Un enigma di vecchia data in geologia è come una placca tettonica può rompere il guscio duro della Terra e iniziare a immergersi sotto un altro nel processo noto come subduzione.

Ora, un nuovo studio descrive come una piccola frattura in una placca tettonica sia stata compressa e tirata per milioni di anni fino a quando non si è aperta e ha messo in moto un processo geologico incontrollato. Lo studio, di una zona di subduzione emergente al largo della Nuova Zelanda, è stato appena pubblicato sulla rivista Nature Geoscience .

"Ora sappiamo come si è nucleata la subduzione e quanto velocemente sta crescendo", ha affermato l'autore principale Brandon Shuck. "Questo è importante da sapere perché la subduzione è il principale motore della tettonica a zolle. Crea montagne, forma nuovi oceani e guida il ciclo chimico dalla terra profonda fino all'atmosfera". Shuck ha svolto il lavoro per la sua tesi di dottorato presso la Jackson School of Geosciences dell'Università del Texas; ora è ricercatore post-dottorato presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University.

Si ritiene che la Terra sia l'unico pianeta del Sistema Solare a subire la subduzione, che è la chiave del ciclo del carbonio che rende possibile la vita qui. "Crediamo che la subduzione non sia sempre avvenuta sulla Terra, quindi capire come si avvia oggi è un passo fondamentale per capire come il nostro mondo alla fine sia diventato un pianeta abitabile", ha affermato il coautore dello studio Harm Van Avendonk, uno scienziato ricercatore senior. presso l'Università del Texas.

La ricerca è iniziata nel 2018 a bordo della nave da ricerca di Lamont-Doherty Marcus G. Langseth al largo della Nuova Zelanda, dove Shuck e i suoi compagni hanno sopportato settimane di maltempo per raccogliere immagini sismiche dettagliate del fondale marino.

A terra, Shuck ha abbinato le immagini con campioni di roccia di altre spedizioni oceaniche. Ciò ha fornito una linea temporale geologica per ricostruire una lastra di decompressione. Secondo la sua ricostruzione, circa 16 milioni di anni fa è apparsa una piccola frattura nella placca australiana, che è cresciuta lentamente quando si è scontrata con altre placche tettoniche. Quando la rottura si è aperta abbastanza, la parte più pesante della placca ha sfondato il guscio roccioso terrestre (noto come litosfera), posizionandolo su un nastro trasportatore verso il basso che è continuato negli ultimi 8 milioni di anni. Oggi, il nuovo margine di subduzione è lungo circa 300 miglia.

"Questo è piuttosto piccolo sulla scala della tettonica globale", ha detto Shuck. "Ma continuerà a crescere fino all'Antartide". aveva predetto. "Una volta che diventa così grande, lunga più di 1.000 miglia, potrebbe cambiare il movimento delle placche tettoniche vicine."

Per ora, l'unico segno in superficie è una manciata di vulcani vicino all'Isola del Sud della Nuova Zelanda. La maggior parte è emersa negli ultimi centomila anni. È probabile che diventino una catena vulcanica più lunga man mano che la divisione si diffonderà a sud in futuro, ha affermato Shuck.

Lo studio di Shuck concilia due idee opposte su come inizia la subduzione:con il graduale avanti e indietro di placche che urtano l'una contro l'altra, o con placche che collassano spontaneamente e rapidamente sotto il loro stesso peso. La nuova ricerca suggerisce che a volte le due idee potrebbero essere entrambe parte dell'equazione.

"Il lavoro mostra che potrebbero esserci, invece, scenari multipli che guidano l'inizio della subduzione", ha affermato Fabio Crameri, un geofisico svizzero che ha scritto un Nature Geoscience commento a corredo dello studio. "Anche se lo stesso scenario non è vero per ogni zona di subduzione, il loro modello sfida i nostri attuali sistemi per classificare l'inizio della zona di subduzione ed evidenzia la necessità della modellazione 4D".