Per molto tempo, i geologi hanno ipotizzato che le Alpi si siano formate quando la placca adriatica da sud si è scontrata con la placca euroasiatica a nord. Secondo i libri di testo, la placca adriatica si è comportata come un bulldozer, spingendo materiale roccioso davanti ad esso in cumuli che formavano le montagne. presumibilmente, il loro peso ha successivamente spinto verso il basso la sottostante placca continentale, con conseguente formazione di un bacino sedimentario a nord adiacente alle montagne:l'altopiano svizzero della melassa. Col tempo, mentre le montagne si alzavano, il fondo del bacino sprofondava sempre più in profondità con il resto del piatto.

Alcuni anni fa, però, nuovi dati geofisici e geologici hanno portato il geofisico ETH Edi Kissling e Fritz Schlunegger, uno specialista in sedimenti dell'Università di Berna, per esprimere dubbi su questa teoria. Alla luce delle nuove informazioni, i ricercatori hanno ipotizzato un meccanismo alternativo per la formazione delle Alpi.

L'altitudine delle Alpi è appena cambiata

Kissling e Schlunegger hanno sottolineato che la topografia e l'altitudine delle Alpi sono cambiate appena negli ultimi 30 milioni di anni, eppure la trincea nel sito dell'altopiano svizzero ha continuato a sprofondare e il bacino si è esteso più a nord. Questo porta i ricercatori a ritenere che la formazione delle Alpi Centrali e lo sprofondamento della trincea non siano collegati come ipotizzato in precedenza.

Sostengono che se le Alpi e la trincea si fossero effettivamente formate dall'impatto di due placche premute insieme, ci sarebbero state chiare indicazioni che le Alpi erano in costante crescita. È perché, sulla base della precedente comprensione di come si sono formate le Alpi, la collisione delle piastre, la formazione della trincea e l'altezza della catena montuosa sono tutte collegate.

Per di più, la sismicità osservata negli ultimi 40 anni all'interno delle Alpi svizzere e del loro promontorio settentrionale documenta chiaramente l'estensione attraverso le catene montuose piuttosto che la compressione prevista per il modello di Adria mediante bulldozer.

Il comportamento della placca eurasiatica fornisce una possibile nuova spiegazione. Da circa 60 Ma fa, l'ex parte oceanica della placca eurasiatica sprofonda al di sotto della microplacca continentale adriatica a sud. Circa 30 Ma fa, questo processo di subduzione è così avanzato che tutta la litosfera oceanica è stata consumata e la parte continentale della placca eurasiatica entra nella zona di subduzione.

Questo denota l'inizio della cosiddetta collisione continente-continente con la microplacca adriatica e l'Europa superiore, la crosta più leggera si separa da quella più pesante, sottostante mantello litosferico. Perché pesa di meno, la crosta terrestre si solleva verso l'alto, creando letteralmente le Alpi per la prima volta circa 30 Ma fa. Mentre questo accade, il mantello litosferico sprofonda ulteriormente nel mantello terrestre, tirando così verso il basso la parte adiacente della piastra.

Questa teoria è plausibile perché le Alpi sono costituite principalmente da gneiss e granito e le loro rocce di copertura sedimentaria come il calcare. Queste rocce crostali sono significativamente più leggere del mantello terrestre, in cui lo strato inferiore della placca, il mantello litosferico, precipita dopo il distacco dei due strati che formano la placca continentale. "A sua volta, questo crea forti forze ascensionali che sollevano le Alpi dal suolo, " spiega Kissling. "Sono state queste forze ascendenti che hanno causato la formazione delle Alpi, non l'effetto bulldozer a seguito della collisione di due placche continentali, " lui dice.

Il nuovo modello conferma l'ipotesi dell'ascensore

Per indagare l'ipotesi lift, Luca Dal Zilio, ex studente di dottorato nel gruppo del professore di geofisica dell'ETH Taras Gerya, ha ora collaborato con Kissling e altri ricercatori dell'ETH per sviluppare un nuovo modello. Dal Zilio ha simulato la zona di subduzione sotto le Alpi:i processi tettonici a zolle, che ha avuto luogo nel corso di milioni di anni, e i relativi terremoti.

"La grande sfida con questo modello è stata colmare le scale temporali. Tiene conto dei cambiamenti fulminei che si manifestano sotto forma di terremoti, così come le deformazioni della crosta e del mantello litosferico nel corso di migliaia di anni, "dice Dal Zilio, autore principale dello studio recentemente pubblicato sulla rivista Lettere di ricerca geofisica .

Secondo Kissling, il modello è un ottimo modo per simulare i processi edificanti che lui e il suo collega stanno postulando. "Il nostro modello è dinamico, che gli dà un enorme vantaggio, " lui dice, spiegando che i modelli precedenti adottavano un approccio piuttosto rigido o meccanico che non teneva conto dei cambiamenti nel comportamento della piastra. "Tutte le nostre precedenti osservazioni concordano con questo modello, " lui dice.

Il modello si basa su leggi fisiche. Ad esempio, la placca euroasiatica sembrerebbe in subduzione verso sud. In contrasto con il normale modello di subduzione, però, in realtà non si muove in questa direzione perché la posizione del continente rimane stabile. Questo costringe la litosfera in subduzione a ritirarsi verso nord, facendo sì che la placca eurasiatica eserciti un effetto di aspirazione sulla relativamente piccola placca adriatica.

Kissling paragona l'azione a una nave che affonda. L'effetto di aspirazione risultante è molto forte, lui spiega. Abbastanza forte da attirare la microplacca adriatica più piccola in modo che entri in collisione con la crosta della placca eurasiatica. "Così, il meccanismo che mette in movimento le piastre non è infatti un effetto di spinta ma di trazione, " lui dice, concludendo che la forza motrice dietro di esso è semplicemente l'attrazione di gravità sulla piastra subduttiva.

Ripensare la sismicità

Inoltre, il modello simula il verificarsi di terremoti, o sismicità, nelle Alpi Centrali, l'Altopiano Svizzero e sotto la Pianura Padana. "Il nostro modello è il primo simulatore di terremoti per le Alpi centrali svizzere, " dice Dal Zilio. Il vantaggio di questo simulatore di terremoti è che copre un periodo di tempo molto lungo, il che significa che può anche simulare terremoti molto forti che si verificano molto raramente.

"Gli attuali modelli sismici si basano su statistiche, "Dal Zilio dice, "mentre il nostro modello utilizza leggi geofisiche e quindi tiene conto anche dei terremoti che si verificano solo una volta ogni poche centinaia di anni". Le attuali statistiche sui terremoti tendono a sottovalutare tali terremoti. Le nuove simulazioni migliorano quindi la valutazione del rischio sismico in Svizzera.