Un nuovo studio realizzato dai ricercatori dell'Istituto di Scienze della Terra Jaume Almera del Consiglio Nazionale delle Ricerche Spagnolo (ICTJA-CSIC) è riuscito a descrivere gli effetti della struttura litosferica sulla topografia dell'area dello Stretto di Gibilterra. Questa nuova ricerca mostra la struttura profonda del confine delle placche tra Africa ed Eurasia attraverso l'arco di Gibilterra. Descrive la distribuzione della densità, temperatura e composizione della litosfera e della sublitosfera (fino a 400 km di profondità).

Lo studio, pubblicato di recente in Journal of Geophysical Research:Solid Earth , stima che la topografia dello Stretto di Gibilterra nel dominio orogenico dei Betici e del Rif si abbassi di 1500 metri ed è legata alla subduzione nella regione dell'Arco di Gibilterra.

"Siamo stati in grado di descrivere la geometria litosferica e identificare anomalie sublitosferiche di temperatura e densità e collegarle con i loro effetti topografici sulla superficie, nell'area dello Stretto di Gibilterra e del Mare di Alborán, " disse Ivone Jiménez-Munt, ricercatore presso l'ICTJA-CSIC e primo autore dello studio.

"L'ispessimento della litosfera al di sotto del dominio tettonico Betics e Rif è legato alla subduzione della placca iberica, visibile nella tomografia sismica. Stimiamo che il peso di questa lastra litosferica che affonda nel mantello possa aver abbattuto la topografia dello Stretto di Gibilterra di circa 1500 m, " disse Jiménez-Munt.

"L'ultima parte di questa subsidenza potrebbe essere responsabile della riconnessione dell'Oceano Atlantico e del Mar Mediterraneo, che ha portato al ristagno del Mediterraneo dopo la Crisi Messiniana di Salinità, " hanno affermato i ricercatori nell'articolo.

Il nuovo modello proposto in questo studio costruisce la struttura litosferica lungo un geotransetto lungo 945 km, un profilo che si estende dal sud del Massiccio iberico meridionale fino all'Anti-Atlante, attraversando il Betics-Rif orogeno, lo stretto di Gibilterra, e le montagne dell'Atlante. L'area di studio è il risultato della convergenza tra la placca africana, spostandosi verso nord, e il piatto iberico.

Il lavoro mostra variazioni significative al confine tra la litosfera, lo strato terrestre più esterno che comprende la crosta e parte del mantello superiore, e l'astenosfera, uno strato più denso e fluido del mantello, su cui si muove la litosfera. Sotto le catene montuose dei Betici e del Rif il confine tra litosfera e astenosfera raggiunge i suoi valori massimi, circa 220 e 260 km di profondità, rispettivamente.

I ricercatori hanno sviluppato questo modello utilizzando il nuovo codice di modellazione LitMod2D _2.0 che integra petrologico (composizione chimica del mantello), geofisica (gravimetria, geoide, flusso di calore, topografia) e dati sismici esistenti.

"Mentre stavamo sviluppando il modello, abbiamo trovato difficoltà nell'adattare tutte le osservabili. Abbiamo rilevato anomalie nei dati geoide e gravimetrici, " ha detto Ivone Jiménez-Munt. "Il geoide è molto sensibile alle anomalie di densità profonda, " ha aggiunto. Queste discrepanze potrebbero essere spiegate solo dalla presenza della lastra subduttiva della placca iberica sotto il mare di Alboran a est del profilo studiato.

"Pensiamo che questa piastra che affonda più fredda e più pesante possa avere qualche influenza sull'anomalia rilevata del geoide, " ha affermato Jiménez-Munt. I ricercatori hanno incorporato nel modello un corpo con la stessa composizione geochimica della placca iberica e più freddo dell'astenosfera circostante. Sono stati quindi in grado di adattare gli osservabili. "Questa anomalia sublitosferica incorporata nel modello simula la placca in subduzione . Stimandone la densità, siamo stati in grado di simulare il suo effetto sulla superficie, " ha spiegato Jiménez-Munt.

L'area studiata è complessa. "Questo è il confine tra l'Africa e l'Eurasia, ma in questa zona il confine è diffuso e produce un'ampia area di deformazione. Nel passato, questo confine era saltato tra il sud della penisola iberica e il nord, nei Pirenei, e attualmente è distribuito tra i Betici e il Nord Africa. Sebbene sia un confine convergente, ci sono stati periodi di proroga, e si rafforza l'ipotesi che si tratti di una subduzione arcuata; questo è, una subduzione caratterizzata dalla "rottura" della lastra subduttiva dalla sua parte superiore da est a ovest, " dice Jiménez-Munt.

Montserrat Torné, Manel Fernández, Jaume Verges, Ajay Kumar, Alberto Carballo e Daniel García-Castellanos sono gli altri ricercatori ICTJA-CSIC coinvolti in questa ricerca.