La tettonica delle placche nel Paleozoico

Per il Mesozoico e il Cenozoico (da 250 Ma fa ad oggi) è possibile costruire carte paleogeografiche facendo combinare i margini continentali o le lineazioni magnetiche della stessa età sui due lati di una dorsale oceanica. La posizione dei paleopoli può essere calcolata dalle misurazioni paleomagnetiche, quindi l'unica incognita in queste ricostruzioni è rappresentato dal meridiano di longitudine zero.

Queste tecniche non possono essere usate per le ricostruzioni anteriori al Mesozoicoperchè manca la crosta oceanica in situ di quell'età. L'esistenza dei meccanismi della tettonica a placche è ben documentata nelle rocce Paleozoiche (da 541 a 250 Ma fa), dalla conservazione di litosfera oceanica in complessi ofiolitici, dalla presenza di fasce orogenetiche che caratterizzano antiche catene montuose di tipo hymalayano in corrispondenza delle suture tra continenti entrati in collisione e dalle evidenze relative alle passate distribuzioni della flora e della fauna. L'unico modo per quantificare il movimento delle placche prima del Mesozoico è usare i dati paleomagnetici, infatti gli antichi bordi delle placche, anche se un po' deformati, sono contrassegnati da fasce orogeniche che mostrano caratteristiche paleomagnetiche evidenti. I dati paleomagnetici di ognuna delle placche vengono fatti ruotare rispetto ad un sistema di riferimento, di solito il continente africano, e proiettati su una carta. Quindi, i continenti vengono spostati successivamente lungo latitudini fisse, e ruotati attorno ad un polo di riferimento, finchè non si riduce al minimo la sovrapposizione dei margini continentali.

Alcuni autori hanno pubblicato carte paleogeografiche del Paleozoico ottenute con questo metodo. Essi hanno identificato, gli stadi principali dell'evoluzione globale in questo periodo. 

Fig. 1 - Ricostruzioni continentali del Paleozoico derivate da modelli paleomagnetici. a) Fine del Precambiano, supercontinente Rodinia; b) Cambriano-Ordoviciano; c) Paleogeografia degli oceani Giapetico e Reico nell'Ordoviciano (500-450 Ma fa circa). Per alcuni autori l'oceano Reico non esisteva ancora in questo periodo; d) Tardo Siluriano con l'orogenesi Caledoniana. LA - Laurentia; BA- Baltica; SB - Scudo Siberiano.

All'inizio del Paleozoico le placche erano disposte in un supercontinente chiamato Rodinia (Fig. 1a). Nel Cambriano il supercontinente si frammentò con l'apertura del primo oceano proto-Atlantico o Giapetico (Figg. 1b e 1c). Questo si chiuse, e il supercontinente si ricompatto nel tardo Siluriano causando l'orogenesi Caledoniana (Fig. 1d). 

Fig. 2 - Ricostruzioni continentali del Paleozoico derivate da modelli paleomagnetici. Devoniano inferiore-medio con la fascia orogenetica Acadiana. LA - Laurentia; BA - Baltica; SB - Scudo Siberiano.

Nel Devoniano inferiore e medio si ebbero aggiustamenti interni e movimenti trascorrenti tra la parte settentrionale e quella meridionale del supercontinente che produsse l'orogenesi Acadiana (Fig. 2). 

Fig. 3 -  Ricostruzioni continentali del Paleozoico derivate da modelli paleomagnetici. a) Devoniano superiore; b) Paleogeografia dell'oceano Reico e delle regioni adiacenti nel Siluriano-Devoniano (tra 410 e 390 Ma fa circa). Gli asterischi indicano la sutura dell'oceano Giapetico che rappresenta la fascia orogenetica Caledoniana.

Una seconda fase di apertura nel tardo Devoniano produsse il secondo oceano proto-Atlantico o Reico (Fig. 3a e 3b), che si chiuse nel Carbonifero medio producendo l'orogenesi Ercinica (o Varissica) e la disposizione delle placche nel supercontinente Pangea (Fig. 4).

Fig. 4 - Ricostruzioni continentali del Paleozoico derivate da modelli paleomagnetici del Carbonifero medio con la fascia orogenica Ercinica e degli Appalachi. Questo supercontinente rappresenta la Pamgea.

Benchè non fornisca una sequanza unica per le ricostruzioni, i dati paleomagnetici indicano chiaramente le tendenze generali dei movimenti delle placche in questo periodo. 

Bibliografia di riferimento

Gasperi G, 1995. Geologia Regionale. Pitagora Ed. 

Kearey P., Klepeis K.A. & Vine F.J., 2009. Global Tectonics. Wiley-BlackWell Ed.

Kearey P. & Vine F.J., 1994. Tettonica Globale. Zanichelli Ed.

Raffi S. & Serpagli E. 1999. Introduzione alla Paleontologia. UTET Ed.