il "trasferimento di subduzione", le interazioni fra Gondwana e Laurasia tra Paleozoico e Mesozoico e la diversa situazione nel Terziario e nel futuro

Carta del Cambriano in cui si vedono i vari blocchiche costituivano il Gondwana,
molti dei qualiadesso sono amalgamati all'Eurasia

540 milioni di anni fa, all’inizio del Cambriano, il Gondwana era molto più grande di quando questo continente tra Carbonifero e Permiano si è scontrato con la Laurasia per formare la Pangea, perché la tettonica degli ultimi 500 milioni di anni può essere semplificata come segue: una serie di blocchi a forma di nastro si staccano in sequenza dal Gondwana agglomerandosi via via nel continente settentrionale (l’Eurasia). Gli ultimi di questi, dopo la formazione della Pangea, sono Arabia e India anche se la loro storia è un po' diversa: l’India si è staccata dal Gondwana al suo dissolvimento e si è scontrata con l’Eurasia a partire da 50 milioni di anni fa (Eocene inferiore), l’Arabia ha iniziato lo scontro continente-continente 39 milioni di anni fa (Eocene superiore), ma all’epoca faceva parte dell’Africa: il Mar Rosso si è aperto dopo.

Questi blocchi, che geologicamente si possono definire con il termine di terranes, sono raggruppabili in agglomerati più grandi, i cosiddetti Superterranes. Quando un superterrane si amalgama all’Eurasia, a causa della bassa densità della sua crosta continentale, il processo di collisione continente-continente si arresta, ma siccome resta il quadro generale di compressione, allora si crea una nuova subduzione lungo il suo lato opposto rispetto a quello della collisione.

Questo processo è noto come "trasferimento di subduzione".

LE 3 FASI DELLA STORIA DELLA TETIDE. Vediamo ora le interazioni fra Gondwana e continente settentrionale degli ultimi 400 milioni di anni, che avvengono in 3 fasi distinte:

1. FASE GALATIANA. Il primo Superterrane è quello Galatiano: si separa nell’Ordoviciano superiore (circa 450 milioni di anni fa) dal Gondwana settentrionale, lungo la costa meridionale dell’Oceano Reico, che divideva il Gondwana da Euramerica (il continente nato con l'orogenesi caledoniana dall'unione di Laurentia (America Settentrionale), Baltica (Europa Settentrionale) e Avalonia. I suoi resti sono ora dispersi in una fascia tra Marocco, Europa centrale, Mar Nero e Asia centrale. Tra il Gondwana e il Superterrane Galatiano si apre un oceano, la Paleo-Tetide. Il superterrane galatiano si dirige verso Euramerica, Siberia e Kazakhstan che si stanno amalgamando fra loro nella Laurasia. La sua collisione con la Laurasia avviene tra Carbonifero e Permiano nel contesto dell'orogene Varisico (o Ercinico, come si diceva una volta) e provoca la chiusura definitiva dell'Oceano Reico.
2. FASE CIMMERICA. a questo punto, visto che, nel classico contesto dello scontro continente - continente i terreni galatiani non possono più subdurre, la subduzione si trasferisce alle loro spalle nella Paleo-Tetide, che comincia a chiudersi (Stampfli et al., 2013) e poco dopo (tra Permiano e Triassico), dal lato opposto della Paelotetide i terranes cimmerici iniziano a loro volta a separararsi dal Gondwana, portando all'apertura della Neo-Tetide. Si tratta di un gruppo di blocchi ora situati in una fascia che forma il limite sud-occidentale del continente asiatico tra Turchia, Iran, Afghanistan, Tibet e Indocina. Anche essi si dirigono verso l’Eurasia contro la quale si scontrano chiudendo la Paleo – Tetide (i monti di Alborz, nell’Iran settentrionale sono uno degli orogeni risultanti da questo evento).

   

   i terranes cimmerici, dove erano quando si sono staccati dal Gondwana
    e dove sono adesso

   
   
3. FASE INDO-ARABICA. Con la collisione contro l’Eurasia si chiude la Paleo-Tetide e cessa il movimento dei terranes appartenenti al superterrane cimmerico. Quindi nel Mesozoico la subduzione si trasferisce nella Neo-Tetide, che a sua volta inizia a chiudersi, iniziando la formazione dei monti Zagros in Iran e dell’Himalaya. Qui le vicende dei due settori si differenziano.

• Nel settore orientale la placca indiana si separa dal Gondwana nel Cretaceo, per poi scontrarsi con la placca euroasiatica nell’Eocene inferiore, generando l’Himalaya e le strutture intorno ad essa.
• Nel settore occidentale la collisione fra Africa (rappresentata dall’Arabia) e Eurasia avviene nell’Eocene superiore (39 milioni di anni fa) e la compressione continua tuttora nel settore iraniano (i monti Zagros, appunto), mentre a nord fra Iran, Siria e Turchia prevalgono adesso movimenti trascorrenti

Annoto inoltre che è appena uscito un articolo sulle isole Kerguelen, dove proprio durante la separaizone fra India ed Australia si sono prodotti incredibili volumi di magmi. Ebbene, nelle Kerguelen si trovano diversi piccoli blocchi continentali riferibili a Antartide ed Australia e Asimus et al (2025) ipotizzano che questi microcontinenti rappresentino una fascia continentale che si è staccata dal margine orientale indiano. 

la successione degli eventi con la dimostrazione che fra trasferimento della subduzione nel lato Euroasiatico della Tetide
 e distacco dei terranes lungo la costa del Gondwana passano circa 10 milioni di anni

il trasferimento della subduzione da un lato di
un terrane a quello opposto dopo la sua accrezione

IL MECCANISMO ALLA BASE DEL RIPETERSI DELLA STORIA. Ma et al (2025) hanno compilato i dati paleomagnetici disponibili del Permiano-Giurassico relativi al terrane cimmerico di Lhasa, uno dei componenti fondamentali del Tibet, a nord dell’Himalaya. Il blocco di Lhasa a nord si è scontrato con il blocco del Qiangtang, mentre a sud la celebre sutura dell'Indo -  Yarlung (nome tibetano delBrahamaputra) la divide dal blocco Himalayano. I dati paleomagnetici forniscono questa tempistica: 

~ 200 milioni di anni fa: collisione fra il Qiangtang meridionale e quello settentrionale

~ 210 milioni di anni fa: inizio della deriva del blocco di Lhasa dal Gondwana

~ 140 anni fa: collisione fra il blocco di Lhasa e il Qiangtang

~ 130 anni fa: separazione fra India e Australia.

Quindi la tempistica fra collisione di un blocco con l’Eurasia e la separazione di un nuovo blocco dal Gondwana è sempre di una decina di milioni di anni

La collisione del superterrane galatiano prima, e quella del superterrane cimmerico dopo, hanno indotto un trasferimento della subduzione nell’oceano che si era formato alle loro spalle tra essi e il Gondwana, generando nel tempo quindi due trasferimenti di subduzione con un meccanismo identico. 

Quello che è curioso è l’intervallo “abbastanza fisso” di circa 10 milioni di anni fra l’innesco della nuova subduzione e la separazione di un nuovo superterrane a forma di nastro dal Gondwana.

Ma perché è successo? Cioè chi glielo ha fatto fare a questi blocchi del Gondwana di starsene tranquilli e pacifici per poi separarsi proprio 10 milioni di anni dopo il trasferimento della subduzione?

In questo post ho descritto i motivi dei movimenti di una placca oceanica non ancora in subduzione:

1. TRASCINAMENTO DA PARTE DELLA ZONA IN SUBDUZIONE (il cosiddetto “slab-pull”): lo slab, la zona della placca ormai scesa nel mantello, ne “trascina” la parte ancora in superficie
2. TRASCINAMENTO DA CORRENTI CONVETTIVE DEL MANTELLO: la placca oceanica è trascinata da una sottostante corrente convettiva del mantello (è l'idea originaria del grande Holmes).
3. SPINTA DA PARTE DELLA DORSALE MEDIO – OCEANICA: siccome il diametro della terra rimane costante il continuo formarsi di nuova crosta oceanica lungo le dorsali medio – oceaniche impone che altrettanta crosta debba in qualche modo scomparire.
4. SPINTA DA PARTE DI UN PUNTO CALDO: i tre fattori precedenti possono agire sempre, ma ce n'è un quarto che agisce solo per tempi limitati quando però può fornire una componente significativa del movimento delle placche: se il materiale produce una zona di risalita di magma dal profondo è anomalmente caldo del punto caldo e quindi poco viscoso, permettendo alla litosfera sovrastante velocità maggiori. Questo fenomeno è stato evidentissimo al passaggio Cretaceo – Paleocene in coincidenza della messa in posto in India dei basalti del Deccan.

I ricercatori, fra i quali c’è anche il buon Joao Duarte, hanno individuato proprio lo "slab-pull" come la pistola fumante della fratturazione del continente dall’altra parte dell’oceano

Parrebbe logico che lo slab-pull interessi solo la parte tra la subduzione e la dorsale oceanica, ma è dimostrato come i suoi effetti possano arrivare dall’altra parte dell’oceano e persino all’interno del continente opposto (Cui et al, 2024). Bisogna ricordarsi inoltre che si tratta di oceani stretti ed è possibile che la dorsale oceanica che si era formata sia andata presto in subduzione. Quindi la subduzione dal lato dell’Eurasia, con la sua forza di trascinamento della placca oceanica riesce a produrre effetti non solo nella crosta oceanica, ma addirittura fino all’interno del Gondwana, che quindi si frattura lungo preesistenti aree di debolezza (se guardiamo un esempio attuale, il Mar Rosso e la Rift Valley africana sono più o meno collocati lungo la cicatrice dell’orogenesi panafricana).

a sinistra il possibile, futuro, terrane somalo, a destra la sismicità in Asia lontana
dalla zona di convergenza attuale, rappresentata dall'Himalaya

LA SITUAZIONE ATTUALE. Rispetto al passato quello che succede adesso è invece un po' diverso. Dividiamo ancora la situazione fra settore arabico-iraniano e indo-himalayano

• SETTORE ARABICO-IRANIANO: la compressione perdura nel settore degli Zagros ma proprio poco meno di 10 milioni di anni dopo la collisione dell'Arabia lungo il margine sud-occidentale dell'Asia si è verificata una nuova frattura in Africa che rispetta la tempistica: l'apertura del Mar Rosso che ha separato l’Arabia dall’Africa, con l'Arabia che è diventata un qualcosa che potrebbe essere definito come terrane 
• SETTORE INDO-HIMALAYANO. La collisione fra India ed Eurasia è iniziata oltre 50 milioni di anni fa ma non vi è ancora alcun segno della presenza di una nuova subduzione nell'attuale Oceano Indiano (Stern, 2004). Pertanto, è ancora un mistero e una sfida stabilire se e quando la placca oceanica indiana inizierà la subduzione.

LE PROSPETTIVE. Nel settore arabo-iranico il Mar Rosso è piuttosto compresso fra i continenti e di spazio per espandere l’oceano ne vedo poco. Insomma, Africa, Arabia e Eurasia paiono per adesso troppo vicine per un nuovo ciclo oceanico di una “Tetide futura” nella zona del Mar Rosso (nè si trova un oceano o almeno uno spazio per un trasferimento di subduzione), ma lungo la Rift Valley dell'Africa Orientale la placca somala potrebbe formare un nuovo terrane nastriforme. Se poi cessasse l'espansione dell'Oceano Atlantico, come ipotizzato da Duarte et al (2016), allora - chissà - anche il Mar Rosso potrebbe espandersi

Nel settore Indo-Himalayano, diversamente dai terreni galatiani e da quelli cimmerici l’India non è un nastro stretto e lungo ma un bel blocco quasi quadrato e parecchio solido, che continua ancora ad incunearsi all’interno dell’Asia (tecnicamente: si sta “indentando”). Questa indentazione provoca grandi sconquassi in Asia: non solo ha riesumato la compressione nel Tien-Shan (Zubovich et al, 2010) (ne ho parlato qui a seguito del fortissimo terremoto del Tien Shan del 2024) ma terremoti anche importanti avvengono lungo le vecchie suture lungo le quali si sono amalgamati nel paleozoico i vari blocchi che formano l’Asia, che quindi si rivela un gigante con i piedi di argilla, con i blocchi amalgamatisi nel Paleozoico e nel mesozoico ancora non ben saldati fra loro. E probabilmente è più facile che questi movimenti in Asia assorbano il raccorciamento al punto tale di rendere attualmente impossibile (e/o inutile) una nuova subduzione nell’oceano Indiano lungo la costa indiana. Addirittura, in uno degli scenari futuri esaminati da Davis et al (2018) è possibile che si vada verso una nuova frammentazione dell'Asia lungo la vecchia linea dell'Orogenen dell'Asia Centrale, lungo il quale si erano agglomerati Siberia, Kazakhstan e i terranes Galatiani e Cimmerici.

C'è però un problema: l'apertura del Mar Rosso e la (probabile futura) scissione fra Africa e terrane somalo non sono preceduti da un trasferimento di subduzione. Nel caso del Mar Rosso è evidente che manchi un oceano da mandare in subduzione. Nel caso della Somalia può essere un concorso fra la deformazione assorbita dall'Asia interna e il subcontinente indiano che riesce ancora a operare di suo uno sforzo di trascinamento.

BIBLIOGRAFIA

Asimus et al (2025). Discovery of the William's Ridge and Rig Seismic Seamount microcontinents, Kerguelen Plateau: Signatures of a fragmented rifted margin. Tectonics, 44, e2025TC008958.

Cui et al (2024). Trench-parallel mid-ocean ridge subduction driven by along-strike transmission of slab pull. Geology 52, 943–947

Davies et al (2018). Back to the future: Testing different scenarios for the next supercontinent gathering. Global and Planetary Change 169, 133–144

Duarte et al (2016). The future of Earth’s oceans: consequences of subduction initiation in the Atlantic and implications for supercontinent formation. Geol. Mag. doi:10.1017/S0016756816000716

Ma et al (2025). Subduction transference drove the Mesozoic convergence of microcontinents from Gondwana to Asia. Communications Earth & Environment, 6:442

Santosh et al (2009). The making and breaking of supercontinents: Some speculations based on superplumes, super downwelling and the role of tectosphere. Gondwana Research 15, 324–3414.  

Stampfli et al (2013). The formation of Pangea. Tectonophysics 593 (2013) 1–19

Stern (2004), Subduction initiation.spontaneous and induced. Earth and Planetary Science Letters 226, 275–292

Zubovich et al (2010). GPS velocity field for the Tien Shan and surrounding regions. Tectonics 29, TC6014