hellenic subduction
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Facoltà di ScienzeMM. FF. NN.
Corso di laurea in Geodinamica, Geofisica e Vulcanologia
Giuseppe Cocchiararo
Subduzione Ellenica
Area di studio
inizio fase collisionale Alpiconvergenza in Ellenidi e Balcanidi Eocene (45 Ma)Oligocene (30 Ma)fine subduzione alpinainizio subduzione Appennini Miocene (15 Ma)formazione bacino provenzale
Present (0 Ma)
L’area oggettodi studio è posta al margine orientale del Mar Mediterraneo
Zona d’incontro tra le placche:EurasiaArabia eAfrica
La litosfera è suddivisa in placche, caratterizzate da velocità propria,l’interazione ai margini di esse ne determina tre diverse tipologie-divergente-trascorrente-convergente
End-members a cui si associanocomportamenti intermedi(Transtensioni)(Transpressioni)
l’interazione tra la placca eurasiatica e africana determina la subduzione ellenicasulla quale si va a focalizzare l’attenzione.
I principali lineamenti tettonici legati alla collisione tra la placca araba e quella africana sono,le subduzioni che interessano gli Zagros e il Caucaso,
la trascorrenza della North Anatolian Fault e della East Anatolian Fault,mentre la faglia del Mar Morto è l’espressione della trascorrenza che si verifica tra le placche araba e africana,
La placca africana subduce in direzione NE al di sotto della Grecia.
da “Subduction kinematics and dynamic constraints” (2007) modificata Carlo Doglioni, Eugenio Carminati, Marco Cuffaro, Davide Scrocca.
NE
Tale subduzione è caratterizzata dalla presenza nell’hangingwall,in corrispondenza del Mar Egeo, da una zona in estensione.
TurchiaMar Egeo
GreciaAfrica
SW
Diversi modelli sono stati proposti dagli autori per comprendere la cinematica di quest’area, tra questi si considera:
il modello analogico di J. Martinod et Alii (2000)
Tale modello prevede un’estrusioneverso W dell’Anatolia determinatadalla convergenza tra la placcaaraba ed euroasiatica,l’accomodamento del movimento da parte di una faglia trascorrente destra (NAF), direzione del movimento verso SW dell’arco ellenico vincolata dal fixed wall rappresentativo della Grecia continentale e rift egeodeterminato da un collasso gravitazionale della litosfera.
il modello numerico di S. Cianetti et Alii (2001)Le forze responsabili della deformazione sarebbero:-Spinta verso Nord della placca araba-Il tiro esercitato dalla TSF -Collisione con la piattaforma apula che guiderebbe il movimento verso SW
Tali forze, associate a diversi spessori della crosta e diversi valori di flusso di calore, determinano un movimento antiorario con differentivalori di velocità della placca egea anatolica in un sistema di riferimentoche considera fissa la placca euroasiatica. Val. max.30mm/yr
In generale le subduzioni si possono suddividere in due grandi categorie con differenti caratteristiche:
Le subduzioni versoOvest
Asimmetria nell’inclinazione dello slabdovuta al movimento relativo del mantello(deriva verso Ovest della litosfera)
Sovrapposizione Moho nelle subduzioniverso Est-Nord Est ed inspessimento crostale il prisma di accrezione è formato da elementi sia della placca a letto che di quella a tetto
il prisma d’accrezione coinvolge solo laparte superficiale della placca a letto
o verso Est
MetamorfismoHigh-P Low-T
High-T Low-P
La zona ellenica è una zona di subduzione con direzione NE, le cui evidenze sono fornite dai dati sismici di geodesia spaziale e daifenomeni vulcanici.
La distribuzione degliipocentri dei terremotimostra uno slab inclinatodi circa 16° esteso finoa 160-180 Km di profondità.
La sismicità lungo lo slab indica down-dip extension, tale cinematicapuò essere determinata o da un tiro dal basso (slab pull) o un tirodall’alto (west-ward drift della litosfera).
Nelle zone di subduzione viene rilasciata il 90%dell’energia sismica, l’arco ellenico, la Turchiae la zona egea sono le aree sismicamente più attive del bacino del Mediterraneo
Mappa degli eventi con magnitudo superiore a 4 dell'areamediterranea ed auropea dal 1964 al 1992.I dati sono tratti dai bollettini ISC e NEIS. I triangoli rappresentano gli eventi con magnitudo tra4 e 5,i quadrati vuoti quelli con magnitudo tra 5 e 6 e i quadrati pieni quelli con magnitudo maggiore di 6.
I meccanismi focali degli eventi sismici rendono un’idea della complessità del sistema ellenico.
Direzione e movimento delle faglie estrapolatidalla World stress map.
L’Africa si muove verso Ovest più lentamente della Grecia in direzione opposta alla subduzione. Questo movimentoviene evidenziato se siprende come riferimento un hot spot superficiale.L’Africa si muove però piùvelocemente del mantellosottostante inducendo un movimento ad uscire dello slab,la subduzione è resa possibiledalla spinta, verso il basso,che la Upper Plate (Grecia)esercita sulla Lower Plate (Africa).
La direzione di movimento della subduzioneè opposta al flusso della net rotation della litosferaLe asimmetrie nelle subduzioni non sarebberolegate alla direzione Est o Ovest ma alla concordanzao meno con il flusso tettonico.
Fig. 36. Global lithospheric net rotation relative to the mantle assuming a mid-asthenospheric source of the Pacific plumes, after Crespi et al., 2007.Subduction asymmetries should not be considered as E–W related, but following or opposing the absolute tectonic mainstream.
Le microplacche greca ed anatolicasi comportano come due placche distinte e presentano una diversa velocità di sovrascorrimento sull’Africa.Tale differenza di velocitàdetermina l’estensione nell’area egea.Tasso di raccorciamento della catenapotrebbe essere simile.
Le cause della differente velocità potrebbero risiedere nella maggiore densità della litosfera oceanica che subduce al di sotto della Grecia, a differenza della litosfera continentale, relitto di margine passivo, che subduce al di sotto dell’arco Anatolia-Cipro, e nel maggiore rilascio di fluidi nella parte occidentale della subduzione che, intrappolati nell’astenosfera, ne abbasserebbero la viscosità facilitando il movimento.
La progressiva disidratazione dello slab,determina la formazione di prodotti vulcanici calc-alk, sho u-k, il passaggio ai basalti, suggerisce una sorgenteprofonda. Il meccanismoche ha permesso a questi magmi di raggiungere la superficie è legato ad unostretching dello slab e conseguente formazione di slab windows.
Il bacino egeo presenta, a differenza di un “tradizionale” bacino di retroarco legato alle subduzioni verso Ovest un basso tasso di stretching della litosfera e la presenza di crosta continentalespessa 20 km.La peculiarità dei bacini di retroarco è una rapida oceanizzazione con la subduzione.
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-The World Stress Map database release 2008 Heidbach, O., Tingay, M., Barth, A., Reinecker, J., Kurfeß, D., and Müller, B., doi:10.1594/GFZ.WSM.Rel2008, 2008