La Calabria: il punto focale per capire la storia meso - cenozoica del Mediterraneo Occidentale

Una o due Calabrie? Uno o due oceani? C'è stata una inversione della subduzione nel settore appenninico o no? Questi sono alcuni dei dilemmi dei geologi che si occupano di evoluzione mesozoico – terziaria del Mediterraneo Occidentale.
Innanzitutto una precisazione: parlando di “Calabria” si parla, abbreviandone il nome, dell'”Arco Calabro – Peloritano” e cioè di quella fascia della catena appenninica che va dal Pollino alla linea Taormina – Golfo di Patti, per cui nella definizione è compresa la parte più a NE della Sicilia, Messina compresa. Qualche tempo fa ho scritto un post su “Al.Ka.Pe.Ca”, il “continente perduto” della geologia mediterranea, la placca che secondo alcuni Autori si è scontrata con l'Europa Stabile prima che lo facesse l'Italia peninsulare.

Riepilogo brevemente la situazione:
1) la subduzione sotto l'Europa di tipo appenninico contrasta con quella alpina che invece è sotto l'”Africa”. C'è chi ipotizza quindi una inversione della subduzione sotto l'Appennino a partire dal primo Oligocene
2) Il magmatismo nell'area mediterranea occidentale sembra iniziare nell'Eocene assieme alla formazione dei bacini di retroarco.

Vediamo a fianco un disegno con le due ipotesi. Se da una parte alcuni Autori pensano ad una inversione della subduzione, altri dicono di no: pensano che nel settore appenninico ci sia sempre stata la subduzione sotto l'Europa e che tra la zona alpina e quella appenninica, adiacenti, le placche scorressero in senso opposto grazie ad una faglia trasforme. La formazione dei bacini del Mediterraneo Occidentale sarebbe iniziata solo alla la fine dell'Oligocene perchè solo da quel momento i movimenti relativi fra Africa ed Europa hanno costretto il piano di subduzione a muoversi, ruotando in senso antiorario.
In questo ambito l'assetto della Corsica, che era la terminazione della zona a subduzione “alpina” e sotto alla quale ora c'è la subduzione di tipo appenninico, viene spiegata, per esempio da Andrea Argnani con la presenza di un promontorio della placca adriatica che in qualche modo cozza sul sistema alpino e ne interrompe la subduzione, instaurando anche in quel settore alpino quella Europa – vergente.
Ricostruire la geologia del Mediterraneo occidentale vuol dire risolvere il puzzle di dove erano attaccate fra loro tutte le zone che bordeggiano da Gibilterra all'Italia i bacini “oceanici” che si sono aperti dalla fine dell'Oligocene in poi e i rapporti originari fra queste masse: dov'erano, come erano fatte, quando e come mai si sono attaccate fra loro. Il problema è che è abbastanza nota la geologia zona per zona, ma ci sono ancora delle terribili incertezze sui rapporti fra questi settori sia prima dell'apertura dei bacini del Mediterraneo occidentale che - ovviamente ancora di più - sui rapporti prima del coinvolgimento nell'orogenesi e cioè sulla loro collocazione sulle rive della Tetide. Le incertezze sono ben delineate da questa immagine in cui si confrontano il modello a subduzione unica e quello a subduzione che si inverte.

Per fortuna alcuni punti fermi ci sono e precisamente:
1) il Tirreno Settentrionale si è aperto nel Miocene, mentre quello meridionale lo ha fatto più tardi, nel Pliocene
2) la Calabria continua a muoversi verso sudest (o, almeno, lo ha fatto fino a poche centinaia di migliaia di anni fa)
3) prima dell'apertura del Tirreno Sardegna e Calabria facevano parte della stessa massa continentale, almeno dall'Oligocene: quindi attraverso Sardegna e Corsica anche la Calabria era attaccata all'Europa tra la Provenza e la Catalogna.

Una disamina della situazione, in maniera molto neutrale, è stata condotta da Alvarez e Shimabukuro nel corso di un convegno tenuto nel 2007, i cui atti figurano nell'ultimo volume del “Bollettino della Società Geologica Italiana”. Innanzitutto tratteggiano i problemi sul tappeto, notando come la Calabria sia un punto nodale della faccenda. in particolare:
1) la Calabria è un blocco unico dalla fine dell'Orogenesi Ercinica nel Permiano oppure è il risultato dell'unione di due blocchi nel Terziario Inferiore?
2) Nella regione ci sono tracce di un solo piano di subduzione o di due piani opposti?
3) Alla fine dell'Orogenesi Ercinica dov'erano Calabria e Sardegna? Erano vicine o addirittura in connessione fra loro oppure appartenevano a settori diversi di questa vecchissima catena?

Il disegno a sinistra ci fa vedere quattro ipotesi di evoluzione della Calabria, centrate nel Terziario medio. Si vede appunto come risolvere la geologia della Calabria significhi davvero risolvere buona parte dei dubbi sulla geologia mediterranea.
Assodato che Calabria e Sardegna erano all'incirca e in qualche modo attaccate fra loro prima dell'apertura del Tirreno Meridionale a partire dal Miocene, resta da capire quando si sono attaccate. C'è continuità stratigrafica e strutturale fra alcuni terreni calabri e sardi? Se la risposta fosse sì, allora la ricostruzione con due oceani diventa un po' difficile.

L'arco calabro – peloritano è formato da 4 settori, Sila, Stilo, Aspromonte e Peloritani. Fino agli anni 80 nessuno aveva dubbi sulla sua unicità e che nell'area fosse esposta tutta una intera sequenza di una crosta continentale profonda con anche parti del sottostante mantello. Anzi, veniva citata come un esempio eccezionale di ciò. In seguito una scuola di pensiero capitanata dal prof. Glauco Bonardi ha visto la Calabria come un assemblaggio di due terranes differenti, che si sono assemblati uno contro l'altro nel Miocene. ciò perchè oggettivamente si distinguono fra loro due "stili" diversi per alcune caratteristiche stratigrafiche, strutturali e metamorfiche. Il problema è che l'unico contatto visibile fra questi due blocchi, la linea di Cardinale, nella zona tra Serre San Bruno e Soverato, non è molto chiaro; potrebbe essere sia di natura tettonica (un sovrascorrimento) che stratigrafico (un passaggio fra due settori diversi di una vecchia crosta continentale). Alcune caratteristiche portano a definirlo un sovrascorrimento, altre un contatto stratigrafico. Per venirne a capo l'unica possibilità è quella di scavare dei pozzi, arrivare alla zona incriminata e carotarla.

Passando alla questione dei piani di subduzione, il fulcro della questione sono le ofioliti, le rocce di provenienza del mantello terrestre appartenenti a vecchi oceani che sulle catene montuose sono le cicatrici della chiusura di un oceano schiacciato fra due masse continentali. Le ofioliti della Calabria erano state correlate a quelle della Corsica e questo rendeva ovvia la presenza di due oceani, l'Oceano Ligure – Piemontese a ovest (definitivamente chiuso alla fine dell'Eocene) e lo Jonio ad est, che ancora deve finire di chiudersi. Le ofioliti sarebbero i resti dell'Oceano Ligure andato in subduzione sotto la placca adriatica, in direzione “alpina” e – quindi – in direzione opposta a quella odierna in direzione dell'Europa. Il tutto era dimostrato dall'assetto tettonico dei massicci calabri.

Poi c'è stato chi ha interpretato le cose in maniera un po' diversa, sulla base di osservazioni fatte nelle zone di subduzione del Pacifico e quindi pensa che questo assetto possa essere tranquillamente il risultato di una subduzione sotto l'Europa, che continua almeno dalla fine dell'era Mesozoica. Nessuna inversione della subduzione, quindi. Per poter affermare questo, però è necessario che Calabria e Sardegna fossero attaccate fra loro almeno dalla fine del Paleozoico. L'idea potrebbe anche funzionare visto che entrambe posseggono rocce continentali deformate in età Ercinica e dei graniti tardo-orogenici. Però questo non basta e, anzi, le prove di una contiguità paleozoica fra le due regioni sono molto deboli: senza entrare in dettagli ci sono grosse differenze fra i graniti sardi e quelli calabresi (che è possibile pure siano più recenti), fra i metamorfismi delle due croste e nelle coperture sedimentarie permo – mesozoiche. Solo la zona dei Peloritani potrebbe assomigliare alla Sardegna, ma a me sembra molto più simile alle sequenze della Toscana occidentale e meridionale.

Continuo a pensare che il modello a due subduzioni sia quello più verosimile e che Al.Ka.Pe.Ca. sia veramente esistita. Anzi, portandola fino in Toscana meridionale forse sono un “estremista” fra i sostenitori di questa microzolla.
Non mi pronuncio sulla questione delle due Calabrie o meno: non ho le necessarie conoscenze. E' un'idea interessante.
Purtroppo temo che per avere delle certezze sull'evoluzione dell'area mediterranea occidentale ci vorranno ancora parecchi anni.

Al.Ka.Pe.Ca. e le mie idee (molto personali) sulla geologia dell'Appennino Settentrionale

Per la seconda volta da quando esiste “Scienzeedintorni” l'autore mette qualche idea propria anziché studiare o commentare idee o fatti di altri protagonisti del mondo scientifico. Premetto che qui siamo un po' sullo specialistico e che questo post per essere compreso necessita di una buona conoscenza della Geologia dell'Appennino Settentrionale.

Il post precedente, ma soprattutto l'articolo di Marcello Viti, Enzo Mantovani, Daniele Babbucci & Caterina Tamburelli: Generation of Trench-Arc-Back Arc systems in the Western Mediterranean Region driven by plate convergence. Ital. J. Geosci, vol. 128 (2009) n,1 pp 89-106, mi hanno fornito nuova linfa per una mia vecchia idea sulla storia geologica dell'Appennino Settentrionale, che avevo proposto una ventina di anni fa a un paio di persone dell'allora Dipartimento di Scienze della Terra (e che era stata da loro regolarmente bocciata).

Avverto che (purtroppo o per fortuna non lo so) sono fuori dall'ambiente della ricerca e quindi occupandomi di queste cose nel tempo libero fatalmente ho meno dimestichezza di chi se ne occupa tutti i giorni, anche se lieggo sempre avidamente le pubblicazioni della Società Geologica Italiana, di cui ho sempre continuato ad essere socio dai tempi dell'università.

IL BASAMENTO METAMORFICO TOSCANO, LA SERIE TOSCANA E I LORO RAPPORTI STRATIGRAFICO-STRUTTURALI

Personalmente da molti anni nutro grossi dubbi sulla visione tradizionale della geologia dell'Appennino Settentrionale. In particolare non sono per niente sicuro che i sedimenti della “serie toscana” si siano realmente deposti sopra il “basamento paleozoico toscano”. Vediamo perchè.
Il basamento toscano è formato da rocce più o meno metamorfosate paleozoiche, riferibile alla “catena ercinica”, un complesso orogene che occupava l'allora Europa centromeridionale, e i cui resti vanno dalla penisola iberica a Sardegna, Toscana, Francia Meridionale, Germania fino ai Sudeti. Al di sopra troviamo una copertura permo-triassica, anch'essa in parte metamorfosata, formata dal famoso “Verrucano”, (eminentemente presente al Monte Serra anche se depositi simili sono comuni in tutta l'area), dalle evaporiti triassiche (Calcare Cavernoso e Anidriti di Burano) e da un po' di sedimenti, per lo più calcarei, meso-cenozoici.

La Serie Toscana è affine a quelle del sudalpino e a quelle dinariche ed è un ottimo esempio di serie sedimentaria meso-cenozoica del margine “africano” .

Da un punto di vista stratigrafico – strutturale vediamo alcune cose interessanti:

(1) una struttura tettonica fondamentale dell'Appennino Settentrionale è il cosiddetto “fronte della falda toscana”, una enorme sovrascorrimento che va dall'Appennino parmense al Trasimeno, che coinvolge con una gigantesca piega rovesciata le rocce della Serie Toscana
(2) la presenza nelle Alpi Apuane di due unità di serie Toscana, facilmente distinguibili perchè la serie inferiore è metamorfosata (quella dei famosi marmi di Carrara)
(3) Il basamento toscano affiora solo ad ovest del fronte della Falda Toscana: suoi elementi sono visibili in tutta un'area che parte dalle Alpi Apuane e passando per Monti Pisani, Jano, dorsale di Monticiano – Roccastrada, Monti dell'Uccellina arriva fino all'Argentario. In questa zona sedimenti meso-cenozoici sono rari e poco spessi. Unica eccezione, forse, è il macigno di Calafuria.
(4) il basamento toscano ricorda più la Sardegna che le serie coeve presenti nel sudalpino. E non vi è traccia dell'evento magmatico medio-triassico tipico invece dell'area sudalpina

Siccome sostanzialmente l'età della maggior parte dei sedimenti adesso sovrapposti al basamento ercinico toscano non supera il triassico mentre la stratigrafia della Falda Toscana comincia con il Calcare Massiccio dell'Hettangiano (il primo piano del Giurassico), la Serie Toscana è stata sempre interpretata come la copertura di questo basamento. Penso che questo fattore temporale abbia generato un enorme equivoco.

Inoltre sopra alle unità del basamento, dove forse in origine c'erano le rocce della Serie Toscana, adesso ci sono le Falde Liguridi. Per spiegare questa situazione nella storia della geologia nordappenninica è stato quindi introdotto il concetto di “serie toscana ridotta”. Su questi temi c'è una letteratura immensa. Principalmente questo fatto è stato spiegato o con la mancanza di sedimentazione o con uno scollamento fra basamento e sedimenti sovrastanti durante l'orogenesi appenninica avvenuto a livello delle spesse evaporiti triassiche, che avrebbero fatto da orizzonte plastico, con il successivo arrivo delle falde liguridi. Ci sono poi ulteriori spiegazioni come quella di faglie recenti a basso angolo.

A questo punto mi erano venuti alcuni dubbi: come è possibile che sempre e comunque dove c'è il basamento paleozoico e la sua piccola copertura non c'è mai la serie toscana sopra e viceversa? Annoto che:
1) L'interpretazione classica ha un difetto: il basamento toscano è di tipo “europeo”, mentre la serie teoricamente sovrastante è di tipo “africano”
2) Analizzando poi i pochi sedimenti che vediamo adesso sopra il basamento, vediamo come più che quelli della Serie Toscana e del sudalpino ricordino i pochi coevi calabresi e quelli siciliani dell'area di Mandanici (monte Kumeta e dintorni nei monti Peloritani) o addirittura le serie sarde e provenzali
(3) Le uniche rocce dell'Hettangiano, la base del Giurassico, in continuità con il basamento toscano non sono “calcare massiccio”, che è la tipica roccia dell'Hettangiano di tutto il settore adriatico.
(4) Non ho mai capito dove realmente sia andato a sbattere il margine su cui si sono formati i sedimenti delle rocce dell'Appennino Settentrionale: c'è il margine africano, ci sono le rocce dell'oceano... ma qualcosa del margine europeo? Quali rocce che vi appartenevano sono adesso nell'Appennino Settentrionale? Qualcuno, anni fa, mi disse che c'era “il brianzonese”. Risposta un pò vaga che non ha fatto altro che aggiungere interrogativi (può darsi anche che sia io che non abbia capito niente...)
(5) L'assetto strutturale attuale della Toscana sembra cominciare a delinearsi apparentemente da fine Oligocene. Come mai non ci sono tracce di tettonica preesistente?

LA MIA VECCHIA IDEA E I SUOI PROBLEMI

Tutte queste situazioni mi avevano convinto che poteva esserci un'altra spiegazione: non è che basamento toscano e falda toscana appartenessero ai due lati diversi dell'oceano ligure? Ma ammetto che entravo un po' in confusione cercando di spiegare in questa chiave l'assetto tettonico dell'Appennino Settentrionale. In particolare
(1) come mai ci sono tanti sedimenti ad ovest del basamento, se questo, come pensavo, è sempre stato unito al blocco Sardo/corso?
(2) come si può spiegare l'assetto della Corsica, con le unità piemontesi degli Schistes Lustrees sopra al basamento ercinico?
(3) come mai le prime tracce di tettonica compressiva sono così precoci? Chiaramente tutto questo mi costringeva a voli pindarici su obduzioni, vergenze inverse nelle zone interne degli orogeni e quant'altro. Non molto scientifico, direi... Mi restava l'idea di fondo sulla distanza paleogeografica fra il paleozoico e il meso-cenozoico toscani ma non capivo cosa poteva essere successo.

Al.Ka.Pe.Ca E LA GEOLOGIA DELL'APPENNINO

Anche se in una serie di appunti di una ventina di anni fa scrissi che secondo me nel Mediterraneo mancava una placca, non avevo le conoscenze per arrivare ad Al.Ka.Pe.Ca. Ora comprendo come l'idea di un prolungamento verso sud della subduzione alpina Africa – vergente della placca euroasiatica e della litosfera oceanica a lei associata si inserisca bene in un quadro che semplifica il regime tettonico del Mediterraneo Occidentale tra il cretaceo medio e la fine dell'Eocene: una sola, grande, zona di subduzione, estesa dalla Carnia alla parte meridionale della penisola iberica.
Ma questo pone dei problemi per quanto riguarda l'Appennino Settentrionale, dove evidentemente – a questo punto – di zone di subduzione ce ne devono per forza essere due, una fossile in direzione est e una attiva verso ovest che esiste ancora e che, come provato, continua a spostarsi verso l'”esterno” della catena, cioè verso est in tutta la penisola italiana (l'inversione della subduzione non è una novità: numerose pubblicazioni , anche di oltre 20 anni fa, la proponevano ).

Sarebbe davvero utile riuscire a leggere la situazione sotto il mare tra Toscana, Liguria, e Corsica dove si nascondono alcune strutture importanti come il prolungamento della linea Sestri – Voltaggio e tanti sedimenti. Una cosa interessante è che a sud dell'Elba, nel Tirreno, sono stati trovati dei flysch paleogenici. D'altro canto Flysch cretacei sono comuni nelle Liguridi della costa toscana.

Per proseguire mi aiuterò con alcune sezioni pubblicate nel già citati lavoro di Viti et al (2009), applicabili secondo me all'Appennino Settentrionale, sostituendo l' “Iberia” con il margine europeo (zona Sardegna – Corsica – Provenza) e Al.Ka.Pe.Ca. con la “Toscana Occidentale”.

Propongo questa ricostruzione della storia Geologica dell'Appennino, che grossomodo ricalca quella generale del Mediterraneo Occidentale.

(1) nel triassico – giurassico il basamento toscano si stacca dall'Europa assieme al resto di Al.Ka.Pe.Ca. Sviluppo dell'oceano betico – piemontese tra l'Europa e Al.Ka.Pe.Ca. + Toscana Occidentale e di quello ligure fra queste e l'Africa, rappresentata dalla piattaforma adriatica su cui si sedimenta la serie toscana assieme a tutte le varie serie del sudalpino

(2) Nella prima sezione, tra il Cretaceo medio e la fine dell'Eocene si vede l'oceano betico – piemontese che si chiude subducendo verso est sotto Al.Ka.Pe.Ca., e quindi anche sotto la Toscana. Formazione tra la Toscana e il margine europeo dei flysch cretacei, paleocenici ed eocenici delle Liguridi interne e del forearc, attualmente parzialmente sepolti nel mar Ligure davanti alla costa toscana e sulla piattaforma continentale Tirrenica dall'Elba fino alla linea del Pollino, al confine fra Basilicata e Calabria. Dall'altra parte dell'Oceano Ligure continua a sedimentarsi la serie Toscana.

(3) Nella seconda sezione si vede la chiusura definitiva dell'Oceano betico-piemontese, con il sovrascorrimento finale delle unità piemontesi sulla Corsica orientale. Inizia la convergenza che chiuderà l'oceano ligure, con la subduzione verso ovest. Nella fossa si depongono prima le Arenarie di Monte Senario e poi il Macigno. C'è la obduzione di parte delle falde liguridi sul basamento toscano.

(4) Nella terza sezione assistiamo alla chiusura definitiva anche dell'Oceano Ligure, con la formazione della falda toscana e il suo scorrimento sul basamento toscano fino al fronte attuale. Una parte della serie toscana, nella zona delle attuali Alpi Apuane, viene metamorfosata perchè si trova ad essere subdotta proprio nel momento della chiusura dell'oceano, finendo per concentrare su di se tutti gli sforzi delle due masse in collisione. La subduzione verso ovest apre il bacino ligure-provenzale

CONCLUSIONE

A questo modo finalmente capisco come l'Appennino Settentrionale si inquadri nelle classiche vicende del Mediterraneo, trovando una continuità strutturale dalle Alpi alla Cordigliera Betica nel cretaceo – paleocene, riesco a mettere la serie toscana e il basamento paleozoico toscano sui due diversi lati dell'oceano ligure come volevo e comprendo dove siano andate a collidere le rocce dell'Appennino.
Da notare che nelle Liguridi a questo punto ci sono materiali originatisi in due oceani diversi: questo potrebbe dare conto delle diversità geochimiche fra le ofioliti delle liguridi interne e quelle delle liguridi interne?
Si può notare come l'inversione del piano di subduzione predati di parecchio l'instaurarsi del magmatismo toscano (che comincia in Corsica e procede via via verso l'esterno della catena). Mi chiedo comunque come mai non ci sono tracce di vulcanismo del vecchio piano di subduzione verso est.

Quindi, non solo Al.Ka.Pe.Ca. mi consente di descrivere meglio le mie idee sui rapporti fra basamento toscano e serie toscana, ma potrebbe anche essere che la Toscana Occidentale stessa faccia parte di questo microcontinente perduto e, di più, che ne sia il più settentrionale dei brandelli in cui è stato diviso dalla collisione fra Europa e Africa.
Ho poi un altro appunto: ero convinto che molte zone dell'arco calabro – peloritano (inserite in alcapeca) somigliassero in qualche modo alla stratigrafia sarda. Considerando la possibilità di inserire in Al.Ka.Pe.Ca anche il basamento toscano, si potrebbe inserire questa microplacca più come parte dell'ex catena ercinica dell'Europa meridionale permo-triassica anziché un pezzo distaccato della placca africana?