Subduzione

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La subduzione è un fenomeno geologico che ha un ruolo chiave nella teoria della tettonica delle placche. Con questo termine si intende lo scorrimento di una placca litosferica sotto un'altra placca ed il suo conseguente trascinamento in profondità nel mantello, connesso alla produzione di nuova litosfera oceanica nelle dorsali medio-oceaniche, la quale tenderebbe ad aumentare la superficie complessiva del pianeta; questo fenomeno avviene lungo i margini convergenti delle placche, ove la crosta oceanica viene quindi distrutta per subduzione (concetto di invariabilità del raggio terrestre).

Zona di subduzione

[modifica] Descrizione

Si possono avere in prima approssimazione due casi, a seconda della natura delle due placche coinvolte:

convergenza di una placca di litosfera oceanica ed una di litosfera continentale;
convergenza di due placche litosferiche di tipo oceanico.

Nel primo caso la litosfera che sprofonda è quella oceanica in quanto è la sola a possedere una densità pari se non superiore a quella del mantello sottostante, mentre la litosfera continentale è troppo leggera (potrà al massimo in alcuni casi sottoscorrere per un tratto ma senza immergersi nel mantello).

Nel secondo caso una placca oceanica finirà per incunearsi al di sotto dell'altra placca oceanica.

[modifica] Struttura di una zona di subduzione

Nelle aree soggette a subduzione si trovano quasi sempre fosse oceaniche e archi vulcanici continentali o insulari, disposti parallelemente alla prima, associati a imponenti e numerose intrusioni plutoniche con chimismo tendenzialmente granitico e talvolta a catene montuose . Un esempio di zona di subduzione è dato dalla costa occidentale del Sudamerica, al largo della quale si trova una profonda fossa oceanica, mentre sulla terraferma si sviluppa una catena montuosa e di edifici vulcanici: le Ande (da cui prendono il nome i basalti andesitici).

[modifica] Vulcanismo associato

Questo magmatismo di subduzione (oltre a contribuire enormemente alla crescita della crosta continentale) è principalmente causato dalla fusione parziale del cuneo di mantello situato al di sopra del piano di subduzione (detto piano di Benioff), il quale, a causa di una preponderante immissione di acqua (allo stato gassoso) generata in gran parte dalle reazioni di disidratazione che coinvolgono i minerali idrati contenuti nella litosfera oceanica subdotta (quali anfiboli e miche), vede abbassarsi drasticamente la sua temperatura di fusione e quindi comincia a fondere parzialmente (fusione per idratazione). Questo tipo di fusione del mantello genera prodotti tendenzialmente più ricchi di silicio (più acidi) che vengono definiti andesitici, a differenza dei prodotti generati da una fusione anidra i quali sono decisamente più basici (come avviene per esempio lungo le dorsali oceaniche). I basalti andesitici, evolvendo durante le fasi di accumulo e risalita, tendono a diventare più acidi fino a granitici; questi magmi sono inoltre estremamente ricchi di gas quali acqua e anidride carbonica in soluzione il che spiega il carattere estrememente esplosivo delle eruzioni vulcaniche in questo ambiente geodinamico. La distanza tra la fossa oceanica e l'arco vulcanico è inversamente proporzionale all'inclinazione del piano di subduzione, in quanto ad alte inclinazioni la componente orizzontale del percorso che la placcha deve compiere per raggiungere raggiunge le condizioni di pressione e temperatura necessarie per il conseguimento delle reazioni di disidratazione è inferiore.

[modifica] Dinamica nel mantello

La litosfera oceanica subdotta continua a scendere in profondità nel mantello fermandosi lungo il limite tra zona di transizione e mantello inferiore a circa 670 Km di profondità a causa della presenza di una importante discontinuità fisica (brusco aumento di densità del materiale del mantello, che si ritiene dovuta a delle trasformazioni mineralogiche innescate dall'aumento della pressione con la profondità). Scoperte recenti hanno addirittura dimostrato che delle porzioni di litosfera ancora relativamente fredda e rigida possono superare la discontinuità dei 670 Km e sprofondare fino al limite mantello-nucleo a 2900 Km di profondità (discontinuità di Gutenberg). In genere le placche subdotte stazionano in profondità per il tempo necessario alla loro riequilibrio termico con il materiale caldo circostante, il che potrebbe richiedere tempi geologicamente brevi o lunghi: a seconda dei casi si va da decine di milioni ad oltre un miliardo di anni.

[modifica] Evoluzione di una zona di subduzione

L'evoluzione di quasto ambiente geodinamico deve essere analizzata secondo punti di vista differenti e soprattutto tenendo conto che ogni caso in natura è a se stante, presentando spesso delle variabilità che rendono difficoltosa una catalogazione a livello globale dei fenomeni e delle strutture. In linea di massima possiamo comunque affermare che una subduzione evolve dal punto di vista del chimismo e della strutturazione dell'attività magmatica: partendo da magmi in prevalenza più basici (dato che comunque occorre del tempo perché la litosfera subdotta possa idratare a sufficienza il mantello) e più alcalini (a causa del basso grado di fusione iniziale comune a gran parte dei processi magmatici) e arrivando a magmi più acidi e con alcalinità variabile. La modalità dei processi intrusivi rimane invariata, può invece cambiare di molto quella vulcanica, con la creazione di nuovi archi e l'abbandono di quelli vecchi i quali a seconda dei casi possono trivarsi più vicino o più lontano dalla fossa. È inoltre possibile che si abbiano due cinture vulcaniche parallele aventi spesso chimismo differente, nel caso più frequente si ha che quella più lontana emette lave aventi composizioni più alcalino-potassiche.