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Archi vulcanici e subduzione

I problemi dinamici delle coste di tipo pacifico sono riconosciuti fin dagli anni Trenta dai sismologi americani; essi hanno dimostrato che i terremoti associati a queste fasce si originano a scarsa profondità in corrispondenza del lato esterno (a mare) degli archi insulari vulcanici e che la profondità dell’ipocentro aumenta fino a raggiungere un massimo di 700 km a una distanza di 700 km nel retroarco. Dopo un’attenta analisi di un singolo caso, il sismologo statunitense Hugo Benioff aveva concluso che questa geometria corrispondeva a un piano di faglia (piano di Benioff) che si estendeva attraverso la crosta fino a raggiungere il mantello superiore, con un’inclinazione verso il continente di circa 45°. Un sottoscorrimento dalle caratteristiche simili, in corrispondenza della catena alpina, era stato ipotizzato nel 1906. Negli anni Cinquanta questo processo fu detto di “subduzione”.

L’esistenza di simili piani di subduzione (attuali o inattivi) è stata ora dimostrata lungo quasi tutte le coste di tipo pacifico. La maggior parte di queste fasce presenta un sistema di faglie principali che decorre parallelamente al sistema montuoso. A intervalli di tempo più o meno lunghi, le faglie possono mettersi in movimento graduale o improvviso e in un singolo episodio sismico può prodursi uno spostamento anche di 5 m. Faglie simili si trovano in Cile, Alaska, Giappone, Taiwan, nelle Filippine, in Nuova Zelanda e a Sumatra.

Nel corso della subduzione, la crosta oceanica viene costantemente trascinata nel mantello, dove va incontro alla fusione. Dato questo continuo riciclo, nessuna porzione dell’attuale crosta oceanica supera l’età di 200 milioni di anni.

Un effetto importante della fusione di crosta oceanica subdotta è la produzione di nuovo magma. Quando la crosta oceanica fonde, il magma che si forma risale dal piano di subduzione fino alla superficie terrestre. L’eruzione di magmi prodotti dalla subduzione ha creato lunghe catene ad arco di isole vulcaniche, come il Giappone, le Filippine e le Aleutine. Laddove una zolla tettonica oceanica va in subduzione al di sotto della crosta continentale, il magma prodotto dalla fusione della crosta oceanica risale attraverso vulcani situati tra lunghe catene montuose a sviluppo lineare, come la cordigliera delle Ande, fino a circa 100 km, procedendo nell’entroterra a partire dalla zona di subduzione. Oltre a creare e alimentare i vulcani, la fusione di crosta oceanica subdotta è responsabile della formazione di giacimenti di minerali metallici.