Come si formano le montagne? Sono sempre state lì oppure si sono evolute nel tempo? E se sono cambiate, con quale velocità? Tutte domande apparse più volte sulle bocche di chiunque si sia trovato a maledire una salita in bicicletta o a godere di una discesa sugli sci. Da oggi abbiamo qualche risposta in più, grazie ad una serie di studi apparsi nel corso dell’ultimo anno su varie riviste scientifiche internazionali che stanno mettendo in luce un insospettato dinamismo nella vita delle montagne. Da più parti si è arrivati a parlare di “tettonica a Yo-Yo” o di “tettonica a fisarmonica” per indicare come le catene montuose, lungi dall’essere entità quasi immutabili, passino attraverso varie fasi di “costruzione”, in cui la topografia sale, e di “distruzione” o collasso (e vanno quindi su e giù, come un yo-yo, per l’appunto). Come dire che periodicamente non sarebbe stato necessario essere Pantani per andare da Torino a Lione ma sarebbe bastata la bicicletta del postino, ecco. Prima di vendere la mountain bike nuova, però, è bene notare che ogni ciclo, ogni giro dello yo-yo, dura un periodo variabile tra i 5 ed i 10 milioni d’anni. Uno yo-yo geologico.

Per capire la portata di queste nuove scoperte, però, è bene partire da lontano, seguendo l’evoluzione del pensiero scientifico negli ultimi 400 anni, per vedere come teorie via via più raffinate sull’evoluzione delle catene montuose (un processo detto orogenesi dal greco oros, monte e genesis, nascita) si siano progressivamente affermate per poi venire spazzate via da idee più innovative. A partire da Leonardo le catene montuose sono state oggetto di studi sistematici animati sia dalla pura curiosità scientifica di svelare i segreti della loro formazione sia dalla constatazione che la formazione di vari tipi di giacimenti minerari è legata alla loro evoluzione. Partiamo da Leonardo, quindi. Un genio di quella portata, passeggiando sull’Appennino toscano, non potè fare a meno di notare la presenza di oggetti molto simili a conchiglie di molluschi marini. Visto che queste conchiglie fossili si trovavano a diverse centinaia di metri sopra il livello del mare, Leonardo trasse la conclusione, rivoluzionaria per quei tempi, che la superficie terrestre è in continuo cambiamento ed evoluzione.

Dopo Leonardo, i primi studi scientifici (o pseudo tali) furono compiuti da nobili inglesi e francesi, che iniziarono a calare in massa sulle Alpi tra il ‘700 e l’800, per assicurarsi le prime salite delle vette più ambite, Monte Bianco compreso. Quale scusa migliore che il movente scientifico per queste costose spedizioni alpinistiche? Peccato che, negli eleganti salotti londinesi, raccontando di queste grandi ‘imprese scientifiche’ ci si dimenticasse spesso di citare le decine di guide locali impiegate per farsi trasportare (talvolta in maniera letterale) sulle vette. In questo periodo iniziò a farsi spazio l’idea, cosiddetta fissista, che le montagne si sviluppassero per il movimento verticale di masse rocciose calde rispetto a rocce circostanti più fredde.

 

 

Ma ci volle il genio del francese Emile Argand (l’Einstein delle geologia), attivo tra il 1920 ed il 1930, per elevare queste idee seminali a teorie ampiamente condivise. Argand mostrò come la struttura delle Alpi fosse il prodotto dell’accavallamento di unità rocciose provenienti da sud (dall’Africa) al di sopra del continente europeo dell’oceano originariamente interposto tra le due placche.  

 
La teoria di Argand sulla formazione delle Alpi prevedeva l'accavallamento della placca africana su quella europea
 

Detta così, l’idea di Argand, che richiede l’esistenza di significativi movimenti orizzontali a scala continentale, assomiglia moltissimo alla teoria della tettonica delle placche, originariamente formulata da Wegener, con pochissima fortuna, solo pochi anni prima. Secondo la teoria della tettonica delle placche, catene montuose, vulcani e terremoti sono legati all’interazione tra le placche continentali ed oceaniche, le quali si muovono una rispetto all’altra, convergendo o divergendo, come pezzi di un puzzle spalmato sulla sfera terrestre.

 

Le placche continentali ed oceaniche ricoprono il nostro pianeta come pezzi di un puzzle. Il moto di convergenza relativa tra le placche Africana, Araba ed Indo-Australiana a sud e la placca Euro-Asiatica nord è responsabile della fomazione della catena Alpina-Himalayana

Quando due placche convergono, la deformazione lungo i loro margini genera grandi catene montuose, come quella Alpina-Himalayana, che si estende in maniera pressoché continua dalla Spagna alla Nuova Zelanda, passando per le nostre Alpi, la Grecia, la Turchia e poi giù giù verso l’Himalaya e la Thailandia.

Per sfortuna di Wegener, però, queste idee si affermarono a livello internazionale solo alla fine degli anni ’60, e solo, paradossalmente, grazie a studi condotti sul fondo degli oceani. In mezzo ci fu un nuovo periodo di deriva fissista, durante il quale il povero (e geniale) Wegener fu isolato e deriso. Destino che non toccò ad Argand, forse più bravo del collega a lasciare cose non dette, evitando lo scontro frontale con il paradigma del tempo, ma mostrandole nei suoi disegni che, presi in mano oggi, raccontano di una grande consapevolezza della veridicità dell’ipotesi wegeneriana.

E dopo Argand? Poco o niente. Le sue idee furono adattate ai dettami della tettonica delle placche, tornata in auge alla fine degli anni ’60, forse ritenendo di essere giunti (un’altra volta!) alla comprensione dell’evoluzione delle Alpi. Si arrivò così a formulare il nuovo paradigma sull’evoluzione delle catene montuose, secondo il quale la loro evoluzione avverrebbe in due stadi.

In un primo stadio la convergenza tra placche viene assorbita tramite l’accavallamento di unità rocciose che si trovano lungo il margine delle placche stesse. A causa di tale accavallamento le rocce vengono portate in profondità, sepolte sotto le rocce sovrastanti. In un secondo stadio, grazie all’azione combinata di erosione e deformazione, queste rocce possono nuovamente essere riportate verso la superficie, dove le osserviamo oggi. Queste idee, basate principalmente su studi di variazioni mineralogiche nelle rocce che costituiscono le catene montuose, si cristallizzarono nelle menti di molti scienziati, che per molto tempo non fecero altro che cercarne delle conferme. Così le Alpi, fino ad allora fonte di tutte le nuove teorie e delle idee più provocatorie finirono in un angolo, schiacciate da tutto questo passato e dalla presunzione di aver già detto tutto, di aver già scoperto lo scopribile. Peccato. Altrove si iniziò a galoppare, fortunatamente. Senza il peso di un passato con cui confrontarsi, contro il quale giustificarsi.

Studi recenti hanno messo in evidenza che le catene montuose hanno un'evoluzione a fisarmonica, caratterizzata dall'alternanza di compressione ed estensione

Questa evoluzione a fisarmonica non risuonò molto bene all’interno della comunità geologica internazionale. Risultati difficili da far accettare all’establishment   , ancora una volta. Risultati contrari al senso comune. Come giustificare il fatto che, lungo un margine di placca convergente, una catena montuosa possa accorciarsi, poi stirarsi, poi accorciarsi di nuovo e così via? Una prima risposta, molto convincente, si basa sul comportamento delle zone di subduzione. La subduzione è un processo comunemente osservato lungo i margini di placca convergenti, dove la convergenza può essere accomodata dallo sprofondamento di placche oceaniche, più dense, al di sotto di catene montuose e placche continentali, meno dense. Questo sprofondamento, attraverso il quale rocce fredde vengono portate in profondità, rappresenta uno dei meccanismi più efficienti attraverso i quali il nostro pianeta si raffredda progressivamente.

Se la velocità di sprofondamento verticale della placca oceanica è bilanciata dal moto orizzontale di convergenza relativa, allora la catena montuosa si trova in uno stato di equilibrio. Se, invece, come spesso accade, la velocità di convergenza è insufficiente e lo sprofondamento è troppo rapido, l’interfaccia tra la placca in subduzione e quella sovrastante arretra rapidamente e la catena montuosa, per seguire questo arretramento, deve stirarsi orizzontalmente. Un nuovo aumento della velocità di convergenza tra le due placche può porre fine a questo arretramento e tradursi in una nuova fase di raccorciamento della catena montuosa. Ecco quindi spiegata l’evoluzione a fisarmonica.

 
La subduzione è uno dei processi geodinamici fondamentali per il raffreddamento del nostro pianeta. La tendenza all'affondamento delle placche oceaniche può tradursi nell'arretramento del contatto con la placca superiore. Questo moto retrogrado viene bilanciato dallo stiramento della placca superiore 

Ed eccoci arrivati a quest’ultimo anno, particolarmente importante visto che le idee sull’evoluzione a fisarmonica hanno trovato delle conferme determinanti ad opera di tre gruppi di ricerca internazionali con base in Australia e Stati Uniti. Questi risultati sono stati pubblicati sulle prestigiose riviste Earth and Planetary Science Letters , Journal of Metamorphic Geology e Tectonics e ulteriori aspetti sono attualmente in pubblicazione ad opera della  Geological Society of America. Questi tre gruppi, compiendo studi indipendenti nelle Montagne Rocciose, in Turchia e nelle Alpi, hanno messo seriamente in discussione una delle colonne portanti del paradigma dell’evoluzione delle catene montuose a due stadi, secondo il quale unità rocciose vengono portate in profondità e poi di nuovo verso la superficie una sola volta nel corso dell’evoluzione della catena montuosa. Contrariamente a quanto creduto, invece, un gruppo della Research School of Earth Sciences, in Australia, in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Mineralogiche e Petrologiche dell’Università di Torino, studiando le variazioni della composizione chimica di minerali formatisi in diverse fasi dell’evoluzione delle Alpi, ha dimostrato che tali rocce sono discese e salite attraverso la crosta per ben due volte durante l’evoluzione delle Alpi. Facendo riferimento all’immagine della fisarmonica, le fasi di discesa sono avvenute durante episodi di contrazione avvenuti circa 44 e 35 milioni di anni fa, mentre quelle di risalita si sono verificate in seguito allo stiramento orizzontale verificatosi circa 40 e 33 milioni di anni fa.

         Quindi la vita delle montagne sta iniziando a mostrare un lato sorprendentemente dinamico. Niente di così repentino come l’attività dei vulcani o quella sismica, certo. Però la prossima volta che guarderemo le Alpi dal balcone saremo autorizzati a vederci una vitalità insospettata fino a pochi anni fa. Inutile sperare di vederle muoversi, però. Per quello bisognerà aspettare ancora qualche milione d’anni.
                                 

 
Lo studio delle catene montuose è fondamentale per svelare i segreti del nostro pianeta