Quando nella crosta terrestre si realizza una frattura, la faglia è il piano di taglio che mette a contatto due porzioni di roccia che scorrono l’una rispetto all’altra a causa delle forze interne alla Terra. L’energia elastica e le sollecitazioni meccaniche generate dalla faglia si propagano all’interno della crosta terrestre, riorganizzandosi e trasferendosi da un settore all’altro dopo un evento deformativo o sismico. Ma quanto tempo impiega una collisione tra continenti a far sentire i suoi effetti a migliaia di chilometri di distanza?
È una delle domande centrali della tettonica continentale, e un nuovo studio pubblicato su Nature Communications, coordinato dal prof. Giulio Viola del Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell’Università di Bologna, ricostruisce 110 milioni di anni di storia della faglia di Altyn Tagh.
Il progetto è stato realizzato in collaborazione con i gruppi di ricerca cinesi di Tianjin e Pechino: primo autore è Zhaotong Sun, dottorando della Tianjin University; tra gli altri, Leonardo Del Sole, post-doc del prof. Viola che, oggi, lavora all’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV).
Analisi strutturale e geocronologica sul campo. © UNIBO
Gli episodi di attività della faglia
La tesi dello studio mette in discussione molte idee consolidate, perché risulterebbe che le zone di debolezza ereditate dal passato trasmettono gli sforzi tettonici molto più in fretta di quanto si pensasse.
Il laboratorio naturale per gli studi sulle faglie è l’Altopiano Tibetano (il cosidetto “tetto del mondo”), e in particolare la faglia di Altyn Tagh: un sistema trascorrente (come la faglia di San Andreas in California, dove due blocchi di crosta scorrono orizzontalmente l’uno accanto all’altro,) lungo oltre 1600 chilometri che ne delimita il margine settentrionale.
Viola e Del Sole hanno guidato il lavoro sul terreno, trasferendo ai colleghi le tecniche di analisi strutturale e geocronologica per leggere le faglie, e insieme hanno campionato le rocce di faglia. Combinando l’analisi strutturale con la datazione dei campioni, i ricercatori hanno poi ricostruito un modello concettuale che documenta diversi episodi di attività della faglia.
I risultati raccontano una storia lunga e discontinua. La faglia era già attiva circa 115 milioni di anni fa, ben prima dello scontro tra India e Asia (la più grande collisione continentale oggi attiva sulla Terra), e da allora è stata riattivata più volte. L’episodio di fagliazione più significativo risale a circa 56 milioni di anni fa, quasi in concomitanza con le prime fasi della collisione.
Questo suggerisce che gli effetti dello scontro abbiano raggiunto il margine settentrionale del Tibet, a oltre 1500 chilometri di distanza, in pochi milioni di anni: un intervallo brevissimo su scala geologica, difficile da conciliare con i modelli in cui la deformazione avanza lentamente e in modo progressivo attraverso il continente.
Secondo lo studio, la chiave è nell’eredità strutturale. La faglia sfrutta una zona preesistente di debolezza della litosfera molto più antica della collisione himalayana, che ha fatto da via preferenziale per trasmettere gli sforzi e concentrare la deformazione sismica. Faglie come questa, inoltre, conservano nelle loro rocce la memoria decine o centinaia di milioni di anni di attività.
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