Rappresentazione grafica della dinamica della tettonica a zolle║ T. globale o a zolle o a placche: teoria elaborata negli anni Sessanta, ed enunciata nel 1967, dai due geologi statunitensi Parker e McKenzie, successivamente ripresa e perfezionata da altri scienziati. Con essa gli studiosi proposero un'interpretazione globale di tutti i fenomeni endogeni e dinamici (deriva dei continenti, vulcanogenesi e vulcanesimo, orogenesi, attività sismiche superficiali e profonde) relativi alla crosta terrestre e al mantello superiore (litosfera e astenosfera) per quanto riguarda le ultime centinaia di milioni di anni. In questa medesima direzione si era già mosso, al principio del XX sec., A. Wegener, che elaborò la teoria nota come deriva dei continenti (V. DERIVA): in base ad essa ipotizzò che la crosta terrestre non fosse costituita da un unico blocco, ma frammentata in zolle mobili, perché "galleggianti" sul sottostante mantello, e con i margini tra loro in contatto. In prossimità di questi margini sarebbero da collocare fenomeni di accrescimento, consumazione e scorrimento della crosta terrestre. Tali intuizioni furono meglio sviluppate e integrate, grazie alle accresciute possibilità sperimentali e di conoscenza diretta ad esempio dei fondali oceanici, a partire dal 1960. ║ La teoria della t. globale descrive la litosfera come un mosaico di tessere (zolle o placche) rigide, in contatto l'una con l'altra e in movimento relativo tra loro e rispetto al substrato astenosferico del mantello superiore (V. TERRA, struttura interna della Terra). Ciò è possibile perché l'astenosfera non solo ha carattere plastico, ma è separata dalla litosfera da una sorta di canale (segnalato anche dalla variazione di velocità nella propagazione delle onde sismiche) in fase liquida, che facilita ulteriormente lo scorrimento. Il modello attuale ha identificato sei zolle maggiori (nord e sud-americana, africana, euroasiatica, indiana o australiana, pacifica e antartica), alcune placche minori (di cui le cinque principali sono la caraibica, la filippina, l'araba, di Nazca, di Cocos) e un numero imprecisato di zolle con dimensioni assai ridotte (nel solo Mediterraneo sono note quella adriatica, quella egea e quella turca), il cui galleggiamento produce spostamenti assai modesti ma reali e continui, nell'ordine di 1-10 cm all'anno. È dunque validabile la teoria di Wegener, secondo cui in origine tutte le terre emerse costituivano un unico continente (Pangea) circondato da un unico oceano (Panthalassa); a un certo momento la Pangea subì una serie di fratture lungo la linea equatoriale dividendosi in tre grandi zolle (Laurasia, Gondwana, Tetide) che a loro volta si scissero in altre placche il cui movimento relativo portò in milioni di anni alla configurazione attuale dei continenti e degli oceani che, peraltro, continua a essere una situazione in evoluzione e movimento. Dimensioni e spessore delle zolle sono variabili e la loro distribuzione prescinde dalla discontinuità superficiale terraferma / oceani, dal momento che ciascuna di esse può comprendere sia litosfera continentale sia oceanica (solo quella pacifica è costituita unicamente da crosta oceanica). Ogni zolla viene considerata come una struttura rigida, in quanto le deformazioni si concentrano ai suoi margini, benché non manchino anche all'interno fenomeni vulcanici o sismici. I comportamenti dei margini di zolla, tuttavia, costituiscono il fulcro della dinamica generale del pianeta e possono essere di tre tipi: costruttivi (in accrescimento) o divergenti; distruttivi (in consunzione) o convergenti; conservativi o trasformi (in traslazione). ║ Il tipo costruttivo è rappresentato dalle dorsali oceaniche: due placche crostali (i cui limiti di zolla si trovano sul fondo oceanico) sono in allontanamento reciproco, fatto che induce una continua fuoriuscita di magma dalle regioni più profonde, con conseguente e continua formazione di nuova crosta oceanica. Infatti, le correnti convettive che animano l'astenosfera sottostante (V. OLTRE) provocano la risalita di lave basaltiche, che si dispongono simmetricamente lungo i due lati della linea di frattura delle placche in allontanamento a costituire le dorsali, fatto da cui dipende il fenomeno dell'espansione dei fondi oceanici. Ciò spiega perché la sezione più superficiale della crosta oceanica abbia non solo una costituzione differente da quella continentale (basaltica la prima, granitica la seconda), ma anche un'età di gran lunga più recente (non superiore ai 250 milioni di anni) rispetto a quella delle zone emerse (anche 4 miliardi di anni; V. TERRA, età e origini). Le dorsali non si estendono come una linea continua, ma presentano una serie di segmentazioni, con scorrimento ortogonale alla linea di sviluppo, dovute a faglie (V. FAGLIA). Congiuntamente all'espansione del fondo oceanico si verificano, in corrispondenza delle dorsali, altri fenomeni, quali: elevato flusso di calore; anomalie magnetiche (con alternanza di magnetizzazione positiva e negativa ai due lati della dorsale); attività sismica superficiale, con ipocentri poco profondi; movimenti distensivi dei due lembi di crosta oceanica di nuova formazione, con allontanamento reciproco nell'ordine di 1-3 cm all'anno, ma con punte anche di 10-15 cm. Quest'ultimo dato riveste particolare importanza, perché costituisce il punto di partenza del movimento delle placche crostali (V. OLTRE, correnti convettive). ║ I margini di tipo convergente sono quelli relativi alle zone di subduzione, cioè alle linee lungo le quali una zolla sprofonda sotto l'altra. La quantità di crosta consunta è globalmente pari a quella prodotta lungo le dorsali, dal momento che la superficie terrestre nel suo complesso non pare essere né in fase di espansione né di contrazione. Le correnti convettive astenosferiche spingono due zolle l'una contro l'altra e inducono la subduzione di una delle due, lungo un piano inclinato (piano di Benioff), con angolo iniziale modesto che aumenta però in funzione della profondità, fino a un valore medio di 45°. Prova ne è l'intensa attività sismica registrata in prossimità di queste zone (con epicentri collocati a profondità crescente e lungo piani inclinati) verosimilmente provocata dal potentissimo attrito tra la placca che sprofonda e quella soprastante. Una certa quantità di litosfera viene così riassimilata nell'astenosfera, le cui temperature di gran lunga superiori, unitamente all'incremento termico dovuto all'attrito di cui si è detto sopra, danno origine a fenomeni di rifusione, magmatismo e moti convettivi, con formazione di archi vulcanici nel settore retrostante alla zona di subduzione: un tipico arco vulcanico è quello delle Isole Aleutine, sulla linea di contatto tra la zolla pacifica e quella nord-americana. Quando siano collocate sui fondali oceanici, le zone di subduzione delle placche litosferiche sono chiamate fosse e costituiscono le depressioni più profonde rilevate sulla crosta terrestre. Si possono registrare effetti diversi in relazione al tipo di placche che entrano in contatto: ad esempio, nel caso delle zolle oceaniche pacifica e filippina, la subduzione ha provocato il corrugamento della seconda con la formazione di archi insulari magmatici; la collisione tra la zolla sud-americana e quella di Nazca (caso tipico di subduzione tra una fascia oceanica, più sottile ma più densa e quindi destinata a sprofondare, e una continentale, più spessa ma più leggera) ha dato origine al corrugamento montuoso delle Ande, secondario a una t. di contrazione alle spalle dell'arco magmatico (V. OROGENESI); nel caso invece dell'avvicinamento tra due zolle continentali si rileva una maggior resistenza allo sprofondamento: la parte superiore della zolla sovrastante si distacca in parte e si solleva a costituire catene montuose, con fenomeni di sovrascorrimento, fratture ed episodi sismici. Per quanto riguarda le placche africana ed euroasiatica, ad esempio, la subduzione ha generato il corrugamento alpino-himalayano. ║ I margini di tipo conservativo sono quelli paralleli al movimento, con verso opposto, di due zolle litosferiche; le placche interessate non mutano quindi le proprie dimensioni, poiché non producono né consumano litosfera. Queste fratture della crosta (le uniche che ci forniscono indicazioni sulla direzione del moto relativo tra zolle) sono note come faglie trasformi (la più conosciuta delle quali è la faglia di Sant'Andrea in California), presenti in numero elevatissimo anche lungo le dorsali oceaniche. Il contatto tra le due zolle produce in ogni caso attrito e, dunque, attività sismica con epicentri superficiali. ║ Correnti convettive dell'astenosfera: l'attività di convezione del materiale astenosferico è stata riconosciuta come il motore di tutti i movimenti superficiali che hanno interessato la litosfera terrestre nel corso delle ultime centinaia di milioni di anni. Queste correnti sono analoghe a quelle che si sviluppano in un qualsiasi mezzo liquido o fluido che sia riscaldato dal basso: esse generano delle celle di convezione, la cui estensione orizzontale si situa nell'ordine dei 100.000 km, in cui il materiale plastico del mantello viene continuamente rimescolato e trasportato prima verso la superficie e poi trascinato verso il basso. Il movimento dello strato litosferico di una zolla, dunque, rappresenta per così dire la parte visibile di questa circolazione, per cui il materiale magmatico fuoriesce in corrispondenza delle dorsali oceaniche e sprofonda nuovamente nel mantello in fase di subduzione, come se si trovasse su una sorta di nastro trasportatore; il circolo si conclude nello strato inferiore della cella di convezione, con un movimento in senso inverso che trasporta il magma dalla fossa di subduzione verso l'apertura della dorsale.
Tettonica a zolle