Un racconto di due continenti: come l'Himalaya si è innamorata dal mare Tethys

Non è mai e non c’è mai stato nessun K2, nessuna pioggia monsonica alimentata dalle vette più alte del mondo. La spina dorsale dell’Asia, che ospita nove delle dieci montagne più alte della Terra, è nata da uno degli eventi geologici più drammatici della storia recente del pianeta: la collisione testa-su di due enormi piastre tettoniche. La storia dell’Himalaya non è solo una storia di montagne.

Le radici profonde: il drift continentale e la crosta mobile della Terra

Per comprendere l'Himalaya, dobbiamo prima capire il motore che li ha costruiti: la deriva continentale. La teoria, che ha rivoluzionato le scienze della terra, sostiene che i continenti non sono fissati in posizione. Essi si dirigono attraverso il globo su lastre di roccia massiccia chiamato piastre tettoniche. Questa idea è stata proposta per la prima volta nei primi anni del XX secolo dal meteorologo tedesco Alfred Wegener.

La teoria di Wegener fu inizialmente respinta dall’istituzione scientifica perché non poteva spiegare un meccanismo plausibile per il movimento. Non era fino agli anni sessanta – dopo la sua morte – che la teoria della tettonica della piastra forniva quel meccanismo. Oggi, comprendiamo che la litosfera della Terra (lo strato esterno rigido) è rotta in una dozzina di piatti principali che galleggiano sulla periferia semifluidale dell’anno successivo.

Le interazioni a platea producono le caratteristiche più spettacolari della Terra, dove le piastre si staccano, creano valli di rift e creste di mezza ocea. Dove si scivolano l’un l’altro, producono difetti scioperi come San Andreas della California. E dove si scontrano, è dove nascono le montagne.

Da Gondwana all’Oceano Tethys: il lungo viaggio dell’India

La placca indiana faceva parte del supercontinente Gondwana, che comprendeva anche Africa, Antartide, Australia e Sud America. Circa 130 milioni di anni fa, durante il periodo cretaceo, Gondwana cominciò a rompere. L'India si era separata dall'Antartide e dall'Australia e ha iniziato un viaggio verso nord attraverso l'Oceano Tethys, un vasto mare che ha separato il supercontinente settentrionale Laurasia dalle terre del Gondwanan.

Per milioni di anni, l’India correva verso nord alla velocità sorprendente di circa 15-20 centimetri all’anno – molto più veloce di qualsiasi piatto si muove oggi. Questo “sprint” geologi perplessi per decenni. Alcuni ricercatori suggeriscono che il rapido movimento dell’India era dovuto a un “push” dal hotspot Reunion (che ha anche creato la provincia vulcanica Deccan Traps) o perché la piastra indiana era più sottile e più buoyant.

La Collisione: Quando l'India ha incontrato Eurasia

Circa 50-60 milioni di anni fa, il bordo principale della placca indiana ha incontrato il margine meridionale della placca eurasiatica. I sedimenti che si erano accumulati sul pavimento dell'Oceano Tethys sono stati raschiati e spinti verso l'alto. Questo contatto iniziale ha compresso l'ex bacino oceanico, e i primi segni di costruzione di montagna sono apparsi.

La placca indiana non si ferma quando colpisce l'Eurasia. Continuava a spingere verso nord, guidando il suo bordo principale (la crosta continentale indiana) sotto la placca eurasiatica. Questo processo, chiamato sottoduzione, è normalmente riservato alla crosta oceanica, che è più densa e può affondare nel mantello. Ma la crosta continentale è troppo buoyant per sottomettere facilmente.

Questo continuo sottofondo fornisce l’ascensore che mantiene l’Himalaya in aumento. La collisione non è un singolo evento ma un processo continuo che è stato attivo per almeno 45 milioni di anni. Poiché entrambe le piastre sono fatte di roccia continentale relativamente leggera, non può affondare lontano. Il risultato è un enorme accorciamento della crosta – i geologi stimano che l’India ha spinto 2000 a 3.000 chilometri in Asia.

Anatomia di un'orogenesi: costruire la gamma himalayana

L'episodio di costruzione della montagna himalayana, noto come orogenesi himalayana, si è sviluppato in diverse fasi. I geologi dividono la gamma in tre unità tettoniche principali, ognuna delle quali rappresenta una fase diversa della collisione.

La principale spinta centrale (MCT)

Il MCT è il più antico e più alto dei maggiori difetti di spinta. Separa l'Alta Sequenza cristallina dell'Himalaya (rossi metamorfi che una volta erano profondi nella crosta) dalle rocce dell'Himalaya inferiore. Durante le prime fasi di collisione (circa 25 milioni di anni fa), le forze di compressione hanno spinto le rocce dell'Alto Himalayan verso l'alto lungo questa colpa.

Il principale soglione boundario (MBT)

La MBT, formata intorno ai 15 milioni di anni fa, segna il confine tra le Minori Himalaya (sedimentali e alcune rocce metamorfiche) e la Sub-Himalaya (sedimenti più giovani erosi dalla crescente gamma). Questa spinta è meno ripida del MCT ed è ancora attiva oggi.

La principale spinta frontale (MFT)

Il MFT è il più giovane e più meridionale difetto di spinta, che rappresenta l’attuale “fronte” del processo di costruzione della montagna. Lungo questo difetto, la placca indiana continua a scivolare sotto l’Himalaya. È la fonte di molti grandi terremoti della regione, tra cui il terremoto del Gorkha del 2015 in Nepal.

Questi tre difetti di spinta non sono strutture isolate; formano un sistema a scala che si dilaga verso l'alto da nord a sud. L'effetto complessivo è che l'intero arco himalayano è "shortened" come un tappeto calpestato spinto contro una parete. Il tasso di accorciamento, misurato dal GPS, è di circa 15 a 20 mm all'anno, con la maggior parte della convergenza accolta lungo questi difetti.

Vette viventi: Everest, K2, e il tetto del mondo

L'Himalaya si estende per circa 2.400 chilometri, dalla valle del fiume Indus in Pakistan al fiume Brahmaputra in India orientale e Tibet. All'interno di questo arco, la gamma sale a altezze spettacolari. Il Monte Everest (Sagarmatha in Nepal, Chomolungma in Tibetano) si trova a 8.848.86 metri (29.031.7 piedi) sopra il livello del mare.

La gamma contiene oltre 100 picchi superiori a 7.000 metri e 14 cime che superano 8.000 metri. K2 (8.611 metri) nel Karakoram è il secondo più alto. Le montagne sono incredibilmente ripide perché il sollevamento è giovane e rapido - non c'è stato abbastanza tempo per le rocce più morbide per erodere in pendii arrotondate.

Ghiacciai, fiumi e il collegamento Monsoon

L’Himalaya è spesso chiamata “Third Pole” perché conserva la più grande concentrazione di ghiaccio al di fuori dell’Artico e dell’Antartico. Migliaia di ghiacciai alimentano i grandi fiumi dell’Asia: gli Indus, i Ganges, i Brahmaputra, lo Yangtze e il Mekong. Questi fiumi sostengono quasi due miliardi di persone.

Il geologo Peter Molnar e altri hanno dimostrato che l'altipiano tibetano potrebbe aver innescato l'intensificazione del monsone asiatico circa 8 milioni di anni fa. Come l'altopiano è aumentato, ha alterato i cicli di circolazione atmosferica, rafforzando l'inversione stagionale dei venti. Questo sistema monsonico, a sua volta, spinge l'erosione che scolpisce le montagne. L'interazione tra tettoniche e clima è un classico esempio della scienza del sistema terrestre.

Potere sismico: Terremoti nella zona di collisione

Poiché la collisione tra India e Asia è ancora attiva, l'Himalaya è una delle regioni più sesticamente pericolose della Terra. Il terremoto del Kashmir del 2005 (magnitudine 7.6) ha ucciso 80.000 persone. Il terremoto del Gorkha del 2015 in Nepal (magnitudine 7.8) ha ucciso quasi 9.000 persone e distrutto gran parte della valle di Kathmandu.

Le misurazioni GPS mostrano che la placca indiana sta convergendo con il Tibet ad un tasso di circa 36 mm all'anno nell'Himalaya orientale e 40 mm all'anno nel nord-ovest. La maggior parte di questo movimento è ripresa da strisciare lungo il confine profondo della piastra, ma le patch chiuse esistono. Questi segmenti bloccati sono in grado di generare magnitudine 8.5+ terremoti, noti come "grandi terremoti dell'Himalaya."

Per ulteriori informazioni sul pericolo sismico moderno nella regione, l'informazione U.S. Geological Survey sui pericoli del terremoto dell'Himalaya[] fornisce un'eccellente panoramica tecnica. Inoltre, il 2016 carta di Bollinger et al. in Nature Geoscience]] discute cicli sismici lungo la Trasale principale.

Erosione e esplorazione: Il grande incollaggio

Mentre le tettoniche spingono le montagne, l'erosione li porta senza sosta. L'Himalaya viene dissezionato da profonde gole, soprattutto dove fiumi come il Kali Gandaki tagliato tra Annapurna e Dhaulagiri. I tassi di erosione sono alcuni dei più veloci sulla Terra - fino a diversi millimetri all'anno nelle zone più umide.

I geologi si riferiscono al processo di portare rocce profondamente sepolte fino alla superficie come “esumazione”. Nell’Himalaya, i tassi di esondazione sono aumentati negli ultimi 10 milioni di anni, forse perché il clima è diventato wetter e l’erosione accelerata.

Segni sottili di movimento in corso

Non tutti i movimenti dell'Himalaya sono violenti. Lenta, striscia asetica si verifica lungo alcuni segmenti di guasto. Le terrazze del fiume e le antiche coste che sono state sollevate registrano l'aumento costante della gamma. Nella valle del Kashmir, i sedimenti lacustri glaciali si trovano a diverse centinaia di metri sopra il fondovalle, indicando l'alzata post-glaciale.

L'immagine più ampia: Himalaya nel sistema terrestre

L'Himalaya influenza il clima globale, i modelli meteorologici regionali e la biodiversità, mentre la gamma funge da barriera all'aria fredda dal nord, mantenendo l'Asia meridionale relativamente caldo in inverno, bloccando anche l'umidità che si sposta a nord dall'Oceano Indiano, impedendo all'Asia centrale di ricevere molta pioggia.

Le montagne ospitano anche una straordinaria gamma di ecosistemi, dalle foreste tropicali ai piedi dei prati alpini e alla neve permanente, poiché il ripido gradiente dell'elevazione crea drammatici cambiamenti di temperatura e precipitazioni su brevi distanze. L'hotspot di biodiversità himalayana contiene migliaia di specie endemiche di piante e animali, molte minacciate dal cambiamento climatico e dallo sviluppo.

Per una panoramica completa della storia naturale della gamma, L’ingresso di Britannica sull’Himalaya è un buon punto di partenza. Per l’ultima comprensione scientifica della collisione India-Asia, la 2020 recensione di Tapponnier et al. in Comunicazioni Terra & Ambiente offre una sintesi aggiornata di ricerca.

Conclusione: Montagna in movimento

L’Himalaya è il prodotto di una collisione continentale che ha avuto inizio quando i dinosauri hanno ancora vagato la Terra. L’instancabile spinta della Piattaforma indiana in Asia ha prodotto le montagne più alte, le valli più profonde e i terremoti più potenti sulla terra. La gamma è ancora in aumento, ancora erosiva, ancora in evoluzione. Ogni anno, Everest guadagna qualche millimetro di altitudine, assumendo l’ero non pretende che l’altezza prima.

Comprendere l'Himalaya come una caratteristica viva e dinamica della tettonica a piastre ci aiuta ad apprezzare perché il terreno sotto i nostri piedi non è mai veramente ancora. La collisione dei continenti che ha iniziato 50 milioni di anni fa non è finita. Continuerà per milioni di anni, fino a che forse il prossimo supercontinente si assembla, e il ciclo di deriva e collisione inizia di nuovo.