Il movimento delle placche: Plate Tectonics Mechanism

Di Sabine Stanley, Ph.D., Johns Hopkins University
Mappa che mostra il movimento su larga scala di sette grandi placche tettoniche e molte placche più piccole.
Le placche tettoniche del mondo sono state mappate nella seconda metà del XX secolo.
(Immagine: USGS/Public domain)

La Terra ha sette grandi placche tettoniche e alcune placche più piccole. Le placche galleggiano su un mantello superiore più debole o astenosfera. Prendono il nome dai principali continenti e dai fondali oceanici che comprendono. Alcune delle placche principali includono la placca del Pacifico, la placca nordamericana, la placca sudamericana, la placca eurasiatica e la placca africana. La più grande tra queste placche, la placca del Pacifico, si trova sotto l’Oceano Pacifico. Circa 250 milioni di anni fa, queste placche erano tutte disposte in modo tale da formare un gigantesco supercontinente chiamato “Pangea”. Tuttavia, in un periodo di tempo, il movimento delle placche ha portato alla disintegrazione della Pangea e alla formazione delle attuali forme continentali.

Impara di più sulla Deriva Continentale.

Le placche tettoniche si muovono a passo di lumaca

Le placche rigide della superficie terrestre sono in costante movimento le une rispetto alle altre. Queste placche si muovono ad un ritmo molto lento di circa pochi centimetri all’anno. Questo perché i solidi si muovono, scorrono e si deformano molto, molto lentamente. Materiali come l’acqua che hanno tempi più brevi di flusso hanno viscosità più basse, mentre i solidi come le rocce hanno viscosità più alte. Quindi, la velocità con cui i solidi si muoveranno sarà estremamente lenta. Allo stesso modo, le viscosità dei vari strati del mantello terrestre sono diverse. La viscosità delle placche litosferiche è cento volte superiore a quella dello strato superiore del mantello, l’astenosfera. Quindi, in confronto, l’astenosfera scorre molto più velocemente ed è più deformabile rispetto alla litosfera.

Mappa dettagliata che mostra le placche tettoniche con i loro vettori di movimento.
I vettori di movimento di una placca sono una funzione di tutte le forze che agiscono sulla placca. Le placche attaccate alle placche di subduzione si muovono più velocemente delle altre placche. (Immagine: Eric Gaba/CC BY-SA 3.0/Public domain)

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Confini tettonici delle placche: Trasformazione, Divergenza e Convergenza

Nonostante il lento movimento delle placche tettoniche, i confini tra queste placche potrebbero essere geologicamente attivi. Questo perché queste placche tettoniche si muovono l’una rispetto all’altra. Il movimento dei confini della tettonica a placche può essere classificato come segue:

  • Transform Boundary – Questo si verifica quando due placche scivolano l’una sull’altra. Un esempio è la placca del Pacifico che scivola a nord-ovest rispetto alla placca nordamericana; questo è segnato dalla famosa faglia di San Andreas. I terremoti sono comuni lungo queste faglie e la faglia di San Andreas causa alcuni dei forti terremoti in California.
Diagramma che mostra tre tipi di confini tettonici e l'attività geologica ad ogni confine.
Esempi di attività geologica ai confini delle placche trasformate, divergenti e convergenti. (Immagine: Jose F. Vigil. USGS/Public domain)
  • Confine divergente: si verifica quando due placche tettoniche si allontanano tra loro. Quando le placche si allontanano, si apre una fessura e la roccia fusa si precipita dal mantello alla superficie. L’apertura o fessura aiuta ad abbassare la pressione dello strato del mantello e permette al materiale fuso di arrivare in superficie. La roccia fusa poi si solidifica per creare una nuova crosta superficiale. I casi di movimenti di confine divergenti nel mezzo dell’Oceano Atlantico includono le placche africana e sudamericana, così come le placche eurasiatica e nordamericana. Il movimento divergente delle placche nel mezzo dell’Atlantico ha portato alla formazione del Mid-Atlantic Ridge, una gigantesca catena montuosa nel mezzo dell’Oceano Atlantico. Con una lunghezza di circa diecimila miglia e un’altezza di oltre un miglio, è la catena montuosa più lunga della Terra.
  • Convergenza di confine: si verifica quando due placche si muovono una verso l’altra. La nuova crosta formata sulle creste si raffredda e inizia a muoversi verso un’altra placca. La più densa delle due placche si piegherà sotto l’altra placca nel mantello. Le zone in cui le placche sprofondano di nuovo nel mantello sono conosciute come zone di subduzione e sono geologicamente attive. I forti terremoti intorno alla placca del Pacifico sono conseguenze delle subduzioni in queste regioni.
    Inoltre, le zone di subduzione possono anche causare eruzioni vulcaniche, poiché le placche in subduzione sperimentano temperature e pressioni più elevate nelle profondità della Terra. Infatti, ci sono vulcani lungo tutto il bordo della placca del Pacifico dalla costa occidentale del Nord e Sud America alla costa orientale dell’Asia. La serie di vulcani associati alla placca è conosciuta come “l’anello di fuoco”.

Impara di più sul punto caldo vulcanico vicino a una dorsale medio-oceanica, formata da placche tettoniche in movimento.

Convezione della mantagna

La superficie esterna della Terra è più fredda rispetto ai suoi interni caldi. In effetti, una placca più fredda e più densa della superficie terrestre affonda nella zona di subduzione e continua a scendere fino a raggiungere il confine nucleo-mantello. Un’ulteriore discesa verso il nucleo non è possibile perché il nucleo è composto da ferro, che è molto più denso delle rocce del mantello. In un periodo di circa 200 milioni di anni, la lastra subdotta alla fine raggiunge il fondo del mantello. La lastra raggiunge la stessa temperatura delle rocce circostanti e diventa parte del mantello. Contemporaneamente, nuove croste si formano sulle dorsali medio-oceaniche, e queste nuove placche superficiali sono esposte alle temperature più fredde della superficie della Terra. L’intero processo è chiamato convezione del mantello. Così, la superficie terrestre viene costantemente riciclata, mentre nuove croste vengono create sulle dorsali e le vecchie superfici vengono distrutte nelle zone di subduzione.

Domande comuni sul meccanismo della tettonica a placche

D: Il mantello superiore della Terra è in forma fusa?

È un’idea sbagliata che le rocce del mantello superiore siano fuse. Il mantello terrestre è fatto di roccia solida. Nonostante le temperature più elevate, da 1000° a 3500°C, esse rimangono solide perché subiscono pressioni fino a circa un milione di bar.

D: Cosa sono i vulcani a punto caldo?

Quando le rocce nel mantello si fondono, il pennacchio sale in superficie come vulcani hot-spot. Ci sono circa 40 punti caldi in tutto il mondo, le cui manifestazioni più note sono le isole di Islanda e Hawaii.

D: Le montagne sottomarine sorgono sopra l’oceano?

Sì, le montagne sottomarine si ergono sopra l’oceano. In luoghi come l’Islanda, c’è più attività vulcanica rispetto ad altre parti della catena medio-atlantica. Questo è dovuto alla presenza di un certo numero di vulcani hot-spot nella regione. L’Islanda ha anche la distinzione unica di avere sia vulcani hot-spot che confini di placca delle placche tettoniche nordamericane ed eurasiatiche.

D: Perché è difficile studiare la storia della Terra?

La Terra ricicla costantemente la sua superficie e anche le parti meglio conservate della Terra sono soggette a continui processi di erosione, precipitazioni e venti. Questo significa che le vecchie superfici della Terra stanno rapidamente scomparendo e molto poco è disponibile per l’esame.

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