Gli esperimenti condotti all'Università di Oxford hanno rivelato che le placche tettoniche sono più deboli di quanto si pensasse in precedenza. La scoperta spiega un'ambiguità nel lavoro di laboratorio che ha portato gli scienziati a credere che queste rocce fossero molto più forti di quanto apparissero nel mondo naturale. Questa nuova conoscenza ci aiuterà a capire come le placche tettoniche possono rompersi per formare nuovi confini.

Il coautore dello studio Lars Hansen, Professore Associato di Fisica delle Rocce e dei Minerali presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Oxford, ha dichiarato:"La forza delle placche tettoniche è stato uno dei principali obiettivi della ricerca negli ultimi quattro decenni. Affinché la tettonica a zolle funzioni, le placche devono essere in grado di rompersi per formare nuovi confini di placca. È stato compiuto uno sforzo significativo per misurare la forza delle principali rocce ricche di olivina che compongono le placche utilizzando esperimenti di laboratorio.

"Sfortunatamente, quelle stime della resistenza delle rocce sono state significativamente maggiori della forza apparente delle placche osservata sulla Terra. Così, c'è una fondamentale mancanza di comprensione di come le placche possano effettivamente rompersi per formare nuovi confini. Per di più, le stime della resistenza della roccia da esperimenti di laboratorio mostrano una notevole variabilità, riducendo la fiducia nell'uso di esperimenti per stimare le proprietà della roccia".

La nuova ricerca, pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , utilizza una tecnica nota come "nanoindentazione" per risolvere questa discrepanza e spiegare come le rocce che compongono le placche tettoniche possono essere abbastanza deboli da rompere e formare nuovi confini di placche.

Il dottor Hansen ha dichiarato:"Abbiamo dimostrato che questa variabilità tra le precedenti stime di forza è il risultato di una speciale scala di lunghezza all'interno delle rocce - cioè, la resistenza dipende dal volume del materiale da testare. Per determinarlo abbiamo utilizzato esperimenti di nanoindentazione in cui uno stilo di diamante microscopico viene premuto sulla superficie di un cristallo di olivina. Questi esperimenti rivelano che la forza del cristallo dipende dalla dimensione della rientranza.

"Questo concetto si traduce in grandi campioni di roccia, per cui la forza misurata aumenta al diminuire della dimensione dei cristalli costituenti. Poiché la maggior parte degli esperimenti precedenti ha utilizzato rocce sintetiche con dimensioni dei cristalli molto più piccole di quelle che si trovano tipicamente in natura, hanno drasticamente sopravvalutato la forza delle placche tettoniche. I nostri risultati quindi spiegano l'ampia gamma di precedenti stime sulla resistenza delle rocce e forniscono conferma che la forza delle rocce che compongono le placche tettoniche è sufficientemente bassa da formare nuovi confini di placche».

Lo studio è stato una collaborazione internazionale che ha coinvolto scienziati della Stanford University, l'Università della Pennsylvania, Università di Oxford e Università del Delaware.

Il dott. Hansen ha aggiunto:"Questo risultato ha implicazioni oltre la formazione dei confini delle placche tettoniche. Migliori previsioni della forza delle rocce in queste condizioni ci aiuteranno a informarci su molti processi dinamici nelle placche. Ad esempio, ora sappiamo che l'evoluzione delle sollecitazioni sulle faglie sismiche dipende probabilmente dalle dimensioni dei singoli cristalli che compongono le rocce coinvolte. Inoltre, flessione delle placche sotto il peso di vulcani o grandi calotte glaciali, un processo intimamente legato al livello del mare sulla Terra, alla fine dipenderà anche dalla dimensione del cristallo."