Subduzione: l'affondamento delle placche tettoniche

Subduzione, latino per "portato sotto", è un termine usato per un tipo specifico di interazione della placca. Succede quando una piastra litosferica ne incontra un'altra, cioè dentro zone convergenti—E la piastra più densa affonda nel mantello.

I continenti sono costituiti da rocce troppo galleggianti per essere trasportate molto più lontano di circa 100 chilometri di profondità. Quindi quando un continente incontra un continente, non si verifica alcuna subduzione (invece, le piastre si scontrano e si addensano). La vera subduzione accade solo alla litosfera oceanica.

Quando oceanico litosfera incontra la litosfera continentale, il continente rimane sempre in cima mentre il piatto oceanico subdotta. Quando due placche oceaniche si incontrano, le lastre più vecchie si sottomettono.

La litosfera oceanica si forma calda e sottile alle creste dell'oceano centrale e diventa spessa man mano che più roccia si indurisce sotto di essa. Mentre si allontana dalla cresta, si raffredda. Le rocce si restringono mentre si raffreddano, quindi la piastra diventa più densa e si trova più in basso rispetto alle piastre più giovani e più calde. Pertanto, quando due piastre si incontrano, la piastra più giovane e più alta ha un bordo e non affonda.

Le lastre oceaniche non galleggiano sull'astenosfera come il ghiaccio sull'acqua: sono più simili a fogli di carta sull'acqua, pronte ad affondare non appena un bordo può iniziare il processo. Sono instabili gravitazionalmente.

Quando una piastra inizia a subduttare, la gravità prende il sopravvento. Una piastra discendente viene generalmente definita "lastra". Dove si sottrae il fondo marino molto antico, la lastra cade quasi dritto verso il basso e dove vengono sottratte le piastre più giovani, la lastra scende a bassa profondità angolo. La subduzione, sotto forma di "attrazione della lastra" gravitazionale, è considerata la più grande forza motrice tettonica a zolle.

Ad una certa profondità, l'alta pressione gira la basalto nella lastra di una roccia più densa, eclogite (cioè a feldspato-pirosseno la miscela diventa granato-pyroxene). Questo rende la lastra ancora più desiderosa di scendere.

È un errore immaginare la subduzione come una partita di sumo, una battaglia di piastre in cui la piastra superiore forza quella inferiore verso il basso. In molti casi è più simile al jiu-jitsu: la piastra inferiore sta affondando attivamente mentre la curva lungo la sua il bordo anteriore lavora all'indietro (rollback della lastra), in modo che la piastra superiore sia effettivamente aspirata da quella inferiore piatto. Questo spiega perché ci sono spesso zone di stiramento, o estensione della crosta, nella piastra superiore nelle zone di subduzione.

Dove la lastra di subduzione si piega verso il basso, si forma una trincea di acque profonde. La più profonda di queste è la Fossa delle Marianne, a oltre 36.000 piedi sotto il livello del mare. Le trincee catturano molti sedimenti dalle masse terrestri vicine, molte delle quali vengono trasportate insieme alla lastra. In circa metà delle trincee del mondo, parte di quel sedimento viene invece raschiato. Rimane in cima come un cuneo di materiale, noto come un cuneo o prisma di accrescimento, come la neve davanti a un aratro. Lentamente, la trincea viene spinta al largo mentre la piastra superiore cresce.

Una volta iniziata la subduzione, i materiali sulla parte superiore della lastra - sedimenti, acqua e minerali delicati - vengono trasportati con sé. L'acqua, densa di minerali disciolti, sale nella piastra superiore. Lì, questo fluido chimicamente attivo entra in un ciclo energetico di vulcanismo e attività tettonica. Questo processo forma vulcanismo ad arco ed è talvolta noto come la fabbrica di subduzione. Il resto della lastra continua a scendere e lascia il regno della tettonica a zolle.

La subduzione forma anche alcuni dei terremoti più potenti della Terra. Le lastre normalmente subdottano ad una velocità di alcuni centimetri all'anno, ma a volte la crosta può attaccarsi e causare tensione. Questo immagazzina energia potenziale, che si libera come un terremoto ogni volta che si rompe il punto più debole lungo la faglia.

I terremoti di subduzione possono essere molto potenti, come il difetti si verificano lungo hanno una superficie molto ampia per accumulare tensione. La zona di subduzione di Cascadia al largo della costa nord-occidentale del Nord America, ad esempio, è lunga oltre 600 miglia. Un terremoto di magnitudo ~ 9 si verificò lungo questa zona nel 1700 d.C. e i sismologi ritengono che l'area ne vedrà presto un'altra.

Il vulcanismo causato dalla subduzione e l'attività sismica si verificano frequentemente lungo i bordi esterni dell'Oceano Pacifico in un'area conosciuta come l'anello di fuoco del Pacifico. In effetti, questa zona ha visto il otto terremoti più potenti mai registrati ed ospita oltre il 75% dei vulcani attivi e dormienti del mondo.

A cura di Brooks Mitchell