Mar Tirreno, un oceano in miniatura nel Mediterraneo: la geologia tra terremoti e vulcani sottomarini

Il Mar Tirreno è una porzione del Mar Mediterraneo, situata a ovest della penisola appenninica tra la Sardegna, la Corsica e la Sicilia. Da un punto di vista puramente geologico però, il Tirreno potrebbe essere definito un oceano e non un mare. Questo perché è in espansione, una caratteristica tipica degli oceani: nel corso del tempo, infatti, sul suo fondale è fuoriuscito magma che ha originato nuova crosta oceanica. Addirittura, circa 2 milioni di anni fa, la sua velocità di espansione raggiunse i 20 cm/anno, superando quella di tutti gli altri oceani. I numerosi vulcani sottomarini che si trovano sul suo fondale, tra cui il Marsili (il più grande d'Europa con 3000 m di altezza), e le cosiddette “anomalie magnetiche” del fondo oceanico testimoniano questo processo. L’area è geologicamente molto complessa perché oltre alle forze distensive è in atto anche lo sprofondamento della placca ionica, parte di quella africana, sotto l’arco calabro, parte della placca eurasiatica. Questo processo causa frequenti terremoti.

L’apertura del Mar Tirreno 10 milioni di anni fa

Fino a 10 milioni di anni fa, il Mar Tirreno non esisteva. Fu la collisione tra placche litosferiche, in particolare tra quella europea e quella africana, a determinarne l’apertura. I movimenti di queste placche, infatti, portarono un blocco di crosta terrestre che comprendeva le attuali Corsica e Sardegna (blocco sardo-corso) a staccarsi ruotando in senso antiorario verso sud-est. Tale movimento determinò uno spostamento verso est della catena appenninica che si stava formando, più rapido di quello del blocco sardo-corso. A causa di questa differenza di velocità, tra il blocco sardo-corso e la catena montuosa si aprì il Mar Tirreno, che inizialmente era strettissimo e che nel tempo si allargò sempre di più. Un’importante conseguenza dell’apertura del Tirreno è stata la chiusura dello Stretto di Gibilterra, con l’isolamento del Mediterraneo dall’Oceano Atlantico, che circa 6 milioni di anni fa lo ha portato a prosciugarsi per evaporazione.

Le caratteristiche oceaniche: una storia geologica simile

Le forze distensive causarono sul fondale del Mar Tirreno l’apertura di profonde fratture, da cui fuoriuscivano grandi volumi di magma proveniente dal sottostante mantello. È ciò che accade in corrispondenza delle dorsali oceaniche che attraversano gli oceani, dove gli sforzi distensivi fanno allontanare tra loro due placche litosferiche adiacenti. Il magma che fuoriesce dalla dorsale solidifica formando nuova crosta basaltica, che spinge lateralmente quella vecchia: questo meccanismo determina l’espansione dei fondali oceanici. In alcuni punti la risalita di magma diede origine ai numerosi vulcani sottomarini che si innalzano sul fondale del Tirreno.

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Il Mar Tirreno dal punto di vista geologico è un oceano: ecco perché

I vulcani sottomarini nel Mar Tirreno

Tra i vulcani sottomarini del Mar Tirreno, i più noti sono il Marsili, Palinuro, Vavilov e Sisifo.

• Marsili: è situato nel Tirreno meridionale, a circa 140 km a nord della Sicilia e 150 km a ovest della Calabria. Lungo 70 km e largo 30, è il vulcano più esteso in Europa. Questo stratovulcano si erge per 3000 m dal fondale e la sua sommità si trova 500 m al di sotto del livello del mare. La sua ultima eruzione si è verificata tra 2100 e 3000 anni fa. È considerato un vulcano attivo, ma se eruttasse l’acqua sovrastante sarebbe in grado di assorbire l’energia liberata dall’eruzione, evitando gravi conseguenze. Il Marsili, come il Palinuro, è ricco di depositi idrotermali, in corrispondenza dei quali si trovano metalli come rame, bario, argento e piombo.
• Palinuro: è un complesso vulcanico quiescente lungo circa 75-90 km situato nel Tirreno meridionale al largo delle coste di Campania e Calabria. Si estende tra 3200 m di profondità a 80 m sotto il livello del mare ed è caratterizzato da fenomeni vulcanici secondari, come emissioni di gas. Nel loro insieme, questi vulcani rappresentano una spaccatura della crosta terrestre da cui risalgono magmi provenienti dalle Isole Eolie, dal Tirreno centro-meridionale, e dall’area compresa tra la Puglia e la Calabria.
• Vavilov: lungo circa 30 km e largo 15 km, si erge per 2700 km dal fondale circa 160 km a sud-est delle coste campane e dell’area del golfo di Napoli. Ha originato eruzioni soprattutto tra 300.000 e 800.000 anni fa ed è considerato estinto.
• Sisifo: si trova a nord-ovest dell’isola di Alicudi e si estende da una profondità di 2010 m a 1080 m sotto il livello del mare. Con i suoi 1,3 milioni di anni, è considerato l’edificio vulcanico più antico di tutto l’arco eoliano.

Altri vulcani sottomarini comprendono Glauco, Glabro, Eolo, Enarete e una catena di piccoli vulcani tra la costa di Salerno e la Calabria.

L'estensione del Tirreno, un mare al centro del Mediterraneo

Il Mar Tirreno non solo si è espanso come un oceano, ma in passato lo ha fatto a una velocità sorprendente, superiore a quella di tutti altri oceani. Nel 2006 l’INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) ha infatti scoperto che tra 1,5 e 2 milioni di anni fa il Tirreno ha raggiunto una velocità di espansione pari a 20 cm/anno (quella dell’Oceano Pacifico è di 15 cm/anno). Questo record è stato raggiunto all’incirca dove si trova il Marsili. Nel corso del tempo si sono alternati periodi in cui l’espansione ha rallentato e altri in cui ha accelerato. Ma come facciamo a conoscere questi dettagli?

La velocità di espansione è stata determinata grazie alle cosiddette “anomalie magnetiche” del fondo oceanico. Il magma che fuoriesce da una dorsale oceanica, infatti, solidifica su entrambi i suoi lati formando nuova crosta basaltica. I suoi minerali ferromagnetici assumono l’orientazione del campo magnetico terrestre presente al momento della solidificazione. Il campo magnetico terrestre, infatti, inverte periodicamente il suo orientamento (il polo Nord magnetico prende il posto del polo Sud magnetico e viceversa). Il risultato è che ai lati della dorsale si formano bande parallele e simmetriche di rocce i cui minerali hanno un’orientazione uguale a quella del campo magnetico attuale (a polarità normale), alternate a bande in cui l’orientazione è opposta (a polarità inversa). Tali fasce testimoniano l’espansione del fondo oceanico e hanno permesso di calcolarne l’età correlando le anomalie con la scala temporale delle inversioni del campo magnetico terrestre (ricostruita studiando sequenze di lave sulla terraferma). A partire dall’età delle rocce e dalla loro distanza dalla dorsale è stato possibile calcolare la velocità di espansione degli oceani.

Geologia e sismicità del Mar Tirreno

L’area del Mar Tirreno è molto complessa dal punto di vista geologico. Oltre alle forze distensive che nel corso del tempo hanno portato all’apertura del bacino, è in atto anche il processo di subduzione, cioè di sprofondamento, della placca ionica sotto l’arco calabro. La placca ionica, costituita da litosfera oceanica, fa parte della placca africana e sta sprofondando fino a oltre 500 km di profondità nel mantello sotto l’arco calabro, costituito da litosfera continentale e parte della placca eurasiatica. Questo processo causa frequenti terremoti lungo le coste della Calabria e della Sicilia, sia per l’attrito all’interfaccia tra le due placche, sia per le deformazioni a cui sono soggette entrambe le placche. Alcuni di questi terremoti hanno un ipocentro molto profondo. Un terremoto particolarmente forte avvenuto nell’area nell’ultimo decennio, dovuto alla subduzione della placca ionica, è stato quello del 28 ottobre 2016, di magnitudo locale (ML) 5.8 e profondità di 481 km. Per comprendere meglio la sismicità dell’area i ricercatori dell’INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) studiano le dinamiche con cui avviene lo sprofondamento della placca ionica, basandosi sull’analisi delle onde sismiche.