La superficie terrestre non è un guscio rigido e immobile, ma un mosaico di placche che scorrono lentissimamente sopra il mantello, generando terremoti, vulcani e catene montuose.
Immagina di osservare un planisfero e di provare a far combaciare i contorni di Sud America e Africa: i due profili sembrano due pezzi di puzzle separati. Questa intuizione, avuta più di un secolo fa dal meteorologo tedesco Alfred Wegener, è la radice della moderna teoria della tettonica delle placche. Oggi sappiamo che i continenti non sono fissi, ma viaggiano alla velocità con cui ci crescono le unghie, qualche centimetro all'anno. In questa scheda capiremo come è fatta la crosta, perché si muove, dove si scontra e quali fenomeni produce sotto i nostri piedi.
Dalla deriva dei continenti alla teoria moderna
Nel 1912 Wegener propose che in passato esistesse un unico supercontinente chiamato Pangea, circondato da un solo oceano detto Pantalassa. La sua ipotesi spiegava perché fossili identici di rettili come il Mesosauro si trovano sia in Brasile sia in Sudafrica, oggi divisi da migliaia di chilometri di oceano. Wegener osservò anche tracce di antiche glaciazioni in India e in Australia, regioni oggi tropicali, segno che quelle terre dovevano trovarsi vicino al Polo Sud. Tuttavia non riusciva a spiegare quale forza muovesse blocchi così enormi, e per questo i geologi del suo tempo respinsero la teoria. Solo negli anni Sessanta, grazie ai dati raccolti sui fondali oceanici durante e dopo la seconda guerra mondiale, l'idea fu ripresa e trasformata nella teoria della tettonica delle placche. La differenza fondamentale è che non si muovono solo i continenti, ma intere porzioni di litosfera che includono crosta e parte superiore del mantello.
La struttura interna della Terra e la litosfera
Per capire come si muovono le placche bisogna ricordare che la Terra è organizzata in gusci concentrici: crosta, mantello e nucleo, distinti per composizione chimica. Dal punto di vista meccanico, invece, gli strati più esterni si dividono in litosfera, rigida e fragile, e astenosfera, plastica e capace di deformarsi lentamente come un materiale viscoso. La litosfera comprende la crosta e la parte più alta del mantello, raggiunge uno spessore di circa 100 km sotto gli oceani e fino a 200 km sotto i continenti più antichi. È proprio questa lastra rigida che si frammenta in placche, le quali galleggiano sull'astenosfera come grandi zattere su un fluido denso. Un'analogia utile è quella di un biscotto secco poggiato su una crema di nocciole: il biscotto è rigido, ma se la crema sotto si muove, anche il biscotto scivola e si spezza. Le placche principali sono sette o otto (Africana, Antartica, Eurasiatica, Indo-Australiana, Nordamericana, Sudamericana, Pacifica), affiancate da numerose placche minori come quella di Nazca, Filippina, Caraibica e Arabica.
I margini divergenti, convergenti e trasformi
I bordi tra placche sono i luoghi geologicamente più attivi del pianeta e si classificano in tre tipi a seconda del movimento relativo. Nei margini divergenti due placche si allontanano e tra loro risale magma dal mantello, che solidificandosi forma nuova crosta oceanica: l'esempio più studiato è la dorsale medio-atlantica, che attraversa l'Islanda dividendola lentamente in due. Nei margini convergenti due placche si avvicinano: se una è oceanica e l'altra continentale, la prima sprofonda nel mantello in un processo detto subduzione, dando origine a fosse oceaniche, vulcani esplosivi e catene come le Ande. Quando invece si scontrano due placche continentali, nessuna delle due affonda e i sedimenti vengono accartocciati verso l'alto: è così che si è formata la catena dell'Himalaya, dove il Monte Everest cresce ancora di qualche millimetro l'anno. Esistono infine i margini trasformi, dove due placche scorrono lateralmente l'una contro l'altra senza distruggere né creare crosta: la celebre faglia di Sant'Andrea, in California, è di questo tipo e provoca frequenti terremoti. Possiamo pensare a queste tre situazioni come a tre tipi di traffico: macchine che si allontanano, macchine che si scontrano frontalmente e macchine che si superano a fianco rasentandosi.
Le forze che muovono le placche
La domanda che bloccò Wegener trovò risposta con la scoperta dei moti convettivi nel mantello. Il calore proveniente dal nucleo, generato in parte dal decadimento di elementi radioattivi come uranio e torio, riscalda la base del mantello e mette in moto enormi celle convettive. Il materiale caldo sale lentamente verso l'alto, si raffredda sotto la litosfera e ridiscende, esattamente come l'acqua in una pentola sul fuoco prima di bollire. Oltre alla convezione, agiscono due forze importanti: la spinta della dorsale, dove il magma in risalita preme lateralmente, e il tiro della placca in subduzione, che trascina il resto della lastra come una tovaglia che scivola dal bordo del tavolo. Queste forze combinate spostano le placche di pochi centimetri all'anno, ma su tempi di milioni di anni producono spostamenti di migliaia di chilometri. È grazie a questo motore interno che il pianeta resta geologicamente vivo, mentre corpi più piccoli come la Luna, raffreddatisi del tutto, sono ormai immobili.
Le prove e le conseguenze visibili
La teoria della tettonica delle placche è oggi sostenuta da prove così numerose e indipendenti da renderla un pilastro delle scienze della Terra. Le strisce di magnetizzazione simmetriche sui fondali oceanici, scoperte vicino alle dorsali, mostrano che la crosta nuova si forma e si magnetizza secondo il campo magnetico terrestre del momento, che periodicamente si inverte. La distribuzione mondiale di terremoti e vulcani disegna con precisione i bordi delle placche, formando ad esempio la celebre Cintura di Fuoco intorno all'Oceano Pacifico. I sistemi GPS riescono oggi a misurare in diretta lo spostamento delle stazioni geodetiche, confermando velocità di qualche centimetro l'anno: il Giappone, per esempio, si è spostato di alcuni metri durante il terremoto del 2011. Sul lungo periodo, queste lentissime forze hanno costruito ogni catena montuosa, aperto ogni oceano e modellato il volto della Terra come la conosciamo. Capire la tettonica significa quindi leggere la storia del pianeta e prevedere, almeno statisticamente, dove i fenomeni sismici e vulcanici saranno più probabili.
Ricorda
Punti chiave da fissare:
- La litosfera è divisa in placche rigide che si muovono sull'astenosfera plastica, spinte dai moti convettivi del mantello.
- Esistono tre tipi di margini: divergenti (si allontanano), convergenti (si avvicinano, con subduzione o collisione) e trasformi (scorrimento laterale).
- Terremoti, vulcani e catene montuose si concentrano lungo i bordi delle placche, mentre le aree interne sono geologicamente più stabili.
- Le prove principali sono i fossili e le rocce comuni a continenti oggi separati, le strisce magnetiche dei fondali, la sismicità e le misure GPS.
Esercizio di verifica da svolgere sul quaderno: disegna un planisfero schematico e colora con tre colori diversi i tre tipi di margine lungo i bordi delle placche principali; poi scrivi accanto a ciascun colore almeno un esempio reale (una dorsale, una zona di subduzione, una faglia trasforme) e un fenomeno geologico tipico associato.