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Himalaya: orogenesi della catena montuosa

La catena montuosa dell’Himalaya è composta da montagne cosiddette “giovani”  in quanto si sono formate in tempi relativamente recenti nella storia della Terra (cioè circa 100 milioni di anni fa). La catena si estende per circa 2500 km di lunghezza in una serie di creste parallele anche dette pieghe.

orogenesi himalaya
Orogenesi dell’Himalaya

La teoria sull’orogenesi himalayana iniziò a prendere forma nel 1912, quando il meteorologo tedesco Alfred Wegener sviluppò la sua teoria sulla deriva dei continenti –> secondo Wegener, la terra sarebbe composta da diverse piastre gigantesche (le placche tettoniche) sulle quali si trovano posati i continenti e gli oceani. Sempre secondo questa teoria, un tempo tutte le terre emerse formavano un unico continente chiamato Pangea, circondato da un unico grande oceano, la Panthalassa.

Nel Permiano Medio (circa 200 milioni di anni fa), la Pangea iniziò a separarsi in diverse masse di terra che si allontanarono gradualmente in direzioni diverse: l’India, ad esempio, si separò dall’Africa e dall’Australia e iniziò a spostarsi verso nord.  Il suo spostamento diede origine a quello che è oggi l’Oceano Indiano e andò a “chiudere” l’Oceano Tetide, che si estendeva proprio lungo la zona attualmente occupata dalla catena montuosa dell’Himalaya.

orogenesi himalaya
Il processo dell’orogenesi

La placca eurasiatica e il sub-continente indiano, quindi, si erano molto avvicinate l’una all’altra e iniziarono a scontrarsi. Il ripetuto sfregamento fra queste gigantesche masse di terra portò al sollevamento del fondale dell’oceano Tetide in creste e valli longitudinali: così nacque la catena montuosa dell’Himalaya.

catene montuose orogenesi alpina
Catene montuose derivate dall’orogenesi alpina

Naturalmente questo processo durò milioni di anni ed ebbe fasi diverse che portarono alla formazione dei vari strati di roccia che costituiscono le vette himalayane. L’ultima fase importante avvenne circa 600.000 anni fa.

Sebbene oggi l’orogenesi possa dirsi conclusa, i movimenti che hanno portato al sollevamento della terra continuano, anche se ad un ritmo molto più lento: la placca indiana, infatti, continua a muoversi verso nord ad un ritmo di circa 2 cm all’anno e ne sono prova i recenti terremoti che hanno colpito i paesi vicini alla catena (Nepal e Tibet, soprattutto). Ciò significa che l’Himalaya è una formazione ancora geologicamente attiva e strutturalmente instabile.

Perché l’India si scontrò con l’Eurasia (e nacque l’Himalaya)

Perché l'India si scontrò con l'Eurasia (e nacque l'Himalaya)
Schema delle due zone di subduzione. (Cortesia O. Jagoutz et al./Nature Geoscience)

La collisione fra India ed Eurasia che portò all’innalzamento dell’Himalaya e del Tibet fu un evento unico nella storia geologica del pianeta a causa della eccezionale velocità raggiunta dalla placca indiana: 15 centimetri all’anno. Questa accelerazione fu causata dall’azione sinergica di due zone di subduzione vicine.

Il rapido sollevamento della catena Himalayana e dell’altopiano del Tibet fu causato dalla velocità con cui la placca tettonica indiana si scontrò con quella eurasiatica: 15 centimetri all’anno, una velocità doppia rispetto a qualsiasi altra deriva tettonica nota, che finora i geologi non erano riusciti a spiegare.
Evoluzione della linea di subduzione fra la placca indiana e quella di Kshiroda. (Cortesia O. Jagoutz et al./Nature Geoscience)
La deriva verso nord dell’India dal 71 Ma fa ai giorni nostri. Nota la rotazione simultanea in senso antiorario dell’India. La collisione del continente indiano con l’Eurasia avvenne circa 55 milioni di anni fa. Fonte: www.usgs.org
Un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology e dell’University of Southern California a Los Angeles suggerisce ora su “Nature Geoscence” che l’accelerazione della placca indiana sia stata determinata dall’azione sinergica di due zone di subduzione venute a trovarsi una vicina all’altra. (Le zone di subduzione sono le regioni del mantello terrestre in cui il margine di una placca tettonica si infila sotto un’altra placca.)

Circa 120 milioni di anni fa, il supercontinente Gondwana, che occupava gran parte dell’emisfero meridionale, si frantumò, e quella che oggi è l’India iniziò a migrare lentamente verso nord a una velocità di circa 5 centimetri all’anno. Ma 80 milioni di anni fa la placca continentale indiana accelerò improvvisamente, toccando una velocità di circa 15 centimetri l’anno e arrivando a scontrarsi con la placca eurasiatica nel giro di 30 milioni di anni.

Per chiarire le ragioni dell’improvvisa accelerazione, nel 2013 Oliver Jagoutz e colleghi hanno organizzato una spedizione sul campo nella catena himalayana, e, insieme a una trentina di studenti, hanno raccolto campioni di roccia e preso misure paleomagnetiche per determinare dove si fossero originariamente formate quelle rocce.

 

Hanno così determinato che circa 80 milioni di anni fa, al centro della grande distesa dell’oceano Neo Tedide che separava l’India dall’Eurasia, si formò un imponente arco magmatico dovuto alla subduzione della placca continentale indiana sotto una piccola placca oceanica, detta placca di Kshiroda, il cui margine opposto stava a sua volta incuneandosi sotto la placca eurasiatica.
himalaya
Schema del meccanismo di accelerazione. (Cortesia O. Jagoutz et al./Nature Geoscience)
Con lo spostamento delle placche continentali (vedi figura)  l’ampiezza del fronte di subduzione della placca indiana sotto quella Kshiroda passò dai 10.000 chilometri originari fino a soli 3000 chilometri. Il materiale del mantello che si trovava fra questi due fronti si trovò così sottoposto a sollecitazioni che ne alterarono la viscosità, rendendolo più fluido e permettendo alla placca indiana di scorrere più velocemente sopra di esso.

Geologia del Monte Everest

Le rocce della cima più alta del mondo ci raccontano la storia dell’origine della catena himalayana (in qualche modo simile a quella alpina) che nasce dalla collisione della placca indiana con quella euroasiatica, avvenuta come già detto circa 55 milioni di anni fa. Oggi la placca indiana si muove verso nord a una velocità di alcuni cm/anno, infilandosi sotto la catena montuosa e contribuendo così al suo continuo innalzamento.

Everest

Le 2 placche erano inizialmente separate da un oceano chiamato “Tetide” e le rocce della cima dell’Everest si formano proprio sui fondali di una porzione di questo antico mare (la porzione indiana); si tratta infatti di rocce sedimentarie di origine marina, quali calcari, marne, peliti, organizzate in strati sovrapposti (sub orizzontali) che rappresentano i sedimenti (ora litificati) che si depositavano sui fondali di un mare dell’Ordoviciano, più di 400 milioni di anni fa.

In questi strati rocciosi possiamo trovare allora fossili di organismi marini del passato, tra i quali i trilobiti, antichi artropodi.

Cosa c’è sotto le rocce sedimentarie della cima dell’Everest ?

Se (da ca. 8600 m di quota) la piramide sommitale della cima è formata da rocce sedimentarie della “Formazione del Qomolangma” (il nome tibetano dell’Everest), sotto questa e sino ai circa 7000 m affiora la “Formazione del Colle Nord”, costituita prevalentemente da rocce metamorfiche scistose (della “Serie dell’Everest”), ma la porzione superiore (con uno spessore di 400 m circa) è formata dalla famosa “fascia gialla” costituita a sua volta da rocce sedimentarie debolmente metamorfosate e riconoscibili per il colore chiaro.

Infine, sotto i 7000 m affiora la “Formazione Rongbuk” (dal nome del ghiacciaio del versante nord) che costituisce la base dell’Everest, formata da rocce metamorfiche, quali scisti e gneiss, con intrusioni di rocce leucogranitiche e pegmatitiche.

Le 3 formazioni indicate sono separate da 2 faglie a debole pendenza d’importanza regionale (si seguono in affioramento per decine di km) denominate “Qomolangma detachment” (la superiore) e “Lhotse detachment” (l’inferiore); attraverso piani di questo tipo le varie falde rocciose, con spessori di centinaia di metri, si accavallano a costruire la catena Himalayana.

Riferimento e approfondimenti

  1. Achache, José; Courtillot, Vincent; Xiu, Zhou Yao (1984). “Paleogeografica ed evoluzione tettonica del sud del Tibet da tempo Medio Cretaceo: Nuovi dati paleomagnetiche e la sintesi”. Journal of Geophysical Research . 89 (B12): 10.311-10.340. Bibcode : 1984JGR …. 8910311A . doi : 10,1029 / JB089iB12p10311 .
  2. Besse, J .; Courtillot, V .; Pozzi, JP; Westphal, M .; Zhou, YX (18 ottobre 1984). “Stime paleomagnetiche di crostale accorciamento delle spinte dell’Himalaya e Zangbo Sutura”. Natura . 311 (5987): 621-626. Bibcode : 1984Natur.311..621B . doi : 10.1038 / 311621a0 .
  3. Besse, Jean; Courtillot, Vincent (10 ottobre 1988). “Mappe paleogeografiche dei continenti che si affacciano sull’Oceano Indiano dal momento che il Giurassico inferiore”. Journal of Geophysical Research . 93 (B10): 11.791-11.808. Bibcode1988JGR …. 9311791B . doi : 10,1029 / JB093iB10p11791 . ISSN  0148-0227 .
  4. Bingham, Douglas K .; Klootwijk, Chris T. (27 marzo 1980). “Vincoli paleomagnetiche su sottoscorrimento Greater dell’India del Tibet”. Natura . 284(5754): 336-338. Bibcode : 1980Natur.284..336B . doi : 10.1038 / 284336a0 .
  5. Blanford, WT; Medlicott, HB (1879). Un manuale di geologia dell’India . Calcutta.
  6. Brookfield, ME (1993). “Il margine passivo Himalaya dal Precambriano al periodo Cretaceo”. Sedimentaria Geologia . 84 : 1-35. Bibcode : 1993SedG … 84 …. 1B . doi : 10.1016 / 0037-0738 (93) 90.042-4
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