I ricercatori scoprono i motivi per ripensare il modo in cui vengono costruite le montagne

Uno studio condotto daLa Colorado State University (CSU) suggerisce che le risposte su come e perché si formano le montagne sono sepolte più in profondità di quanto si pensasse.

"La costruzione di montagne è un processo fondamentale del comportamento della Terra", ha affermato Sean Gallen, autore principale e assistente professore di geoscienze della CSU, "e questo studio suggerisce che potremmo non capirlo così bene come pensavamo".

Gallen e il suo team hanno generato nuovi set di dati e tecniche per utilizzare i paesaggi per ricostruire le storie a lungo termine della costruzione delle montagne nell’Italia meridionale. Secondo Gallen, il loro nuovo approccio ha prodotto alcuni risultati “confusi”.

Nelle zone di subduzione, come quella della Calabria, nel sud Italia, una placca tettonica si tuffa sotto un’altra placca. Si ritiene che le montagne in questi ambienti si siano formate a causa dello sgretolamento e dell'ispessimento della crosta terrestre.

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

"Nel Sud Italia, il paesaggio è in realtà il ponte tra questi diversi metodi che tipicamente utilizziamo", ha detto Gallen.

Le zone pianeggianti e ad alta quota del paesaggio lungo la "punta" della penisola italiana rappresentano un'epoca in cui la formazione delle montagne era lenta e una ripida transizione al di sotto segna una rapida accelerazione. Questi indizi nel paesaggio hanno permesso ai ricercatori di produrre una registrazione continua e a lungo termine del sollevamento delle rocce, la registrazione più lunga e completa nel suo genere.

"Ci aspetteremmo di vedere una correlazione tra la velocità con cui la placca si abbassa sotto l'altra nel tempo e la nostra storia di sollevamento delle rocce, e non lo vediamo", ha detto Gallen.

L'accartocciamento e l'ispessimento della crosta sembrano essere secondari ad un altro processo di formazione delle montagne calabresi. I dati indicano la discesa della placca inferiore attraverso il mantello terrestre e la sua alterazione del campo di flusso del mantello come il fattore principale che controlla il sollevamento delle rocce.

"I risultati suggeriscono che il modo tipico in cui vediamo la costruzione delle montagne non vale per l'Italia meridionale", ha detto Gallen. "Sembra essere controllato da cose che sono molto più profonde all'interno del sistema Terra. Questo comportamento è stato osservato nei modelli ma mai in natura. Questa è la prima volta che pensiamo di averlo osservato."

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

"Le registrazioni che abbiamo prodotto implicano che i segnali della terra profonda sembrano dominare ciò che accade in superficie", ha detto Gallen. "Lavoro nel Mediterraneo da 15 anni e questo risultato ha cambiato profondamente il modo in cui penso a queste zone di subduzione."

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

Il team ha creato un quadro unificato basato su una raccolta di misurazioni geomorfologiche standard: termocronologia, nuclidi cosmogenici, profili fluviali del substrato roccioso e registrazioni dei livelli del mare passati trovati nei terrazzi marini. Il nuovo approccio risale più indietro nel tempo rispetto ad altri metodi e utilizza diversi set di dati per vincolare la modellazione in un modo unico.

Il metodo si applica meglio ai sistemi attivi, dove il paesaggio moderno offre indizi sulla sua storia. Quanto più un sistema era attivo nel passato geologico, tanto più difficile è ricostruirne la storia con sicurezza.

Il software sviluppato per lo studio, pubblicato su Nature Geoscience, è liberamente disponibile per l'utilizzo da parte di altri ricercatori. Gallen spera che le nuove tecniche stimoleranno la ricerca e le scoperte in altri settori.