Ti sei mai chiesto perché la superficie terrestre è separata in due mondi distinti:gli oceani e vasti tratti di terra?

Perché terra e acqua non sono più confuse, formare un paesaggio di laghi? E perché la maggior parte della terra è relativamente bassa e vicina al livello del mare, rendere le regioni costiere vulnerabili all'innalzamento dei mari?

La nostra nuova ricerca scopre le forze fondamentali che controllano la superficie terrestre. Questi risultati aiuteranno gli scienziati a calcolare come i livelli del suolo risponderanno allo scioglimento delle calotte glaciali e all'innalzamento del livello del mare, conseguenza del riscaldamento globale, oltre a fornire approfondimenti sui cambiamenti nell'area terrestre nel corso della storia del nostro pianeta.

Iceberg rocciosi

La ricerca si basa sul lavoro di uno dei primi geologo ispiratore. Nel 1855, l'astronomo britannico Royal George Biddell Airy ha pubblicato quello che è probabilmente uno dei più importanti articoli scientifici nelle scienze della terra, stabilire la comprensione di base di ciò che controlla l'elevazione della superficie del pianeta.

Airy era consapevole che la forma della Terra è molto simile a una palla fluida rotante, distorto dalle forze di rotazione in modo che si rigonfia leggermente all'equatore e si appiattisce ai poli. Ha concluso che l'interno della Terra deve essere simile a un fluido.

Le sue misurazioni della forza di gravità nei pozzi delle miniere hanno mostrato che l'interno profondo della Terra deve essere molto più denso delle parti poco profonde.

Airy ha quindi compiuto un salto straordinario nel pensiero scientifico. Propose che la parte esterna della Terra, che chiamò crosta, deve fluttuare sul "fluido" sottostante.

Un'analogia potrebbe essere un iceberg che galleggia nell'acqua, per sollevarsi dalla superficie, l'iceberg deve avere profonde radici ghiacciate.

Applicando lo stesso principio alla Terra, Airy ha proposto che anche la crosta terrestre avesse radici simili a iceberg, e maggiore è l'elevazione della superficie, più profonde devono essere queste radici, creando una crosta più spessa.

L'idea di Airy ha fornito una spiegazione fondamentale per i continenti e gli oceani. Erano rispettivamente regioni di crosta spessa e sottile. Alte catene montuose, come l'Himalaya o le Ande, erano alla base di una crosta ancora più spessa.

Placche tettoniche

Negli anni Sessanta, la nuova teoria della tettonica a zolle ha introdotto una complicazione. Ha aggiunto il concetto di placche tettoniche, che sono più fredde e più dense del mantello più profondo (lo strato geologico sotto la crosta).

Negli ultimi due decenni, i geofisici hanno finalmente messo insieme un quadro accurato della crosta nei continenti.

Abbiamo trovato un risultato sorprendente:sembra esserci poca relazione tra le elevazioni medie dei continenti e lo spessore della crosta sottostante, tranne che la crosta è molto più spessa che sotto gli oceani. La maggior parte del territorio si trova a poche centinaia di metri dal livello del mare, tuttavia lo spessore della crosta varia di oltre 20 km.

Allora perché non vediamo le differenze nello spessore crostale sotto un continente riflesse nella sua forma sopra? La nostra ricerca mostra che la spessa placca tettonica sottostante agisce come un'ancora, mantenendo le quote relativamente basse anche se la crosta galleggiante vuole salire più in alto.

Abbiamo usato misurazioni dello spessore delle placche tettoniche, recentemente determinato dalla velocità delle onde sismiche. La base delle placche continentali arriva fino a 250 km di profondità, ma la maggior parte è profonda tra 100 km e 200 km.

Abbiamo anche calcolato le densità dei diversi strati dalle variazioni della forza di gravità. Era chiaro che le radici dense delle placche erano in grado di abbattere la superficie della Terra esattamente nel modo necessario per spiegare le elevazioni effettive.

Un equilibrio di forze planetarie

L'Europa e l'Asia hanno altitudini medie molto simili di circa 175 m sul livello del mare. In Asia, sia la crosta che la placca tettonica sono più spesse che sotto il continente europeo, ma il peso dello spessore extra bilancia la tendenza della crosta più spessa a sollevarsi.

Ma perché c'è così tanta terra vicino al livello del mare? La risposta è l'erosione. Nel corso del tempo geologico, grandi fiumi logorano il paesaggio, trasportare frammenti di roccia in mare. In questo modo, i fiumi ridurranno sempre i continenti ad un'elevazione vicina al livello del mare.

L'Antartide orientale è l'eccezione che conferma la regola. È stato vicino al Polo Sud per centinaia di milioni di anni, con un clima troppo freddo perché i grandi fiumi erodano in modo significativo il paesaggio.

La crosta è stata "protetta" dalle forze dell'erosione ed è mediamente più spessa di circa 5 km rispetto a tutti gli altri continenti meridionali, ma ha uno spessore della piastra simile.

Il peso della vasta calotta glaciale dell'Antartico orientale sta spingendo verso il basso il substrato roccioso sottostante. Ma se tutto il ghiaccio si sciogliesse, la superficie dell'Antartide orientale si sarebbe ripresa nei successivi 10, 000 anni circa per formare il continente più alto di tutti.

Questo, Certo, non è motivo di conforto nella nostra attuale situazione climatica, con gran parte della popolazione mondiale che vive nelle zone costiere.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.