Tettonica Globale

La moderna tettonica delle placche è una delle grandi teorie nella geologia moderna e anche una delle più giovani - la sua forma odierna è stata sviluppata in appena gli ultimi cinquanta anni. La tettonica delle placche è essenziale per comprendere la forma e la distribuzione dei continenti e mari, la genesi delle catene montuose e bacini sedimentari e dove è perche occorrono terremoti.

Già con le prime carte topografiche del continente americano (dal 1507 in poi) le somiglianze tra la costa del Sudamerica e l´Africa incuriosirono geografi e naturalisti. Nel 1602 il filosofo inglese Francis Bacon nota le somiglianze nel suo "Novum Organum", 38 anni dopo il frate François Placet pubblica un libretto in cui afferma che i due continenti erano collegati insieme prima del diluvio universale. L´idea del diluvio biblico per spiegare la forma dei continenti rimarrà popolare per i prossimi 250 anni.

Fig.1. Anche questa illustrazione - tratta dal libro inglese di Thomas Burnet "The Sacred Theory of the Earth" (1684) - cerca di spiegare i contorni dei continenti con il diluvio universale. Parti della crosta terrestre si fonde rilasciando grandi quantità d´acqua dal sottosuolo, che ricopre l´intero globo. Quando il livello di questo mare primordiale scende si formano i mari tra i continenti frantumati.


Il naturalista francese Buffon propone nel 1717 una connessione tra l´Irlanda e l´America per spiegare la distribuzione di certe conchiglie fossili scoperte su entrambi i lati dell´oceano. Tutti questi grandi naturalisti però rimangono vagì sui meccanismi in grado di frantumare o muovere interi continenti - il diluvio rimane l´idea più plausibile.

Una teoria alternativa è proposta dallo zoologo francese Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829): i continenti si muovono solo apparentemente - su un lato il mare erode le rocce dei continenti, mentre sul lato opposta si depositano nuovi sedimenti - in questo modo l´area complessiva delle terre emerse rimane sempre la stessa, ma si muovono sul globo terrestre. Sfortunatamente la teoria provoca poco interesse.
Nel 19° secolo il geologo americano James Dwigth Dana (1813-1895) propone una teoria che riscontrerà un´grande successo: la terra si sta lentamente raffreddando dopo la sua formazione e come ogni corpo perde volume - su un corpo più piccolo la crosta viene deformata è forma cosi catene montuose. Questa teoria era in concordanza con le conoscenze geofisiche dell´epoca (non si sapeva di fatto che la terra non si raffredda in modo veloce come proposto, anche perché il decadimento radioattivo produce calore), ma non poteva spiegare la distribuzione irregolare delle catene montuose - su una superficie di sfera le forze di pressione dovrebbero essere distribuite regolarmente, formando catene montuose in una struttura regolare.

Fig.2. Appena nel 1858 lo scienziato franco-americano Antonio Snider-Pellegrini pubblica la prima ricostruzione dell'America e dell'Africa che formano un singolo continente. In assenza di un meccanismo per spiegare questi movimenti suggerisce il diluvio - un'idea obsoleta ormai anche a quei tempi.

A meta del 20° secolo con la scoperta delle dorsali oceaniche (le prime carte geologiche del 1920-1960 rivelano che in questi punti si sta formando nuova crosta oceanica) si riscopre un'idea proposta agli inizi del 19° e 20° secolo: l´ipotesi della terra in espansione propone che il globo si sta espandendo, formando nuova crosta più giovane attorno ai vecchi resti della crosta primordiale che formano i continenti. Soprattutto il geologo Laszlo Egyed, basandosi sull´osservazione delle variazioni del livello marino in tempi geologici è la presenza delle dorsali oceaniche, formula una versione moderna di questa ipotesi. L´ingegnere tedesco Klaus Vogel sviluppa un modello in cui tutti i continenti ricoprono un globo terrestre 20% più piccolo di quello attuale.

Fig.2. Il geologo australiano Warren Cray e l´ingegnere tedesco Klaus Vogel (entrambi sostenitori della terra in espansione) discutendo un modello per illustrare la loro ipotesi (da OLDROYD 2007).

Tuttavia l´ipotesi della terra in espansione non è mai riuscita a formulare un meccanismo convincente per spiegare l´origine della massa o il volume necessario per "ingrandire" la terra. Il fisico tedesco Pascual Jordan in 1966 afferma che l´espansione é causata da una generale dilatazione dello spazio-tempo - simili idee pseudoscientifiche (particelle subatomiche dal sole che interagiscono con il nucleo terrestre, fusione nucleare che forma materiale esotico, etc…) seguono in oscure pubblicazioni - oggigiorno soprattutto in Internet. 

Delle ipotesi "più geologiche" comprendono l´accrescimento per la constante caduta di materiale dallo spazio, transizioni di fase mineralogiche nel mantello terrestre o la degassazione di fluidi da questo e la formazioni di grandi pennacchi di materiale che risalgono verso la superficie, gonfiando la terra. Queste ipotesi sono confutate dalle osservazioni attuali - il materiale proveniente dallo spazio è troppo poco per spiegare l´accrescimento (a parte che sarebbe di una propria composizione petrologica non comparabile al materiale terrestre) e le presupposte transizioni mineralogiche non sono state osservate nelle indagini tramite tomografia sismica effettuate (che al contrario mostrano la crosta oceanica in subduzione).

L´ipotesi della terra in estensione accetta le dorsali oceaniche come punto di formazione di nuova crosta, ma nega l´esistenza o riformula l´importanza delle fosse oceaniche, che sarebbero solo un fenomeno locale. Un punto di criticá è la lunghezza delle zone di formazione di nuova crosta che non coincide con le zone in cui vecchia crosta viene riciclata. Quest'affermazione è spesso sottolineata con delle carte topografiche planari, che comunque sono soggette a delle notevoli deformazioni di proiezione, soprattutto verso i poli con l´allungamento virtuale delle dorsali del mare artico e antartico. Inoltre questa critica non tiene conto che comunque ogni dorsale oceanica possiede una zona di subduzione connessa a questa - che non deve essere per forza perpendicolare a essa, poiché conta il vettore di movimento complessivo della placca in movimento.

Il geologo australiano S. Warren Carey (1912-2002) - uno dei più accaniti sostenitori della terra in espansione e che negò l´esistenza delle zone di subduzione - propose che semplici misurazioni con dei satelliti potrebbero confutare l´ipotesi della terra in espansione. Moderne osservazioni con il GPS hanno confermato con certezza che i continenti si stanno muovendo sulla superficie terrestre, ma nessun satellite ha mai misurato una dilatazione della terra. 

Una nuova teoria - in verità proposta in forma simile già all'inizio del 20° secolo - ha retto alle intemperie del tempo è ci spiega la dinamica della terra: la tettonica delle placche (tranne in Italia...)


Bibliografia:

FRISCH, W.; MESCHEDE, M. & BLAKEY, R. (2011): Plate Tectonics - Continental Drift and Mountain Building. Springer-Publisher: 212 MILLER, R. & ATWATER, T. (1983): Continents in Collision. Time-life books, Amsterdam: 176
OLDROYD, D.R. (2007): Die Biography der Erde. zur Wissenschaftsgeschichte der Geologie. Zweitausendeins-Verlag: 518