Sei pronto per una storia edificante? La diciottesima tappa del Tour de France costeggia il margine meridionale del magnifico Parc National des Écrins, un massiccio montuoso con cime che raggiungono i 4102 metri di altezza. Le forze compressive che hanno portato alla formazione di queste montagne sono terminate milioni di anni fa. Eppure, continuano ad aumentare di circa due millimetri ogni anno. Ciò significa che dal primo Tour de France del 1903, le montagne a nord della 18ª tappa potrebbero essersi alzate di ben 240 millimetri.
In questa storia edificante, esploriamo i processi che guidano il sollevamento in quella parte delle Alpi e ci chiediamo: se la collisione è morta, perché le Alpi occidentali si stanno attivamente sollevando?
Come facciamo a sapere che le Alpi si stanno alzando?
Anche se può sembrare stazionaria, gran parte della superficie terrestre si muove lentamente. I geologi tracciano questi movimenti utilizzando la stessa tecnologia GPS del tuo smartphone. Il GPS triangola la tua posizione entro pochi metri utilizzando i segnali di una costellazione di satelliti. I moderni sistemi GPS di fascia alta vantano un’incredibile accuratezza, in grado di individuare le posizioni con precisione millimetrica. Monitorando continuamente le stazioni GPS fisse per molti anni, i geoscienziati misurano lo spostamento delle placche tettoniche e le variazioni verticali di altitudine. Domani, nella tappa 19, ti spiegheremo meglio come funziona.
Le misurazioni GPS rivelano un sollevamento di circa uno o tre millimetri all’anno lungo la lunghezza delle Alpi. Può sembrare una cosa lenta, ma nella vastità dei tempi geologici, il sollevamento modella profondamente i paesaggi. Costruisce la topografia, alimenta l’erosione, reindirizza i fiumi e le coste e influisce sulle sollecitazioni della crosta che determinano la sismicità.
Topografia alta
Per spiegare l’ascesa delle Alpi Occidentali, dobbiamo fare un passo indietro. Hai mai pensato al motivo per cui le cinture delle montagne sono più alte di quelle che le circondano? Lo strato esterno della Terra, la litosfera, comprende la crosta e il mantello litosferico. La litosfera galleggia sul mantello astenosferico semi-fluido più denso, proprio come il ghiaccio galleggia nell’acqua. La cima di un iceberg è emergente, sostenuta dalla galleggiabilità del ghiaccio sommerso. La punta dell’iceberg salirà più in alto se sostenuta da un volume di ghiaccio sommerso più spesso e più grande.
La diversità topografica della Terra, dalle profondità degli oceani alle altezze delle montagne, è dovuta principalmente alle differenze di spessore della crosta terrestre. Si tratta dello strato superiore meno denso della litosfera. Sotto gli oceani, la crosta ha uno spessore di circa 10 chilometri, che aumenta fino a una media di 30 chilometri nei continenti. L’imponente topografia delle Alpi è sostenuta da una radice crostale che arriva fino a quasi 60 chilometri di profondità. L’equilibrio delle forze che sostengono la superficie terrestre si chiama isostasia. Come vedremo, l’alterazione di questo equilibrio provoca l’innalzamento o l’abbassamento della superficie terrestre.
Non è così
La spessa crosta alpina si è formata a seguito di una collisione continentale tra la Placca Adriatica (il lato sud delle Alpi) e la Placca Europea (il lato nord) a partire da circa 34 milioni di anni fa. Queste terre erano un tempo separate dall’Oceano Tetide Alpino. La subduzione ha spinto i due continenti l’uno verso l’altro, chiudendo l’oceano e facendoli scontrare. Le forze di compressione hanno impilato e schiacciato fette di crosta in collisione, ispessendola e creando un’alta topografia. Questa collisione si è conclusa circa 5 milioni di anni fa. Quindi, per spiegare l’aumento di oggi, dobbiamo cercare un’altra causa. Continuiamo la nostra storia edificante con un prossimo indizio.
A destra: Colonne di ghiaccio che galleggiano nell’acqua. Le colonne di ghiaccio più spesse sostengono le altitudini più elevate. Solo la punta della colonna di ghiaccio è emergente. La maggior parte del volume di ghiaccio è sommersa e sostiene in modo galleggiante il ghiaccio emergente.
Ma allora, qual è la causa dell’elevazione?
Durante l’ultima era glaciale, che ha raggiunto il suo apice circa 20-23 mila anni fa, le Alpi erano coperte da una spessa calotta di ghiaccio. Il peso di questo ghiaccio ha spinto verso il basso la litosfera, deprimendo la superficie terrestre. Il carico di ghiaccio fu rilasciato quando la calotta glaciale si sciolse rapidamente e la superficie terrestre iniziò a sollevarsi e a recuperare l’altitudine preglaciale. Inizialmente, tassi di sollevamento di dieci millimetri all’anno potrebbero aver interessato le Alpi. Migliaia di anni dopo, siamo ancora testimoni degli effetti di quello scarico, ma a una velocità di circa un millimetro all’anno. Questo spiega metà dell’attuale sollevamento delle Alpi occidentali. I geologi ritengono(Sternai et al.) che la restante metà sia legata alla drammatica morte della subduzione sotto la cintura montuosa.
A destra: L’estensione della calotta glaciale alpina durante l’ultimo massimo glaciale, 20-23 mila anni fa, è stata mappata osservando le forme del terreno lasciate dal ghiaccio. La tappa 18 del Tour de France si trova ai margini dell’ex calotta glaciale. Il confine dello strato di ghiaccio è basato su Ehlers & Gibbard.
Morte di una zona di subduzione
La subduzione, che alla fine ha causato la collisione dei continenti europeo e adriatico, è stata causata dall’attrazione della litosfera oceanica, densa e pesante, che sprofonda nel mantello astenosferico. Questa litosfera sottratta, chiamata lastra, era un carico pesante, che tirava verso il basso le Alpi.
Nelle zone di subduzione attiva, la lastra lascia una scia di terremoti profondi causati dalle sollecitazioni della subduzione. I geofisici utilizzano anche le onde sismiche che viaggiano attraverso la Terra per scandagliare le profondità sotto le Alpi. Si tratta di una tecnica chiamata tomografia telesismica. Utilizzando questi approcci, scoprono che la lastra non è più collegata alla superficie.
A destra: La crosta europea, spessa e galleggiante, resiste all’attrazione della lastra, causandone alla fine la rottura. Il rilascio di questa forza di attrazione della lastra provoca l’innalzamento della cintura montuosa.
Man mano che la collisione continentale procedeva, la crosta continentale spessa e galleggiante delle Alpi e della placca europea resisteva all’attrazione della lastra che sprofondava. Alla fine, questa tensione ha causato la rottura della lastra dalla superficie. Il distacco ha rimosso il pesante carico della lastra, causando il sollevamento della crosta alpina. Era libero di risorgere.
La zona di subduzione sotto le Alpi occidentali può essere morta, ma le montagne sono vive. Sono sostenuti dagli effetti transitori della deglaciazione e dallo scivolamento della lastra nelle profondità del mantello. Perturbando l’equilibrio isostatico della litosfera, entrambi i processi continuano a modellare le montagne intorno allo stadio 18. Questo rende questa tappa una storia piuttosto edificante.
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