Allora, alla fine ci siamo. A Edimburgo dal 10 al 15 luglio si è svolto l'11° Simposio Internazionale di Scienze Antartiche dove è stato fatto il punto sulla ricerca in Antartide a 360 gradi. Fra tutti i contributi portati (una quantità imponente, oltre 500!) ce ne sono anche alcuni che hanno finalmente risolto il rebus dell'origine dei Monti Gamburtsev. Ricordo che fra i protagonisti della ricerca in materia c'è l'italiano Fausto Ferraccioli, che attualmente lavora al British Antarctic Survey.
Quasi 3 anni fa parlai in questo post della meno conosciuta caratteristica tettonica della Terra, sia come dati scientifici al riguardo, sia come numero di persone che ne hanno sentito parlare: le Montagne Subglaciali Gamburtseev dell'Antartide Orientale. Queste alture formano una catena montuosa fra le maggiori del globo terrestre però lo spessore dei ghiacci è tale che anche le loro cime più alte, nonostante gli oltre 3.000 metri di quota a cui arrivano, sono totalmente sepolte sotto la calotta; per cui senza i rilievi geofisici non era assolutamente immaginabile che sotto i ghiacci si celasse una catena montuosa così grande. I monti Gamburtsev sono stati fino ad oggi un grande problema per le Scienze della Terra: troppo alti per essere una catena orogenica antica, ma nel contempo non ci sono segnali per farla essere un orogene recente (anzi, la tettonica a zolle esclude tale possibilità); era stato pure ipotizzato che fossero una catena di vulcani al di sopra di un punto caldo del mantello, oppure avere una etò tardo paleozoica.
Le ultime ricerche hanno finalmente evidenziato che i monti Gamburtsev sono un orogene formatosi a cavallo tra precambriano e paleozoico durante la formazione del Gondwana e l'hanno inquadrati nella orogenesi panafricana, spiegando anche con fenomeni tettonici successivi il motivo della loro anomala altezza
Conoscerli è importante anche perchè sono stati il primo nucleo della calotta glaciale antartica.
I dati delle ultime campagne hanno fornito un quadro sostanzialmente inaspettato dell'Antartide Orientale: anziché un cratone stabile precambriano è in realtà composta da una serie di blocchi con caratteristiche geofisiche molto diverse. Ad esempio, la porzione estrema orientale, la Terra di Wilkes, è un'area caratterizzata da quote non elevate e rocce di densità relativamente bassa, mentre la porzione più occidentale, la Terra della Regina Maud, è decisamente più elevata e formata da rocce più dense. Vi sono state trovate tracce di vulcanismo molto antico, dell'ordine di due miliardi di anni fa. In mezzo, tra questi due blocchi, i monti Gamburtsev e una ampia zona di rift permo - triassico in cui sono impostati molti dei laghi subglaciali presenti al contatto fra calotta glaciale e suolo.
LA CROSTA E MANTELLO SOTTO E VICINO AI MONTI GAMBURTSEV. Nonostante le differenze fra i vari blocchi, lo spessore crustale dell'Antartide è sempre di circa 40 – 45 kilometri e le caratteristiche geofisiche sono quelle tipiche delle altre croste precambriane; sotto i Gamburtsev invece la crosta è molto più spessa, raggiungendo quasi un valore di 60 km e compatibile con la presenza di una fascia orogenica precambriana o del Paleozoico Inferiore. Questo fattore spiega in parte le quote elevate raggiunte dalle vette più alte della catena. Anche le caratteristiche geofisiche del mantello sottostante forniscono la stessa interpretazione dei dati crustali
Tutto ciò permette di affermare che i Gamburtsev sono il risultato di eventi tettonici che hanno interessato litosfera precambriana nel quadro della formazione del Gondwana e forse anche in tempi precedenti
I MONTI GAMBURTSEV NELLA STORIA GEOLOGICA DELLA TERRA: stabilita la loro età, le ricerche sono riuscite anche a stabilire il posto dei Gamburtsev nel quadro della tettonica globale.
La prima evidenza è il collegamento con una fascia tettonica costiera di età cambriana lungo la Terra della Regina Maud, chiamata Prydze Bay Belt (altri lavori usano il termine Pinjarra orogen) La sua formazione ha unito due masse continentali, una di cui facevano parte l'India e una parte dell'Antartide, la seconda l'Australia ed il resto dell'Antartide orientale. I monti Gamburtsev sono quindi il proseguimento della Prydze Bay Belt, attiva l'ultima volta tra 570 e 530 milioni di anni fa e dimostrano che l'Antartide Orientale è il frutto meridionale di una collisione fra due masse continentali molto importanti che a loro volta si sono scontrate con l'Africa in quei tempi lontanissimi. Ovviamente i termini “India” ed “Australia” vanno presi un po' con le molle in quanto le masse continentali attuali si sono sviluppate più o meno sui confini precedenti, che essendo rimaste zone un po' più deboli, sono state riutilizzate quando il Gondwana si è rotto.
Un'altra indicazione che avvicina la terra della Regina Maud all'attuale Sudafrica sono le vulcaniti di Karroo. Messe in posto prima della rottura del Gondwana e tipiche del Sudafrica, si ritrovano anche in Argentina e appunto inAntartide.
C'è poi come accennato una importante zona di rift permo-triassici, lunga circa 3000 km e contrassegnata dalla presenza di laghi subglaciali che borda i Gamburtsev ad est, il cosiddetto EARS (East Antarctic Rift Sistem) che mostra analogie con un sistema simile del subcontinente indiano.
Quindi è ormai assodato che questa catena sia una continuazione meridionale delle catene dell'orogenesi panafricana, come si vede da questa ricostruzione qui sotto del Gondwana poco dopo la formazione dei Gamburtseev. Nella carta, tratta da Kroner & Stern (2004) Panafrican Orogeny in "Encyclopedia of Geology" - Elsevier, ho evidenziato con 3 pallini rossi la zona dei Gamburtsev. Ovviamente questa carta appare oggi superata, nella zona antartica, dalle ultime ricerche la zona contrassegnata con le sigle PB e DR corrispondono ad affioramenti dell' orogene della Prytze Bay.
PERCHÈ I GAMBURTSEV SONO MOLTO PIÙ ALTI DELLE ALTRE CATENE OROGENICHE PALEOZOICHE? L'obiezione più importante all'ipotesi dei Gamburtsev come catena orogenica del primo paleozoico o ancora più antica è stata fino ad oggi la loro altezza: le catene di quel periodo dopo centinaia di milioni di anni di erosione sono di solito molto meno elevate, se non ridotte a quote meno che collinari. Le ultime indagini, oltre a confermare l'altezza di questi monti, hanno palesato un rilievo molto energico, fatto di ripidi pendii che sono però attualmente esenti da erosione.
La spiegazione è nella storia geologica successiva alla formazione dei Gamburtsev. interessati a più riprese da importanti eventi tettonici dopo la formazione della catena.
Una parte importante l'ha svolta prima nel Permiano e poi nel Cretaceo l'East Antarctic Rift System, Il modello attualistico a cui ci si richiama è il grande rift dell'Africa Orientale, sia per le quote topografiche che vi vengono raggiunte, sia perchè come l'EARS segue l'andamento del vecchio orogene panafricano. I maggiori movimenti datano al Permiano e al Cretaceo: durante queste due fasi ci sono stati degli intensi sollevamenti, in parte aiutati dal forte spessore crustale sotto alla catena e dovuti ai fenomeni connessi alla formazione del vicino rift.
È molto interessante notare quindi che nei Gamburtsev sono registrate sia le fasi di formazione del Gondwana che quelle del suo successivo smembramento.
Passato il Cretaceo l'erosione ha ricominciato la sua lenta opera di demolizione ma negli ultimi 25, milioni di anni, da quando si sono ricoperti di ghiaccio, l'elevazione dei Gamburtsev non è variata di molto nonostante che di solito i ghiacci di norma abbiano un grande potere erosivo. Tto questo è avvenuto – e avviene tuttora – a causa della struttura termica del ghiaccio molto particolare: uno strato duro di ghiaccio sovraraffreddato al contatto fra la calotta e la roccia ha praticamente sigillato il rilievo siano protette da uno strato di ghiaccio sovraraffreddato che consente il movimento della massa ghiacciata non sulla parete ma un po' più in là. Per cui l'acqua che normalmente abbonda al contatto fra ghiaccio e roccia (prova ne sono i tanti laghi che si nascondono sotto la coltre bianca), in questo caso rimane un po' lontana dalla roccia. Insomma, il ghiaccio sovraraffreddato sigilla i monti e ne impedisce l'erosione
LE PROSPETTIVE FUTURE: dopo aver finalmente risolto il problema della loro origine, prossimamente il programma è quello di arrivare con dei sondaggi alle rocce dei Gamburtsev. Si tratta di una impresa difficile, stante lo spessore di ghiaccio da attraversare, le temperature proibitive, la necessità di usare ausiliari chimici non inquinanti. Ma saranno dei dati molto importanti, sia pure purtroppo estremamente parziali
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