Questo processo è stato al centro di uno studio condotto dal Prof. Zhong-Hai Li (Università dell'Accademia Cinese delle Scienze). "Rispetto alla subduzione matura a lungo termine, il suo inizio è più simile a un processo 'istantaneo' con registrazioni geologiche limitate. Inoltre, queste registrazioni subiscono erosione e modifica da parte della subduzione successiva. Di conseguenza, le registrazioni geologiche rimanenti sono rare, il che gioca come un ostacolo importante per una migliore comprensione del processo di inizio della subduzione," afferma Li.

I geologi hanno cercato di decifrare il processo SI analizzando i caratteristici reperti rocciosi. La documentazione magmatica caratteristica più ampiamente studiata è la sequenza rocciosa dell'avambraccio (basalto dell'avambraccio - boninite - tholeiiti dell'arco) nella zona di subduzione di Izu-Bonin-Mariana (IBM). Inoltre, le ofioliti di tipo SSZ (Supra-Subduction-Zone), ad esempio nel Troodos (Cipro) e nel Semail (Oman), hanno caratteristiche petrologiche e geochimiche comparabili con la sequenza dell'avambraccio IBM.

Pertanto, si propone inoltre che l'ofiolite SSZ possa essere generata durante l'inizio della subduzione. Un altro tipo di documentazione geologica per il SI è la suola metamorfica, che normalmente si colloca accompagnata dall'ofiolite SSZ. Tutte queste registrazioni magmatiche e metamorfiche indicano una condizione di alta temperatura e bassa pressione per SI.

Quindi, "la domanda è se il verificarsi di tutti gli inizi della subduzione in natura richieda una condizione così critica con temperature piuttosto elevate a profondità basse", afferma Li.

Nell'oceano odierno, ci sono diverse zone di subduzione in fase iniziale con registrazioni geologiche differenziali, ad esempio la zona di subduzione di Puysegur a sud della Nuova Zelanda. Questo processo SI è privo dei tipici record magmatici e metamorfici. Invece, i documenti geologici includono le risposte della deformazione strutturale e dell'evoluzione sedimentaria.

Allo stesso modo, ci sono una serie di giovani zone di subduzione oceanica nel Pacifico occidentale, ad esempio, la zona di subduzione dei Negri nel Mare di Sulu e le zone di subduzione di Sulawesi settentrionale e Cotabato nel Mare di Celebes. Le condizioni termiche in questi canali di subduzione incipiente dovrebbero essere più fredde, almeno inferiori alla temperatura richiesta per la generazione di ofiolite e suola metamorfica.

"Ciò indica quindi che la condizione di temperatura estremamente elevata a profondità basse, per la generazione di ofiolite e suola metamorfica osservate naturalmente, rappresenta solo il membro finale ad alta temperatura dell'inizio della subduzione, ma non può essere utilizzato come diagnostica per tutto il SI ," dice Li, e propone inoltre due regimi contrastanti per l'inizio della subduzione, ovvero i membri finali caldi e quelli freddi.

Il regime SI caldo è più "tradizionale", con le registrazioni geologiche delle rocce magmatiche e metamorfiche che sono state considerate come le risposte tipiche del SI e persino come la diagnostica per decifrare i casi paleo-SI negli orogeni. Al contrario, il regime SI freddo è privo di questo tipo di registrazioni magmatiche e metamorfiche, e quindi attira meno attenzione negli studi osservativi, ma si verifica per molte zone di subduzione.

"Di conseguenza, l'ofiolite SSZ e la suola metamorfica sono solo le tipiche registrazioni del SI caldo ma non sono necessariamente generate nel regime SI freddo. Pertanto, non possiamo utilizzare tali registrazioni rocciose specifiche per giudicare la presenza di SI o meno; invece, molteplici le risposte geologiche dovrebbero essere combinate insieme per avere una visione completa di questo problema sconcertante," dice Li.

Lo studio è pubblicato sulla rivista National Science Review .