Due terzi della superficie terrestre prendono forma nell’oscurità degli abissi, lungo una rete di fratture vulcaniche estesa per oltre sessantacinquemila chilometri nota come sistema delle dorsali medio-oceaniche. In questi luoghi avvolti dal mistero, le placche tettoniche si allontanano a una velocità di pochi centimetri all’anno, permettendo al mantello terrestre di risalire, fondersi parzialmente e dare vita a una nuova crosta oceanica. Fino ad oggi, la comprensione di questi complessi meccanismi si basava quasi esclusivamente su modelli teorici o tracce fossili, poiché monitorare eventi geologici così remoti e profondi rappresentava una sfida tecnologica quasi insormontabile.
Una svolta epocale è giunta grazie a uno studio straordinario pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature. Un team internazionale di scienziati, guidato dal ricercatore Jean-Yves Royer e supportato dal team scientifico OHA-GEODAMS, è riuscito per la prima volta nella storia a registrare una serie di osservazioni dirette e in situ di un evento di espansione del fondale marino. Questa scoperta non solo cattura la nascita della crosta terrestre “in flagrante”, ma offre risposte a quesiti geologici che attendevano una soluzione da decenni.
Il cuore dell’Oceano Indiano si apre: l’evento del 26 aprile 2024
L’eccezionale misurazione ha avuto come teatro la Dorsale Indiano-Sudorientale, una remota catena montuosa sottomarina che segna il confine dinamico tra la placca antartica e quella australiana. Gli scienziati avevano installato un osservatorio sismogeodetico autonomo nell’area alla fine di febbraio del 2024, posizionando la strumentazione proprio sul segmento undici della dorsale, una zona caratterizzata da una profonda valle assiale fiancheggiata da colline abissali e delimitata dalle imponenti faglie trasformi di Amsterdam e Boomerang.
Appena due mesi dopo l’inizio dell’esperimento, il 26 aprile 2024, la natura ha offerto ai ricercatori un’opportunità più unica che rara. Il cataclisma sottomarino ha esordito con uno sciame sismico violento e a rapida migrazione lungo la valle assiale, inaugurato da una scossa di magnitudo momento pari a 4.9, seguita rapidamente da una serie di terremoti distensivi superiori a magnitudo 5. La repentina migrazione delle scosse, che si muovevano a velocità sorprendentemente elevate lungo la faglia, ha tradito l’intrusione forzata di un esteso filone di magma all’interno della crosta oceanica.
I numeri di un cataclisma sottomarino: quattro metri di sprofondamento
I dati accumulati dai sensori sottomarini durante i sei giorni successivi alla crisi sismica iniziale hanno delineato uno scenario di deformazione strutturale dalle proporzioni colossali. La valle assiale ha subito uno sprofondamento verticale cumulativo pari a ben 4,2 metri. La dinamica temporale di questo collasso è stata fulminea, poiché l’ottantatré percento dell’intera sussistenza verticale si è consumato nelle prime sedici ore dall’inizio dell’evento sismico. Nelle fasi più concitate del fenomeno, il movimento del fondale ha raggiunto una velocità di picco impressionante, muovendosi al ritmo di cinque centimetri al minuto, per poi decelerare progressivamente nei giorni successivi fino a stabilizzarsi su un tasso di appena 1,2 centimetri al giorno a una settimana di distanza dal sisma.
Contemporaneamente al collasso verticale, i transponder acustici dislocati sui crinali sottomarini hanno registrato una netta estensione orizzontale della valle, che si è allargata di oltre un metro. Attraverso l’uso di complessi modelli matematici di dislocazione elastica in due dimensioni, gli scienziati hanno calcolato che l’estensione orizzontale complessiva indotta dall’evento si è attestata tra i due e i quattro metri. Per comprendere la portata di questo dato, basti pensare che una simile deformazione equivale a circa trentotto anni di lentissimo e costante allontanamento delle placche tettoniche calcolato su scale temporali geologiche.
Un fiume di magma sotto l’oceano: 160 milioni di metri cubi di lava
Dietro questa spaventosa dimostrazione di forza geologica si nascondeva lo svuotamento parziale di un immenso serbatoio magmatico situato nelle viscere della crosta sottomarina. Gli scienziati hanno interpretato la repentina sussistenza come il violento sgonfiamento di una lente di fuso magmatico, un serbatoio orizzontale largo circa 2,5 chilometri e localizzato a una profondità stimata di 3,6 chilometri al di sotto del fondale marino. La fortissima pressione interna ha spinto il magma liquido a farsi strada verso l’alto, incanalandosi in sottili fratture verticali chiamate dicchi.
Il magma non è rimasto intrappolato nelle profondità della Terra. Attraverso le fratture aperte e i piani di faglia, la roccia fusa è riuscita a raggiungere la superficie sottomarina, riversandosi direttamente a contatto con l’acqua gelida dell’oceano. Questo processo ha innescato un’eruzione effusiva sottomarina che si è protratta per circa sedici giorni, durante i quali sono stati espulsi oltre 160 milioni di metri cubi di lava sul fondale oceanico. L’interazione termica ravvicinata tra la lava incandescente e l’acqua marina è stata confermata sia dall’anomalo innalzamento della temperatura registrato dai sensori di pressione, sia dalla rilevazione di migliaia di impulsi acustici ad alta energia, noti come onde H, generati dal raffreddamento istantaneo e violento del flusso magmatico.
Risolto il mistero del deficit sismico delle dorsali oceaniche
Oltre alla spettacolarità intrinseca dei dati raccolti, il vero traguardo scientifico della ricerca guidata da Royer risiede nell’aver decifrato un enigma geologico di vecchia data: il cosiddetto deficit sismico delle dorsali medio-oceaniche. Da tempo i geologi si chiedevano per quale motivo queste strutture, pur essendo sedi della più imponente e continua deformazione tettonica del pianeta, rilasciassero una quantità di energia sismica sorprendentemente esigua se confrontata con i tassi di separazione delle placche.
I dati geodetici raccolti nell’Oceano Indiano hanno finalmente squarciato il velo di incertezza. Mettendo a confronto l’energia effettivamente sprigionata dai terremoti rilevati con la deformazione totale misurata dagli strumenti sul fondo marino, gli autori dello studio hanno scoperto che lo scivolamento delle faglie durante l’evento è stato sismico soltanto per il ventiquattro percento. Il restante settantasei percento dello spostamento è avvenuto in modo completamente asismico, ovvero attraverso un movimento lento, continuo e silenzioso delle rocce che non genera onde sismiche rilevabili dai sismografi tradizionali. Questo massiccio scivolamento asismico, strettamente interconnesso ai processi magmatici sottostanti e simile al collasso di una caldera vulcanica terrestre, si rivela essere il meccanismo primario mediante il quale le faglie delle dorsali accumulano e scaricano i propri spostamenti nel corso dei secoli.
Una nuova era per la geodesia marina secondo gli esperti
I risultati di questa memorabile campagna di ricerca aprono prospettive inedite per le scienze della Terra, equiparando l’efficacia dei sistemi di monitoraggio sottomarini a quelli storicamente utilizzati sulla terraferma. Nel consueto spazio di approfondimento News & Views che accompagna la pubblicazione su Nature, gli eminenti scienziati Ingo Grevemeyer e Lars Ruepke hanno sottolineato la portata storica dell’impresa, ricordando come i processi di espansione delle placche tettoniche sui fondali oceanici siano stati finora assai meno compresi rispetto a quelli terrestri a causa dell’estrema complessità insita nel condurre osservazioni scientifiche a grandi profondità.
Il successo ottenuto dal team di Royer dimostra empiricamente che i progressi tecnologici della geodesia sottomarina hanno colmato questo divario, rendendo possibili indagini ad alta precisione in ambienti un tempo considerati inaccessibili. Gli sviluppi futuri della ricerca dovranno ora concentrarsi sull’analisi comparativa di altri sistemi di dorsali oceaniche nel mondo, espandendo le osservazioni anche a quei segmenti che, a differenza della Dorsale Indiano-Sudorientale, si presentano poveri di magma e dominati prevalentemente da dinamiche puramente sismiche, così da completare il grande mosaico della tettonica planetaria.
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