2.4: Confini divergenti
2.4.2: Mid-Ocean Ridges
Con il progredire del rifting e dell’attività vulcanica, la litosfera continentale diventa più mafica (vedi capitolo 4) e più sottile, con il risultato finale di trasformare la placca sotto la zona di rifting nella litosfera oceanica. Questo è il processo che dà vita a un nuovo oceano, proprio come lo stretto Mar Rosso emerso con lo spostamento dell’Arabia dall’Africa. Mentre la litosfera oceanica continua a divergere, si forma una dorsale medio-oceanica.
Le dorsali medio-oceaniche, note anche come centri di diffusione, hanno diverse caratteristiche distintive. Sono gli unici posti sulla terra che creano nuova litosfera oceanica. La fusione per decompressione nella zona di rift cambia il materiale dell’astenosfera nella nuova litosfera, che sale attraverso le crepe della placca oceanica. La quantità di nuova litosfera creata nelle dorsali medio-oceaniche è molto significativa. Questi vulcani sottomarini producono più lava di tutti gli altri tipi di vulcanismo messi insieme. Nonostante questo, la maggior parte del vulcanismo della dorsale medio-oceanica rimane non mappata perché i vulcani sono situati in profondità sul fondo dell’oceano.
In rari casi, come alcune località in Islanda, le zone di rift mostrano il tipo di vulcanismo, diffusione e formazione della dorsale che si trova sul fondo dell’oceano.
La caratteristica dorsale è creata dall’accumulo di materiale caldo della litosfera, che è più leggero della densa astenosfera sottostante. Questo pezzo di litosfera isostaticamente galleggiante si trova parzialmente sommerso e parzialmente esposto all’astenosfera, come un cubetto di ghiaccio che galleggia in un bicchiere d’acqua.
Come la dorsale continua a diffondersi, il materiale della litosfera viene allontanato dalla zona del vulcanismo e diventa più freddo e più denso. Mentre continua a diffondersi e a raffreddarsi, la litosfera si deposita in ampie fasce di topografia relativamente priva di caratteristiche, chiamate pianure abissali con una topografia più bassa.
Questo modello di formazione della dorsale suggerisce che le sezioni della litosfera più lontane dalle dorsali medio-oceaniche saranno le più antiche. Gli scienziati hanno testato questa idea confrontando l’età delle rocce situate in vari punti del fondo dell’oceano. Le rocce trovate vicino alle dorsali sono più giovani di quelle trovate lontano da qualsiasi dorsale. Anche i modelli di accumulo dei sedimenti confermano l’idea della diffusione del fondo marino. Gli strati di sedimento tendono ad essere più sottili vicino alle dorsali medio-oceaniche, indicando che hanno avuto meno tempo per accumularsi.
Come menzionato nella sezione sul paleomagnetismo e lo sviluppo della teoria della tettonica a placche, gli scienziati hanno notato che le creste medio-oceaniche contengono anomalie magnetiche uniche che si mostrano come strisce simmetriche su entrambi i lati della cresta. L’ipotesi Vine-Matthews-Morley propone che queste inversioni alternate siano create dal campo magnetico terrestre che viene impresso nel magma dopo che questo emerge dalla dorsale. Il magma molto caldo non ha campo magnetico. Mentre le placche oceaniche si allontanano, il magma si raffredda sotto il punto di Curie, la temperatura sotto la quale un campo magnetico viene bloccato nei minerali magnetici. Le inversioni magnetiche alternate nelle rocce riflettono il periodico scambio dei poli nord e sud magnetici della terra. Questo modello paleomagnetico fornisce un grande record storico del movimento del fondo dell’oceano, ed è usato per ricostruire l’attività tettonica passata e determinare i tassi di diffusione della dorsale.
Video della rottura di Pangea e la formazione dell’Oceano Atlantico settentrionale. Di Tanya Atwater.
Grazie alla loro particolare geologia, le dorsali medio-oceaniche ospitano alcuni degli ecosistemi più unici mai scoperti. Le dorsali sono spesso costellate di bocche idrotermali, profonde fessure che permettono all’acqua di mare di circolare attraverso le porzioni superiori della placca oceanica e interagire con la roccia calda. L’acqua di mare surriscaldata risale verso la superficie della placca, trasportando gas e minerali disciolti e piccole particelle. L’acqua idrotermale emessa ha l’aspetto di un fumo nero sottomarino.
Gli scienziati sapevano già da tempo di queste aree geotermiche sul fondo dell’oceano. Tuttavia, non è stato fino al 1977, quando gli scienziati che pilotavano un veicolo di immersione profonda, l’Alvin, hanno scoperto una fiorente comunità di organismi raggruppati intorno a queste bocche idrotermali. Questi organismi unici, che includono vermi tubolari lunghi 10 piedi, più alti delle persone, vivono nella completa oscurità del fondo dell’oceano, privi di ossigeno e di luce solare. Usano l’energia geotermica fornita dalle bocche e un processo chiamato chemosintesi batterica per nutrirsi di composti di zolfo. Prima di questa scoperta, gli scienziati credevano che la vita sulla terra non potesse esistere senza la fotosintesi, un processo che richiede la luce del sole. Alcuni scienziati suggeriscono che questo tipo di ambiente potrebbe essere stato l’origine della vita sulla Terra, e forse anche della vita extraterrestre altrove nella galassia, come sulla luna di Giove Europa.