Nel mio libro “Il Meteorite e il Vulcano” ho parlato del ruolo molto importante svolto dai Trappi del Deccan nell'estinzione di fine Cretaceo. Oggi analizzo l'evoluzione dell'Oceano indiano, una storia piuttosto complessa, tutt'altro che lineare come per esempio quella dell'Atlantico e faccio notare che non solo i basalti del Deccan, ma anche tutte le altre Large Igneous Provinces mesozoiche dell'area, si sono messe in posto più o meno in coincidenza con le più importanti modifiche nello sviluppo di questo importante oceano.
Il concetto che abbiamo sull'apertura di un bacino oceanico ci viene soprattutto dalla storia dell'Atlantico (soprattutto delle parti più settentrionali e meridionali, mentre in quella centrale le cose sono andate in maniera un pò più complessa).
A differenza di quella dell'Atlantico, l'apertura dell'Oceano indiano è stato un processo polifasico in cui sono spesso cambiate la configurazione delle masse continentali e le zone di apertura, alcune delle quali sono durate davvero poco, e sono state sostituite: ne consegue un complesso mosaico di dorsali e di bacini.
Tutte queste riorganizzazioni nelle zone di apertura che si sono alternate nel tempo sono state accompagnate dalla messa in posto di imponenti serie magmatiche, le Large Igneous Provinces (LIP). Ricordo che una LIP è la messa in posto di una quantità immensa di magmi (da parecchie centinaia di migliaia a qualche milione di km cubici in poco tempo), ma se in tutto l'Atlantico i punti caldi che le hanno generate sono più o meno allineati in corrispondenza della zona assiale dell'Oceano, la distribuzione dei punti caldi nell'Oceano Indiano è più complessa e solo alcuni di questi sono posti lungo le attuali dorsali oceaniche.
Una bella sintesi sulla storia dell'Oceano indiano è stata scritta nel 2013 [1]: tra gli autori troviamo Sankar Chatterjee, uno dei massimi studiosi dell'India mesozoica e Christopher Scotese, davvero un “guru” della paleogeografia.
Per capire meglio come stanno le cose è meglio iniziare da una breve descrizione delle maggiori strutture coinvolte in questa storia.
MASSE CONTINENTALI:
- EURASIA: tutta l'area continentale a N dell'Himalaya e – in generale – dell'allineamento montuoso che dalla Turchia arriva al Pakistan attraverso i monti Zagros in Iran
- INDIA: l'attuale subcontinente indiano. È importante notare che nella (piuttosto verosimile) ipotesi dell'”India più grande” una certa parte di questo continente è attualmente scomparsa sotto l'Eurasia. La vediamo in questa figura tratta da [2]
- KOHISTAN – LADAKH: un arco vulcanico Cretaceo, posto sopra una zona di subduzione infraoceanica, che si trovava da qualche parte nella Tetide tra l'India e l'Eurasia
- SRI – LANKA: la grande isola a SE dell'India: per un pò di tempo si è comportata come una zolla a se stante
- SEYCHELLES - MAURITUA: un piccolo frammento continentale isolato nell'Oceano, che all'inizio faceva parte del blocco dell'India ma che poi se ne è staccato, diventando parte della zolla africana. Mauritia è il nome di questo blocco in una pubblicazione di Trond Torsvik [3] e quindi quando parlerò di Seychelles, va considerato sinonimo anche di Mauritia
- LAXMI RIDGE: un alto del basamento oceanico fatto di crosta continentale che si trova nel Mare Arabico, a una distanza di circa 600 km dalle coste indiane; lungo circa 700 km e largo 100, è sepolto sotto i sedimenti provenienti dall'Indo
- AUSTRALIA, ANTARTIDE, AFRICA: gli altri continenti intorno all'Oceano Indiano. L'Arabia faceva parte dell'Africa e non dell'Asia
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I PUNTI CALDI E I MOVIMENTI DELLE ZOLLE SOPRA DI LORO
giallo: isola Bouvet, basalti di Karoo e della Regina Maud
nero: isole Kerguelen, trappi di Rajmahal e dorsale di 90°E
verde: isola Marion, basalti del Madagascar e Conrad rise
viola: vulcaniti di Sonmat
rosso: isola Reunion, trappi del Deccan e dorsale Maldive-Chagos
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PUNTI CALDI E LORO TRACCE: L'apertura dell'Oceano Indiano è stata accompagnata dalla messa in posto di diverse Large Igneous Provinces, la cui attività principale è avvenuta più o meno durante le fasi di riassetto delle zone di espansione.
Siccome le zolle si muovono mentre i plumes rimangono nella stessa posizione, dopo l'evento magmatico principale una dorsale segnala lo spostamento della zolla sopra la zona di risalita dei magmi. I maggiori plumes, le loro tracce e le dorsali oceaniche sono visibili in questa figura (si vede che la computer graphics non è il mio forte....)
- l'isola di Bouvet tra Africa e Antardide è il punto dove ora si trova il plume che ha formato 183 MA fa i basalti del Karoo in Sudafrica e quelli della Terra della Regina Maud in Antartide
- la dorsale di 90°E collega i trappi di Raimahal di 125 Ma fa, nell'India orientale, con il plateau delle Kergueen
- una zona di rialzi collega il Madagascar all'isola di Marion, sulla dorsale indiana di SW e troviamo analoghi rialzi tra questa e l'Antartide, come il rialzo di Conrad. È la traccia dell'attività del plume responsabile 90 milioni di anni fa della formazione dei basalti del Madagascar (indicati nella prossima immagine come “Morondava”)
- nel mare arabico ci sono le coperture dei basalti di Somnat (70 Ma)
- la traccia Deccan – Reunion collega i basalti del Deccan (65 Ma) con l'isola di Reunion
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| Large Igneous Provinces e fratturazione del Gondwana per Morondava si deve intendere Madagascar |
GIURASSICO INFERIORE: LE PRIME FASI DI APERTURA (BASALTI DI KAROO E DORSALE INDIANA DI SW). La storia dell'Oceano Indiano è iniziata alla fine del Giurassico inferiore, nel Toarciano, 183 milioni di anni fa, quando una imponente serie di eruzioni in quelle che oggi sono il Sudafrica e l'Antartide orientale formò i basalti di Karoo – Dronning Maud e Ferrar. Come tutti i punti caldi legati a questa storia a parte quello delle Kerguelen e quello di Somnat, il pennacchio che ha originato i basalti di Karoo è ancora attivo (ora corrisponde all'isola Bouvet).
Meno di 20 milioni di anni dopo il Gondwana si è diviso in due blocci, quello occidentale (America meridionale +Africa) e quello orientale (India + Australia + Antartide+ altri blocchetti) e iniziò tra Africa e Antartide l'attività della dorsale indiana sudoccidentale e nel bacino davanti alla Somalia
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| Hot spot di Bouvet, basalti di Keroo e della Regina Maud: separazione fra W e E Gondwana |
CRETACEO INFERIORE: IL GONDWANA ORIENTALE SI ROMPE (KERGUELEN HOTSPOT E DORSALE INDIANA DI SE). 130 Milioni di anni fa l'Australia e l'Antartide si separarono dal complesso formato dall'India e aree associate (Seychelles, Sri Lanka, Madagascar, Laxmi ridge). Iniziò l'attività della dorsale indiana di SE, mentre cessa l'espansione nel bacino della Somalia, che da quel momento possiamo considerare come parte della zolla africana. Questa separazione è avvenuta poco dopo (o durante) le fasi inziali della attività del plateau delle Kerguelen, rappresentata dai trappi di Rajmahal, nell'india orientale. Il movimento della zolla Indo – Australiana su questa zona di risalita ha formato la lunga dorsale di 90°E Insieme ai basalti di somnat è l'unico plume coinvolto nella formazione dell'oceano indiano che non è più attualmente attivo. In quel momento anche lo Sri Lanka cerca di separarsi dall'India, ma il rift viene abortito dopo non più di 5 milioni di anni. Da allora l'isola è rimasta parte integrante della zolla indiana.
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| Le due zone di subduzione nel Cretaceo, da [4] |
L'apertura dell'Oceano indiano stava provocando la chiusura del settore più sudorientale della Tetide, l'oceano post fra le terre appartenute al Gondwana e l'Eurasia.
Vi erano due zone di subduzione: una lungo il margine SW dell'Eurasia, che era simile a quello attuale andino, mentre in mezzo all'oceano se ne trovava una sconda, sopra alla quale si era impostato l'arco del Kohistan – Ladakh (da ora in sigla KLA), una grande figura della Neotetide del Cretaceo, il prolungamento SE dell'arco dell'Oman. Entrambe le subduzioni erano dirette verso NE.
La paleogeografia del Cretaceo con due zone di subduzione, una nell'oceano aperto e la seconda lungo il continente è più o meno simile a quella che troviamo adesso a sud del Giappone, da cui si dirama l'arco intraoceanico di Izu – Bonin – Marianne, parallela a quella lungo il margine continentale tra le isole Ryukyu e le Filippine. La differenza fondamentale fra l'odierno NW del Pacifico e la Tetide del Cretaceo è che al largo delle Izu – Bonin – Marianne c'è solo il Pacifico, mentre nel Cretaceo sull'arco intraocenico incombeva una enorme massa continentale in veloce movimento verso gli archi.
IL GRANDE RIASSETTO DEL CRETACEO SUPERIORE. Per qualche decina di milioni di anni l'assetto non è cambiato. Il Cretaceo superiore è stato invece un momento di grandi cambiamenti, accompagnati da fenomeni vulcanici tra 90 e 65 milioni di anni fa.
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| 90 Milioni di anni fa il Madagascar si separa dal blocco formato ancora da India, Sri Lanka, Laxmi e Seychelles |
- 90 Ma fa (Turoniano) BASALTI DEL MADAGASCAR E ISOLAMENTO DI QUESTA ISOLA: il blocco composto da Sri Lanka, India, Laxmi Ridge e Seychelles si stacca dal Madagascar, segnando l'apertura del bacino delle Mascarene tra Madagascar e Seychelles - Mauritia. Questo evento è stato accompagnato dalla messa in posto della Grande Provincia Magmatica del Madagascar, i cui prodotti, oltre che in questa isola, sono ora distribuiti tra il SW Indiano e l'oceano tra il Madagascar e l'Antartide
- per il secondo evento bisogna interrompere momentaneamente la narrazione delle aperture perché è – probabilmente – un evento compressivo. Dico probabilmente perché fino ad oggi i dati sono stati un po' contrastanti e c'è un forte dibattito: alcuni Autori preferiscono un quadro secondo il quale l'India si scontra con il KLA nel Cretaceo e poi i due blocchi uniti vanno a scontrarsi con l'Eurasia. Per altri Autori il KLA si è scontrato prima con l'Eurasia e poi l'India lo ha definitivamente schiacciato nell'Eocene quando anch'essa è arrivata a scontrarsi con l'Eurasia. Una volta preferivo leggermente la seconda soluzione;, anche perché la difficoltà del “prima con l'India” stava soprattutto nella necessità, visti i dati paleomagnetici sulla latitudine, di una velocità notevole della placca indiana nel Cretaceo, vicina ai 20 cm/anno, un dato che appariva irrealistico; bene, ora sembra proprio che sia andata così. Inoltre questo spiega meglio l'improvvisa comparsa in India nel Maastrichtiano superiore di alcune faune chiaramente africane: grazie alle fasi a livello marino molto basso del Maastrichtiano superiore la presenza del KLA che attraverso l'arco dell'Oman si collega all'Africa e all'Arabia potrebbe aver favorito queste migrazioni. Pertanto in questo post adotto la descrizione di Chatterjie & c. e quindi che l'India e il KLA si sono uniti nel tardo Cretaceo (Santoniano, 84 milioni di anni fa), per scontrarsi uniti contro l'Eurasia circa 20 milioni di anni dopo. Comunque anche ora sta uscendo un lavoro secondo il quale il Kohistan si è scontrato con l'India nell'Eocene, ben dopo il suo scontro con l'Eurasia [6]. Per un riepilogo del dibattito vedi [7]
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| Il passaggio tra espansione tra India e blocco Laxmi - Seychelles e formazione della dorsale Carlsberg: con la nuova fase di separazione Laxmi entra nuovamente a far parte dell'India, mentre le Seychelles diventano parte della zolla africana |
- 73 milioni di anni fa (Campaniano superiore) VULCANITI DI SOMNAT E DISTACCO DI LAXMI E SEYCHELLES DALL'INDIA: le Seychelles e il Laxmi si staccano dall'India lungo il rift di Gop, dove si forma una nuova dorsale oceanica, la Palitana, che produce nuova crosta oceanica. Immediatamente a nord si mette in posto una serie di basalti che ora occupano parte del fondo settentrionale del mare Arabico, le vulcaniti di Somnat
- 65 milioni di anni fa, BASALTI DEL DECCAN E DISTACCO DELLE SEYCHELLES: al passaggio K/T boundary le cose ricambiano ancora. Sono appena avvenute le eruzioni che hanno formato in India i trappi del Deccan; le dimensioni odierne di questa immensa copertura basaltica sono probabilmente un po' sottostimate in quanto li troviamo pure alle Seychelles (in mare sotto Saya de Malha) e quindi si sono messi in posto su entrambi i lati del giovane bacino formato dalla dorsale di Palitana (se non addirittura al suo interno). A questo punto cessa l'espansione sia della dorsale di Palitana che del bacino delle Mascarene e inizia l'attività della dorsale di Carlsberg. La conseguenza principale è che l'espansione che avveniva ad W delle Seychelles si sposta ad est di questo blocco e quindi bacino delle Mascarene e blocco delle Seychelles diventano parte integrante della placca africana, come era successo già per il bacino somalo
IL TERZIARIO: durante il Terziario avvengono due altri eventi fondamentali:
- l'India si scontra con l'Asia nell'eocene (circa 50 milioni di anni fa), incuneandosi dentro il continente, cosa che continua a fare ancora adesso. Il contatto segna una forte diminuzione della sua velocità, che passa a meno di 5 cm/anno
- Australia e Antartide si separano, e la dorsale dell'Indiano di sud – est si collega con la dorsale pacifica meridionale. La separazione fra questi due continenti è un processo un po' strano, perché è rimasta latente dal Campaniano all'Eocene medio quando, 45 milioni di anni fa l'Australia schizza via improvvisamente verso nord e non è stata accompagnata da particolari manifestazioni vulcaniche. La separazione interessa anche il plateau delle Kerguelen, di cui una parte, la Broken ridge, è rimasta solidale con l'Australia
[1] Chatterjee et al (2013) The longest voyage: Tectonic, magmatic, and paleoclimatic evolution of the Indian plate during its northward flight from Gondwana to Asia Gondwana Research 23, 238–267
[2] Klootwjik et (1985) The Himalayan arc: large-scale continental subduction, oroclinal bending and back-arc spreading. Earth and Planetary Science Letters 75, 167–183
[3] Torsvik et al 2013 A Precambrian microcontinent in the Indian Ocean Nature Geoscience 6, 223–227
[4] Burg, J.P., 2011. The Asia–Kohistan–India collision: review and discussion. In: Brown, D., Ryan, P.D. (Eds.), Arc–Continent Collision, Frontiers in Earth Sciences. Springer- Verlag, Berlin, Germany, pp. 279–309
[5] Kumar et al 2013 Imaging the lithosphere-asthenosphere boundary of the Indian plate using converted wave techniques Journal of Geophysical Research: Solid Earth 118, 5307–5319
[6] Sun et al 2016 Provenance change of sediment input in the northeastern foreland of Pamir related to collision of the Indian plate with the Kohistan-Ladakh arc at around 47 Ma Tectonics - in stampa
[7] Rehman et al 2011 Timing of collision of the Kohistan–Ladakh Arc with India and Asia: Debate Island Arc 20, 308–328
[2] Klootwjik et (1985) The Himalayan arc: large-scale continental subduction, oroclinal bending and back-arc spreading. Earth and Planetary Science Letters 75, 167–183
[3] Torsvik et al 2013 A Precambrian microcontinent in the Indian Ocean Nature Geoscience 6, 223–227
[4] Burg, J.P., 2011. The Asia–Kohistan–India collision: review and discussion. In: Brown, D., Ryan, P.D. (Eds.), Arc–Continent Collision, Frontiers in Earth Sciences. Springer- Verlag, Berlin, Germany, pp. 279–309
[5] Kumar et al 2013 Imaging the lithosphere-asthenosphere boundary of the Indian plate using converted wave techniques Journal of Geophysical Research: Solid Earth 118, 5307–5319
[6] Sun et al 2016 Provenance change of sediment input in the northeastern foreland of Pamir related to collision of the Indian plate with the Kohistan-Ladakh arc at around 47 Ma Tectonics - in stampa
[7] Rehman et al 2011 Timing of collision of the Kohistan–Ladakh Arc with India and Asia: Debate Island Arc 20, 308–328
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