bordo anteriore lavora all’indietro (slab rollback), in modo che la piastra superiore venga effettivamente risucchiata sopra la piastra inferiore. Questo spiega perché ci sono spesso zone di allungamento, o estensione crostale, nella placca superiore in corrispondenza delle zone di subduzione.

Trincee oceaniche e cunei di accrezione

Dove la lastra di sottomissione si piega verso il basso, si forma una trincea di acque profonde. La più profonda di queste è la Fossa delle Marianne, a oltre 36,000 piedi sotto il livello del mare. Le trincee catturano molti sedimenti dalle vicine masse terrestri, molti dei quali vengono trasportati giù insieme alla lastra. In circa metà delle trincee del mondo, parte di quei sedimenti viene invece raschiata via. Rimane in cima come un cuneo di materiale, noto come cuneo di accrescimento o prisma, come la neve davanti a un aratro. Lentamente, la trincea viene spinta al largo man mano che la piastra superiore cresce.

Vulcani, terremoti e anello di fuoco del Pacifico

Una volta iniziata la subduzione, i materiali in cima alla lastra – sedimenti, acqua e minerali delicati – vengono trasportati con essa. L’acqua, densa di minerali disciolti, sale nel piatto superiore. Lì, questo fluido chimicamente attivo entra in un ciclo energetico di vulcanismo e attività tettonica. Questo processo forma il vulcanismo ad arco ed è talvolta noto come la fabbrica di subduzione. Il resto della lastra continua a scendere e lascia il regno della tettonica delle placche. 

La subduzione forma anche alcuni dei più potenti terremoti della Terra. Le lastre normalmente si sottomettono a una velocità di pochi centimetri all’anno, ma a volte la crosta può attaccarsi e causare tensione. Questo immagazzina energia potenziale, che si rilascia come un terremoto ogni volta che il punto più debole lungo la faglia si rompe.

I terremoti di subduzione possono essere molto potenti, poiché le faglie lungo le quali si verificano hanno una superficie molto ampia per accumulare tensione. La zona di subduzione di Cascadia al largo della costa nord-occidentale del Nord America, ad esempio, è lunga oltre 600 miglia. Un terremoto di magnitudo ~ 9 si è verificato lungo questa zona nel 1700 d.C. ei sismologi pensano che l’area potrebbe vederne presto un altro. 

Il vulcanismo causato dalla subduzione e l’attività sismica si verificano frequentemente lungo i bordi esterni dell’Oceano Pacifico in un’area nota come Anello di fuoco del Pacifico. In effetti, quest’area ha visto gli otto terremoti più potenti mai registrati e ospita oltre il 75% dei vulcani attivi e dormienti del mondo. 

A cura di Brooks Mitchell