Che cos'è la subduzione?

Subduzione, latino per "portato sotto", è un termine usato per un tipo specifico di interazione della placca. Succede quando una piastra litosferica incontra un'altra, cioè in zone convergenti, e la piastra più densa affonda nel mantello.

Come succede 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 piastre si scontrano e si addensano). La vera subduzione accade solo alla litosfera oceanica.

Quando la litosfera oceanica incontra la litosfera continentale, il continente rimane sempre in cima mentre la piastra oceanica subdotta. Quando due placche oceaniche si incontrano, le lastre più vecchie si sottomettono. 

La litosfera oceanica si forma calda e sottile alle creste dell'oceano centrale e diventa spessa man mano che più roccia si indurisce sotto di essa. Mentre si allontana dalla cresta, si raffredda. Le rocce si restringono mentre si raffreddano, quindi la piastra diventa più densa e si trova più in basso rispetto alle piastre più giovani e più calde. Pertanto, quando due piastre si incontrano, la piastra più giovane e più alta ha un bordo e non affonda.

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

Quando una piastra inizia a subduttare, la gravità prende il sopravvento. Una piastra discendente viene generalmente definita "lastra". Laddove il sottofondo marino molto vecchio viene sottratto, la lastra cade quasi direttamente verso il basso e dove vengono sottratte lastre più giovani, la lastra scende in un angolo poco profondo. La subduzione, sotto forma di "attrazione della lastra" gravitazionale, è ritenuta la più grande tettonica a placche di forza motrice.

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

È un errore immaginare la subduzione come una partita di sumo, una battaglia di piastre in cui la piastra superiore forza quella inferiore verso il basso. In molti casi è più simile al jiu-jitsu: la piastra inferiore sta affondando attivamente mentre la curva lungo il suo bordo anteriore lavora all'indietro (rollback della lastra), in modo che la piastra superiore sia effettivamente aspirata sopra la piastra inferiore. Questo spiega perché ci sono spesso zone di stiramento, o estensione della crosta, nella piastra superiore nelle zone di subduzione.

Trincee oceaniche e cunei da costruzione

Dove la lastra del subdotto si piega verso il basso, si forma una trincea d'altura. 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 masse terrestri vicine, molte delle quali vengono trasportate insieme alla lastra. In circa metà delle trincee del mondo, parte di quel sedimento viene invece raschiato. Rimane in cima come un cuneo di materiale, noto come un cuneo o prisma di accrescimento, come la neve davanti a un aratro. Lentamente, la trincea viene spinta al largo mentre la piastra superiore cresce. 

Vulcani, terremoti e l'anello di fuoco del Pacifico

Una volta iniziata la subduzione, i materiali sulla parte superiore della lastra-sedimenti, acqua e minerali delicati vengono trasportati con sé. L'acqua, densa di minerali disciolti, sale nella piastra superiore. Lì, questo fluido chimicamente attivo entra in un ciclo energetico di vulcanismo e attività tettonica. Questo processo forma 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 a zolle. 

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

I terremoti di subduzione possono essere molto potenti, poiché i guasti che si verificano lungo 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 verificò lungo questa zona nel 1700 d.C., e i sismologi pensano che l'area ne vedrà presto un'altra. 

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

A cura di Brooks Mitchell