Che cos’è un margine convergente
Un margine convergente si forma dove due placche tettoniche si avvicinano. Poiché la Terra non sta crescendo, la crosta prodotta nelle dorsali medio-oceaniche deve essere consumata da qualche parte, e i margini convergenti sono proprio i luoghi in cui questo avviene. Nel modello PB2002 circa 91.900 km di margini di placca sono convergenti, più o meno un terzo del totale.
Quello che succede al margine dipende dal tipo di litosfera che ciascuna placca porta sul suo bordo. La litosfera oceanica è densa e sprofonda facilmente quando è vecchia e fredda. La litosfera continentale è spessa e leggera, e resiste allo sprofondamento. Ne derivano tre combinazioni di base.
I tre tipi di convergenza
Oceano-oceano: archi insulari
Quando due placche oceaniche convergono, la più vecchia e densa sprofonda sotto l’altra. La placca che scende si piega verso il basso in una profonda fossa oceanica. Quando raggiunge circa 100 km di profondità, rilascia acqua nel mantello caldo sovrastante. L’acqua abbassa il punto di fusione di quella roccia del mantello, il magma risale e sulla placca sovrastante cresce una catena curva di isole vulcaniche.
La fossa delle Marianne, dove la placca pacifica sprofonda sotto la placca delle Marianne, contiene il punto più profondo degli oceani, a quasi 11 km sotto il livello del mare. Il PB2002 indica circa 6,3 cm all’anno di convergenza lungo quel margine. Più a sud, la placca pacifica si immerge sotto la placca di Tonga nella fossa di Tonga a una velocità fino a circa 26 cm all’anno, il moto di placca più veloce dell’intero modello. Le isole Aleutine in Alaska e le Piccole Antille nei Caraibi sono altri esempi di archi insulari.
Oceano-continente: catene montuose vulcaniche
Quando una placca oceanica incontra un continente, è sempre la placca oceanica a scendere in subduzione. La fossa si forma appena al largo della costa, e l’arco vulcanico cresce sul continente stesso, costruendo una catena di alte cime vulcaniche.
Le Ande sono il caso classico. La placca di Nazca sprofonda sotto la placca sudamericana lungo circa 4300 km di zona di subduzione, convergendo in media a circa 7,8 cm all’anno nel PB2002. Lo stesso processo ha formato la catena delle Cascate, nel nord-ovest degli Stati Uniti, dove la piccola placca di Juan de Fuca scende in subduzione sotto la placca nordamericana a circa 4,0 cm all’anno. In America Centrale la placca di Cocos sprofonda sotto il Nord America e la placca caraibica, alimentando i vulcani del Messico, del Guatemala e del Nicaragua.
Continente-continente: catene di collisione
Quando l’oceano tra due continenti è stato completamente consumato dalla subduzione, sono i continenti stessi a incontrarsi. Nessuno dei due sprofonda molto, così la crosta si accatasta, si piega e si ispessisce. Il risultato è un’ampia fascia di alte montagne e altopiani, con terremoti frequenti ma pochi vulcani.
La placca indiana si scontra con la placca euroasiatica da decine di milioni di anni. Il PB2002 indica una convergenza media di circa 4,7 cm all’anno attraverso il loro margine, classificato in gran parte come collisione continentale. La collisione ha sollevato l’Himalaya e l’altopiano del Tibet, e l’Everest, con i suoi 8849 m, è il punto più alto della Terra. Più a ovest, la placca araba spinge contro l’Eurasia a circa 3,5 cm all’anno, costruendo i monti Zagros dell’Iran. Le Alpi si sono formate in modo simile, quando l’Africa e alcune placche più piccole si sono chiuse contro l’Europa.
Le strutture di una zona di subduzione
Fosse e prismi di accrezione
Una fossa segna la linea in cui la placca in subduzione si piega verso il basso. I sedimenti raschiati via dalla placca che sprofonda possono accumularsi contro la placca sovrastante formando un prisma di accrezione, una pila crescente di fango e sabbia piegati. Dove arrivano pochi sedimenti, la fossa resta profonda e ripida.
Archi vulcanici
I vulcani d’arco si trovano a una distanza costante dietro la fossa, sopra il punto in cui la lastra raggiunge la profondità alla quale rilascia acqua. Il loro magma è ricco di silice e di gas, perciò tendono ad avere eruzioni esplosive. Il monte Sant’Elena nel 1980 e il Pinatubo nelle Filippine nel 1991 erano entrambi vulcani d’arco. Consulta la mappa dei vulcani per confrontare gli archi di tutto il mondo.
Bacini di retroarco
Dietro alcuni archi vulcanici la placca sovrastante viene stirata invece che compressa. Quando la lastra che sprofonda arretra verso l’oceano (roll-back), la placca sovrastante può spaccarsi dietro l’arco e aprire un piccolo bacino in espansione, detto bacino di retroarco. La depressione delle Marianne (Mariana Trough) è l’esempio tipico. Il PB2002 tratta la crosta a est di essa come una placca separata, la placca delle Marianne, che si allontana dalla placca filippina in media a circa 3,1 cm all’anno. Il Mar del Giappone si è aperto in modo simile milioni di anni fa, staccando le isole giapponesi dal continente asiatico.
Piani di Benioff e terremoti profondi
I terremoti all’interno di una lastra in subduzione ne tracciano il percorso nel mantello. Rappresentati in sezione, formano una fascia inclinata chiamata piano di Benioff, che può arrivare a circa 700 km di profondità. Il terremoto del Mare di Okhotsk del 2013 (M8.3) è avvenuto a 598 km di profondità all’interno della lastra pacifica sotto la placca di Okhotsk: è uno dei più forti terremoti profondi mai registrati.
Terremoti di megathrust
Il contatto superficiale tra le due placche è un’enorme faglia inversa, il megathrust. L’attrito la tiene bloccata per decenni o secoli mentre le placche continuano a muoversi, poi può scorrere di decine di metri in pochi minuti. Sono i terremoti più forti della Terra e, poiché sollevano o abbassano il fondale marino, spesso causano tsunami.
Tutti i terremoti di magnitudo 9 o superiore avvenuti dal 1900 sono stati eventi di megathrust: Cile nel 1960 (M9.5), Alaska nel 1964 (M9.2), Sumatra nel 2004 (M9.1), Giappone nel 2011 (M9.1) e Kamčatka nel 1952 (M9.0). Il terremoto del Tōhoku del 2011 ha rotto la fossa del Giappone, dove il PB2002 indica per la placca pacifica circa 8,7 cm all’anno di convergenza contro la placca di Okhotsk. Scopri di più sulla mappa dei terremoti.
I margini convergenti sulla nostra mappa
I margini convergenti compaiono come linee rosso-arancio sulle nostre mappe. La maggior parte circonda l’Oceano Pacifico, formando la Cintura di fuoco del Pacifico, e una seconda fascia va dal Mediterraneo attraverso l’Iran e l’Himalaya fino all’Indonesia. Per confrontarli con gli altri tipi, vedi i margini divergenti, i margini trasformi e la panoramica di tutti i margini di placca.