Sollevamento tettonico e variazioni climatiche: è nato prima l’uovo o la gallina?

Una delle dimostrazioni più evidenti di come il sottosistema Clima e il sottosistema Tettonica delle Placche, interagiscano, è offerta dai processi di retroazione tra le variazioni climatiche e l’altezza media delle catene montuose. Attualmente si discute molto sulla direzionalità di queste retroazioni. Alcuni geologi ritengono che il sollevamento tettonico delle regioni montuose provochi variazioni climatiche; altri ritengono che le modificazioni del clima possano favorire il sollevamento tettonico. Questo dibattito equivale al “dilemma tra uovo e la gallina”: chi è nato prima?

Fig. 1 - Vista dell'Altopiano del Tibet, il più alto ed esteso plateau della Terra.

La discussione è alimentata dalla considerazione che il raffreddamento dell’Emisfero boreale e il sollevamento dell’Himalaya e dell’Altopiano del Tibet, possono essere sincroni. L’Altopiano del Tibet è l’elemento topografico più maestoso della Terra (Fig. 1). Questo altopiano è così elevato e così ampio che riesce a influenzare la circolazione generale dell’atmosfera nell’Emisfero boreale: se questo imponente altopiano non esistesse, le condizioni climatiche del nostro emisfero sarebbero certamente molto differenti.

Sfortunatamente, mentre i tempi del raffreddamento dell’Emisfero boreale sono ben scanditi dall’età dei depositi glaciali e dalle registrazioni isotopiche delle variazioni di temperatura in sedimenti di mare profondo, i tempi del sollevamento dell’Altopiano del Tibet non sono altrettanto certi. E da qui nasce il dibattito.

1. Se il sollevamento ha preceduto l’inizio delle glaciazioni, si potrebbe dedurre che tale sollevamento sia stato una causa indiretta delle variazioni climatiche;
2. Se invece, le glaciazioni hanno preceduto il sollevamento, allora si potrebbe pensare che il cambiamento climatico abbia favorito il sollevamento, come una risposta di tipo isostatico all’amplificazione dei processi di erosione.

Prima Ipotesi: retroazione negativa.

La possibilità che l’innalzamento di catene montuose abbia promosso il raffreddamento e le glaciazioni nell’Emisfero boreale è riconosciuto da più di 100 anni. I geologi che oggi difendono questo punto di vista ritengono che nel sollevamento dell’Altopiano del Tibet siano intervenuti numerosi e importanti processi che hanno innescato una retroazione negativa. In questo scenario, il sollevamento tettonico avrebbe causato modificazioni nella circolazione atmosferica, che avrebbero prodotto il raffreddamento nell’Emisfero boreale; tale raffreddamento avrebbe provocato un aumento delle precipitazioni, dell’estensione dei ghiacciai e della portata dei corsi d’acqua nell’Himalaya e nell’Altopiano Tibetano. Questi eventi, a loro volta, intensificando i processi erosivi, avrebbero favorito la rimozione di CO2 dall’atmosfera. La riduzione del contenuto di questo importante gas serra avrebbe prodotto un ulteriore raffreddamento e un incremento delle precipitazioni e dell’erosione.

Dunque, con il tempo, i rilievi verrebbero denudati e le loro altitudini diminuirebbero. In definitiva, un aumento delle altitudini (che si ripercuote sul clima) si risolve poi in una diminuzione delle altitudini. E questo è un esempio di retroazione negativa.

Fig. 2 - In tempi geologici brevi, le altitudini posso aumentare come risultato dell'erosione.

Seconda Ipotesi: retroazione positiva.

Durante l’ultimo decennio si è scoperto che una variazione climatica potrebbe portare all’innalzamento di regioni montuose. Questo scenario inatteso, e tutt’altro che intuitivo, prevede un iniziale raffreddamento del clima e un conseguente aumento delle precipitazioni; tale aumento, come già sottolineato, amplifica i processi di erosione da parte dei corsi d’acqua e dei ghiacciai. In assenza di aggiustamenti isostatici, un aumento dell’erosione dovrebbe innescare un processo di retroazione negativa e portare alla riduzione delle altitudini dei rilievi. In realtà, se si considera la risposta di tipo isostatico, occorre tener conto che la denudazione dei rilievi determina una diminuzione globale delle masse della catena montuosa, e come conseguenza i rilievi verrebbero sollevati e le loro cime tenderebbero a raggiungere nuove altitudini, più elevate (Fig. 2). Il sollevamento delle catene montuose avvierebbe un processo di regressione positiva verso ulteriori modificazioni climatiche, con l’aumento delle precipitazioni e dell’entità dell’erosione che favorisce un ulteriore sollevamento dei rilievi montuosi.

Riferimenti bibliografici

Burbank D.W., Anderson R.S., 2001 - Tectonic Geomorphology. Blackwell, Oxford.

Grotzinger J.P., Jordan T.H., 2016 - Capire la Terra. Zanichelli Ed.