I continenti dettano il ritmo

Secondo gli scienziati, le simulazioni mostrano che la crosta continentale influenza in modo significativo il tasso di formazione della crosta oceanica e quindi la dinamica dell'intera Terra. I calcoli degli scienziati indicano inoltre che, mentre i continenti raggiungevano le dimensioni attuali, il rilascio di calore del mantello terrestre variava notevolmente. I risultati supportano anche l'ipotesi che circa il 90% della crosta continentale oggi esistente si sia formata almeno 2,5 miliardi di anni fa, scrivono i ricercatori. Sebbene la modellazione al computer abbia già migliorato in modo significativo la nostra comprensione della dinamica terrestre, non è chiaro quanto velocemente e quanta crosta continentale si sia formata nelle prime fasi della storia della Terra.

Visualizzazione tridimensionale accoppiata

Negli ultimi anni, Paul Tackley, professore di geofisica all'ETH di Zurigo, ha sviluppato e, insieme al suo team, perfezionato sempre più un modello che può essere utilizzato per visualizzare i processi fisici all'interno e sulla Terra in tre dimensioni e in modo accoppiato. Anche se si tratta di un modello altamente semplificato che non riflette realisticamente tutte le condizioni della Terra, è sufficiente per simulare i meccanismi essenziali per la loro ricerca, sottolinea Tobias Rolf. Durante la sua tesi di dottorato a Tackley, il geofisico ha utilizzato il modello per studiare, tra l'altro, come l'intera crosta continentale globale influenzi le correnti di convezione nell'interno della Terra e la formazione della crosta oceanica. I risultati di questo studio, condotto da Rolf in collaborazione con Nicolas Coltice dell'Università di Lione, sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica "Geology".

Le differenze crostali influenzano la dinamica

La superficie terrestre è oggi costituita per circa il 30% da crosta continentale. La crosta dei continenti differisce significativamente da quella oceanica in termini di spessore, densità, deformazione e proprietà di scorrimento. Questo contrasto influenza i processi di tettonica a placche e il flusso di calore attraverso la superficie terrestre: mentre il calore viene dissipato dall'interno della Terra attraverso il MOR, i continenti hanno un effetto termicamente isolante.

Sul supercomputer "Monte Rosa" del Centro nazionale svizzero di supercalcolo (CSCS) di Lugano, gli scienziati hanno quindi calcolato il flusso di calore attraverso la crosta oceanica per una copertura del dieci, trenta, cinquanta e settanta per cento della superficie terrestre con crosta continentale. Chi siamo, utilizzando il flusso di calore locale, ha determinato l'età approssimativa del fondo oceanico con un metodo standard e anche la distribuzione statistica dell'età nei bacini oceanici. Utilizzando i calcoli, gli scienziati sono stati in grado di ricavare il tasso di produzione della crosta oceanica in funzione delle dimensioni dei rispettivi continenti e di determinare come questo tasso di produzione sia variato nel tempo.

I risultati mostrano che il tasso di produzione della crosta oceanica può raddoppiare all'aumentare delle dimensioni dei continenti. "Di conseguenza, l'età media dei fondali oceanici presenti nei bacini oceanici diminuisce", spiega Rolf. I fondali oceanici odierni hanno un'età massima di 200 milioni di anni. Il motivo è che i fondali oceanici basaltici si raffreddano nel corso di milioni di anni e diventano così pesanti da sprofondare nel mantello terrestre: La placca oceanica di solito si immerge sotto la placca continentale meno densa, creando una cosiddetta zona di subduzione.