Sfondo burger-menu
21 Maggio 2022
7:30

Tettonica delle placche: cos’è e come funziona con parole semplici

La tettonica delle placche è una teoria che permette di spiegare molti dei fenomeni che riguardano il nostro pianeta, come terremoti, vulcani e orogenesi.

2.824 condivisioni
Tettonica delle placche: cos’è e come funziona con parole semplici
tettonica-placche

La tettonica delle placche è una teoria secondo la quale la porzione superficiale del nostro pianeta, la litosfera, è suddivisa in placche (talvolta chiamate anche "zolle"). Queste non sarebbero altro che grandi porzioni di crosta terrestre (e in piccola parte anche di mantello superiore) che si muovono continuamente le une accanto alle altre, come in un grande puzzle. Oltre alla ventina di placche principali vanno aggiunte le cosiddette “micro-placche”, di dimensioni inferiori. Questa teoria, in uso tutt’oggi, fu elaborata da Alfred Wegener nel corso del Ventesimo secolo e si basa sull’idea che il calore all’interno del nostro pianeta, tramite i cosiddetti moti convettivi, permetta alle placche di muoversi – anche se, come vedremo, esistono anche teorie alternative a questo modello.
Questa teoria è riuscita a far convergere molti fenomeni che fino a poco tempo prim, sembravano sconnessi tra loro, come terremoti e vulcani oppure orogenesi ed espansione degli oceani: per questo motivo viene definita “teoria unificante”. Volendo fare un parallelismo, per i geologi questa teoria ha avuto la stessa importanza che ha avuto la scoperta dell'atomo per i chimici!

Le placche tettoniche

La crosta terrestre, così come una piccola porzione di mantello sottostante, si comporta in modo fragile, tendendo a “spezzarsi” piuttosto che a “piegarsi” se sottoposta a sforzi. Questa porzione dal comportamento fragile viene chiamata litosfera: ciascuna delle porzioni nelle quali si “spezza” viene chiamata placca litosferica. Ciascuna placca ha confini irregolari ma ben definiti, un po' come fossero degli Stati: per questo motivo possiamo tracciarne i confini su una mappa! Nell'immagine sottostante, ad esempio, sono riportate le principali placche tettoniche presenti sul nostro pianeta.
Attenzione: le placche litosferiche non coincidono con i continenti!

Placche tettoniche

Come funziona la teoria della tettonica delle placche e cosa spiega

La teoria della tettonica delle placche è detta “unificante” perché permette di spiegare in un colpo solo numerosi fenomeni che, fino a quel momento, non erano correlabili tra loro. Ma come ha fatto Wegener a capire che la litosfera era composta da placche, come se fosse un grande puzzle in movimento?

La scintilla si accese quando, negli anni ‘30, lo scienziato lesse su un giornale del ritrovamento degli stessi fossili in Africa e in Sudamerica. L’unica spiegazione logica era che, in passato, i due continenti fossero uniti! Riuscì quindi a capire che le placche si erano mosse, ma non riuscì a capirne subito il meccanismo. Fu necessario attendere il 1928, quando il geologo Arthur Holmes ipotizzò la presenza di moti convettivi, cioè movimenti nel mantello causati da differenze di temperatura. A questa seguì nel 1960 la teoria dell’espansione degli oceani a partire dalle dorsali medio oceaniche: si capì, per farla breve, che in mezzo all’oceano esistono dei vulcani sottomarini che producono nuova crosta, mentre quella vecchia viene riassorbita nel mantello attraverso un processo noto come subduzione.

I margini di placca

I movimenti delle placche possono dare vita a tre differenti tipologie di margine: convergente, divergente e trascorrente.

Margini convergenti

Con il nome “margine convergente” si definiscono tutte quelle aree del mondo dove due placche tettoniche si scontrano. Queste possono essere sia di tipo continentale che oceanico e, in molti casi, quello che si verifica è il fenomeno della subduzione. Di che si tratta?

fossa subduzione
Schema di un margine attivo. Le gocce arancioni rappresentano la risalita di magma. (Credit: Kylara Martin).

Come ben visibile dall'immagine soprastante, la subduzione è un fenomeno che si verifica quando due placche si scontrano: se una è più densa dell'altra, questa tenderà a "scivolare" sotto a quella meno densa. Durante la discesa la placca che subduce si riscalda a tal punto da fondere parzialmente, creando quello che a tutti gli effetti possiamo chiamare magma (in figura, questo corrisponde al punto dove sono presenti goccioline arancioni). La formazione di questo magma, per differenze di densità e temperatura, tenderà a risalire, dando vita a vulcani.
Se a scontrarsi sono due porzioni di litosfera oceanica si formerà un arco vulcanico, mentre se a scontrarsi sono litosfera oceanica e continentale, si formerà una fossa con fenomeni di vulcanismo continentale – come accade in buona parte della costa pacifica sudamericana.

Se invece a scontrarsi sono due porzioni di litosfera continentale, la loro densità è troppo bassa per far sì che una delle due vada in subduzione. In questi casi si verifica il fenomeno dell'orogenesi, cioè quel processo che permette di dar vita alle montagne. Quando ciò accade le placche si “accartocciano” le une sulle altre, andando a creare un rilievo che sarà tanto più alto quanto più lunga e intensa sarà la spinta tettonica. Un buon esempio di orogenesi è quello dell’Himalaya. La catena si è formata proprio a causa della spinta del subcontinente indiano contro quello Eurasiatico – e quella stessa spinta è in atto tutt’oggi!
Indipendentemente dalla tipologia di placche coinvolte, i margini convergenti tendono a dar vita a numerosi terremoti: non a caso sia l'Himalaya che tutti i Paesi lungo la Cintura di fuoco (cioè il "bordo" dell'Oceano Pacifico, caratterizzato da subduzione) sono spesso colpiti da violenti sismi.

himalaya tettonica
Movimenti della placca indiana nel tempo (credit: USGS).

Margini divergenti

I margini divergenti corrispondono a zone dove due placche si allontanano. Potremmo dire in altre parole che è in questi punti che si genera la nuova crosta terrestre, a differenza dei margini attivi che si “mangiano” la vecchia crosta.

dorsale medio oceanica
Schema di una dorsale oceanica. La freccia “MORB” rappresenta la risalita del magma (Credit: 37ophiuchi BrucePL).

Come si vede dall'immagine soprastante, l’allontanamento tra le placche permette alla crosta di essere più sottile. Questo, a sua volta, favorisce la risalita di magma dal mantello e la formazione di una lunga serie di vulcani sottomarini: si tratta delle dorsali oceaniche. Una tra le dorsali più famose è quella medio-atlantica che, come una cicatrice, taglia in due l'Oceano Atlantico.
I margini divergenti, però, possono anche dare vita a nuovi oceani: un ottimo esempio è quello della Rift Valley africana. Si tratta di una depressione lunga quasi 6000 km che rappresenta l'allontanamento tra diverse placche tettoniche: qui, tra milioni di anni, si formerà un nuovo oceano!

Formazione Rift Valley

Margini trascorrenti

I margini trascorrenti si formano quando due placche scorrono orizzontalmente le une accanto alle altre. Dal momento che i bordi delle placche sono molto irregolari, spesso queste si “incastrano” le une con le altre ed iniziano ad accumulare energia che, prima o poi, verrà sprigionata sotto forma di terremoto. Un caso particolarmente evidente è quello della faglia di San Andreas. Qui si verifica lo scorrimento laterale tra la placca Pacifica e quella Nordamericana, causando in tutta l’area occidentale del Paese forti terremoti. Consideriamo infatti che la faglia è lunga ben 1287 chilometri e nel 1906 un violento terremoto ha raso quasi completamente al suolo la città di San Francisco.

Da cosa sono causati i movimenti tettonici?

Rispondere a questa domanda è tutt'altro che semplice. Sappiamo che la litosfera si comporta in modo rigido e che, sotto di lei, è presente l'astenosfera, cioè quella porzione del mantello terrestre che tende a comportarsi in modo plastico – cioè tende a "scorrere" piuttosto che a spezzarsi. Storicamente, per spiegare il rapporto che lega litosfera e astenosfera è stato utilizzato il modello dei "moti convettivi". Di che si tratta?

convezione-mantello

Il mantello è costituito da porzioni di roccia solida che, nel corso dei tempi geologici, si deformano, riuscendo a “fluire” secondo un gradiente termico: la roccia più calda sale, si raffredda e tende a scendere nuovamente, trascinando con sé le placche tettoniche che si trovano al di sopra. Si tratta grossomodo dello stesso principio che ci permette di scaldare l’acqua in una pentola: il fondo è caldo, l’acqua calda risale, si raffredda e ridiscende nuovamente, innescando un ciclo che continuerà fintanto che il fornello sarà acceso – o, nel caso della Terra, fin tanto che al suo interno ci sarà sufficiente calore. Ovviamente questo ciclo, a differenza della pentola, non avviene in pochi minuti ma nel corso delle ere geologiche!

Oltre ai moti convettivi, però, esistono anche altre teorie: una tra le più accreditate è quella del cosiddetto “slab-pull”. Questa teoria afferma che le crosta oceanica, essendo più densa dell'astenosfera, tenderebbe a sprofondare nelle zone di subduzione per gravità, trascinando con sé la porzione di litosfera a cui è attaccata. Questo causerebbe una "rottura" in corrispondenza delle dorsali oceaniche, che è dove si forma nuova crosta oceanica.
Una teoria concettualmente simile è quella del "ridge-push", dove la spinta per far avvenire la subduzione è quella originata lungo le dorsali durante la produzione di nuova crosta oceanica.

Il ciclo di Wilson

Quello che ancora non abbiamo detto è che le placche si evolvono nel corso del tempo, seguendo il cosiddetto Ciclo di Wilson. Secondo questo modello, le placche costituite da litosfera oceanica  – una volta spenta la dorsale che le alimenta – sono destinate ad essere riassorbite nel mantello tramite subduzione. Questo causerà la chiusura dell'oceano, facendo avvicinare i continenti e causando eventualmente nuovi fenomeni orogenetici. Allo stesso tempo si svilupperanno nuove aree di rift (cioè di separazione tra placche), dando vita a nuovi mari e oceani. Si stima che un ciclo di Wilson duri all’incirca mezzo miliardo di anni: pensate che prima di avere tanti continenti separati come oggi, sulla Terra era presente un unico continente, la Pangea, circondato da un unico grande oceano, Panthalassa.
Tra circa 300 milioni di anni, secondo questo modello, si formerà un nuovo super-continente, il cui aspetto è stato ipotizzato da diversi studi geofisici.

Immagine
Rappresentazione schematica del ciclo di Wilson (credit: Hannes Grobe/AWI).
Avatar utente
Stefano Gandelli
Redattore
Sono un geologo appassionato di scrittura e, in particolare, mi piace raccontare il funzionamento delle cose e tutte quelle storie assurde (ma vere) che accadono nel mondo ogni giorno. Credo che uno degli elementi chiave per creare un buon contenuto sia mescolare scienza e cultura “pop”: proprio per questo motivo amo guardare film, andare ai concerti e collezionare dischi in vinile.
Sfondo autopromo
Cosa stai cercando?