Tibet: Il Segreto Nascosto del suo Sollevamento? Non Tutta Colpa della Collisione!

Ciao a tutti, appassionati di misteri della Terra! Oggi vi porto in un viaggio incredibile, fino al “tetto del mondo”, l’altopiano del Tibet. Un luogo maestoso, con un’altitudine media pazzesca di circa 5 km, una crosta terrestre spessa il doppio del normale (parliamo di 70 km e più!) e un’influenza enorme sul clima globale e sugli ecosistemi asiatici. Da sempre, la spiegazione classica per la nascita di questo gigante è stata la titanica collisione tra la placca indiana e quella asiatica, iniziata decine di milioni di anni fa. Una sorta di “incidente cosmico” in super slow-motion che avrebbe accartocciato e sollevato la crosta terrestre. Logico, no?

Beh, tenetevi forte, perché le cose potrebbero essere un po’ più complicate e affascinanti di così! Recenti scoperte, basate su ricostruzioni della paleo-altitudine (cioè quanto era alto il terreno milioni di anni fa), suggeriscono qualcosa di sorprendente: una parte fondamentale del Tibet meridionale, l’arco vulcanico del Gangdese, potrebbe aver raggiunto altezze considerevoli, superiori ai 4 km, prima o quasi contemporaneamente all’inizio della famosa collisione India-Asia. Un vero rompicapo! Se non è stata (solo) la spinta dell’India a sollevare così tanto quella regione, allora cos’è stato?

La Storia Classica e i Nuovi Indizi

Partiamo dalla versione “ufficiale”: la placca indiana, viaggiando verso nord, si scontra con l’Asia. L’impatto, avvenuto secondo le stime più accreditate circa 59 milioni di anni fa (nel Paleocene superiore/Eocene inferiore), avrebbe progressivamente ispessito la crosta e sollevato l’intero altopiano. È una spiegazione potente e supportata da molte prove.

Tuttavia, come dicevo, i dati sulla paleo-altitudine dell’arco del Gangdese non tornano perfettamente. Già tra 83 e 78 milioni di anni fa, questa zona era a quasi 3 km di altezza, e tra 60 e 54 milioni di anni fa (proprio a cavallo dell’ipotetico inizio della collisione) aveva già superato i 4 km! Come è possibile? Sono state proposte varie idee: un ispessimento crostale precedente, la rottura (break-off) della placca oceanica Neo-Tetide che sprofondava sotto l’Asia, o la delaminazione (una sorta di “scollamento”) del solo mantello litosferico sotto la crosta. Ma nessuna di queste spiegazioni sembrava quadrare perfettamente con tutti i dati a disposizione, soprattutto per quanto riguarda l’evoluzione dello spessore e della densità della crosta e della temperatura sotto di essa.

Scavare più a Fondo: Cosa Ci Raccontano le Rocce (e l’Intelligenza Artificiale!)

Qui entriamo in gioco noi scienziati con i nostri strumenti high-tech e le nostre analisi certosina. Per capire meglio cosa sia successo laggiù, abbiamo usato un approccio combinato. Prima di tutto, abbiamo ricostruito l’evoluzione dello spessore della crosta dell’arco del Gangdese negli ultimi 100 milioni di anni. Come? Utilizzando un modello di machine learning (intelligenza artificiale) addestrato su un’enorme quantità di dati geochimici (la composizione chimica delle rocce magmatiche) e geofisici. Questo modello è più robusto dei metodi precedenti, perché funziona bene sia in contesti di arco vulcanico (come era il Gangdese prima della collisione) sia in contesti di catena montuosa collisionale (come è diventato dopo).

E qui arriva il colpo di scena: i nostri risultati mostrano che tra circa 80 e 55 milioni di anni fa, lo spessore della crosta dell’arco del Gangdese non è aumentato, anzi, è diminuito drasticamente! Siamo passati da uno spessore medio di circa 60 km a circa 40 km. Una perdita di ben 20 km di crosta! Questo dato è supportato anche dall’analisi delle rocce metamorfiche trovate alla base dell’arco: le loro condizioni di pressione e temperatura indicano profondità di formazione compatibili con questo assottigliamento.

Ma non è tutto. Abbiamo anche analizzato l’evoluzione della temperatura nella litosfera (la parte rigida più esterna della Terra, che comprende la crosta e la parte superiore del mantello). Studiando le condizioni di temperatura e pressione registrate dalle rocce metamorfiche, abbiamo scoperto che nello stesso periodo in cui la crosta si assottigliava (tra 80 e 55 milioni di anni fa), il gradiente geotermico (cioè quanto aumenta la temperatura scendendo in profondità) è aumentato. In pratica, la litosfera sotto il Gangdese si stava scaldando.

Infine, abbiamo fatto dei calcoli isostatici. L’isostasia è il principio per cui la crosta “galleggia” sul mantello sottostante, più denso. L’altezza di una montagna dipende non solo dallo spessore della sua “radice” crostale, ma anche dalla sua densità media e dalla temperatura della litosfera. Incrociando i dati di spessore crostale, paleo-altitudine e gradiente termico, abbiamo stimato l’evoluzione della densità media della crosta. Sorpresa: tra 80 e 55 milioni di anni fa, la densità media è calata significativamente, passando da circa 2.97 g/cm³ a circa 2.70 g/cm³. Quest’ultimo valore è simile alla densità della crosta superiore e media, più leggera perché ricca di rocce felsiche (simili al granito).

L’Ipotesi dello “Sprofondamento Crostale”: Perdere Peso per Salire Più in Alto

Mettiamo insieme i pezzi:

• La crosta si assottiglia di 20 km.
• La litosfera si scalda.
• La densità media della crosta diminuisce.
• L’altitudine aumenta notevolmente.

Come si spiega tutto questo? La nostra proposta è affascinante: lo sprofondamento della crosta inferiore (in inglese, lower crustal foundering). Immaginate questo: per decine di milioni di anni, l’attività vulcanica nell’arco del Gangdese aveva accumulato alla base della crosta uno strato spesso di rocce mafiche e ultramafiche (cumulati), residui densi della cristallizzazione dei magmi. Con l’ispessimento crostale che aveva raggiunto il suo picco intorno a 80 milioni di anni fa (quasi 60 km!), questo strato inferiore si è trovato a profondità e pressioni tali da trasformarsi in rocce ancora più dense (granuliti ricche di granato o eclogiti), più dense persino del mantello sottostante!

A un certo punto, probabilmente tra 75 e 70 milioni di anni fa, questo strato denso e instabile si è staccato dal resto della crosta ed è sprofondato nel mantello sottostante, trascinando con sé anche parte del mantello litosferico. Ecco spiegato l’assottigliamento di 20 km! La perdita di questa “zavorra” densa ha fatto diminuire la densità media della crosta rimanente (quella più leggera, superiore e media). Lo sprofondamento ha anche permesso al mantello astenosferico sottostante, molto più caldo, di risalire, spiegando l’aumento del gradiente termico. E, cosa più importante, la combinazione della perdita di massa densa e dell’aumento della “spinta termica” dal basso ha causato un significativo sollevamento isostatico della superficie. In pratica, l’arco del Gangdese ha “perso peso” nella sua parte più profonda e densa, e questo l’ha fatto sollevare, un po’ come una nave che si alza sull’acqua quando scarica merci pesanti.

Mettere alla Prova l’Ipotesi: Modelli e Conferme Geologiche

Questa idea dello sprofondamento della crosta inferiore non è solo una bella storia, ma spiega anche diverse osservazioni geologiche:

• La ripresa dell’attività vulcanica (vulcanismo di Linzizong) intorno a 69 milioni di anni fa, dopo un breve periodo di calma, potrebbe essere stata innescata proprio dalla risalita del mantello caldo dopo lo sprofondamento. Alcuni basalti eruttati intorno a 57 milioni di anni fa hanno caratteristiche chimiche che indicano una sorgente nel mantello astenosferico.
• La presenza di una discordanza angolare (un’interruzione nella sequenza delle rocce) tra le rocce più antiche deformate e quelle più recenti meno deformate del Linzizong, suggerisce un cambiamento nel regime tettonico e un sollevamento avvenuti in quel periodo.
• Un cambiamento nella composizione chimica delle rocce magmatiche intorno a 70 milioni di anni fa indica la fusione della crosta inferiore in un ambiente più caldo.
• I dati sismici attuali mostrano che la crosta del Gangdese oggi è prevalentemente di composizione felsica (leggera), suggerendo che le rocce mafiche dense che dovevano esserci alla base siano state effettivamente rimosse.

Per essere ancora più sicuri, abbiamo anche realizzato delle simulazioni numeriche al computer. Abbiamo creato un modello termo-meccanico di una catena montuosa con una crosta spessa e una base densa che può trasformarsi in eclogite. I risultati? Il modello mostra che lo strato denso inferiore diventa instabile, sprofonda, la crosta si assottiglia da 60 a 40 km, il mantello caldo risale causando un aumento della temperatura e la fusione parziale, e la superficie subisce un sollevamento di circa 1.5 km. Questi risultati sono incredibilmente simili a ciò che abbiamo ricostruito dai dati reali!

E la Collisione India-Asia, Allora?

Attenzione, questo non significa che la collisione India-Asia non sia stata importante! Anzi. Dopo questo evento di sprofondamento crostale nel Paleocene, la storia geologica del Tibet meridionale è continuata. La collisione, iniziata appunto intorno a 59 milioni di anni fa, ha sicuramente giocato un ruolo cruciale nelle fasi successive. Ad esempio, il break-off (rottura e sprofondamento) della placca oceanica Neo-Tetide intorno a 55-45 milioni di anni fa ha probabilmente causato un’altra intensa fase di magmatismo. La continua convergenza tra India e Asia ha poi portato a un nuovo ispessimento crostale (da circa 40 km a oltre 70 km attuali) e a un ulteriore sollevamento, portando il Tibet alle altezze che conosciamo oggi. Potrebbero esserci stati anche altri episodi di “pulizia” della litosfera densa più tardi, nel Miocene.

Quello che la nostra ricerca suggerisce, però, è che il raggiungimento di un’elevazione significativa (>4 km) nell’arco del Gangdese durante il Paleocene è stato guidato principalmente da questo meccanismo di sprofondamento della crosta inferiore, un processo interno alla placca asiatica e in gran parte indipendente dalla collisione con l’India, che era appena iniziata o stava per iniziare.

Insomma, la storia della formazione del Tibet è ancora più complessa e dinamica di quanto pensassimo. Non solo uno scontro tra continenti, ma anche processi interni di “riciclo” della crosta profonda che hanno giocato un ruolo fondamentale nel plasmare questo paesaggio straordinario. Ogni volta che guardiamo quelle montagne imponenti, ricordiamoci che sotto i nostri piedi (o meglio, sotto i loro piedi!) si sono svolti e forse si svolgono ancora drammi geologici incredibili!

Fonte: Springer