La Rift Valley del Turkana, nell’Africa orientale, è nota sia per la ricchezza di fossili di ominidi primitivi, sia per l’intensa attività vulcanica causata dallo spostamento delle placche tettoniche. Ora, gli scienziati riferiscono che la crosta terrestre al di sotto di questa regione si è assottigliata molto più di quanto si pensasse in precedenza, indicando una frammentazione a lungo termine del continente africano e offrendo una nuova spiegazione del perché così tanti resti umani antichi si siano conservati in quella zona.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications .
Una vasta faglia modellata dal movimento delle placche tettoniche
La Rift Valley del Turkana si estende per circa 500 chilometri tra Kenya ed Etiopia e fa parte del più ampio Sistema di Rift dell’Africa orientale. Questo imponente sistema si estende dalla depressione di Afar, nell’Etiopia nord-orientale, fino al Mozambico, separando la placca tettonica africana da quelle araba e somala. Nella regione del Turkana, le placche africana e somala si stanno lentamente allontanando a una velocità di circa 4,7 millimetri all’anno.
Quando si verifica questa separazione, un processo chiamato rifting allunga lateralmente la crosta terrestre. La tensione provoca la deformazione e la fessurazione della superficie, consentendo al magma proveniente dalle profondità della Terra di risalire verso l’alto.
Non tutte le faglie tettoniche arrivano a dividere completamente i continenti. In questo caso, tuttavia, la Rift Valley del Turkana sembra essere sulla buona strada per farlo.
Gli scienziati rilevano una crosta inaspettatamente sottile
“Abbiamo scoperto che la fratturazione in questa zona è più avanzata e la crosta terrestre più sottile di quanto si pensasse in precedenza”, afferma Christian Rowan, autore principale dello studio e dottorando presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University, che fa parte della Columbia Climate School. “L’Africa orientale ha raggiunto uno stadio di fratturazione più avanzato di quanto si credesse”.
Per giungere a questa conclusione, Rowan e colleghi hanno analizzato una rara serie di dati sismici di alta qualità, raccolti con partner industriali e in collaborazione con il Turkana Basin Institute, fondato dal compianto paleoantropologo Richard Leakey. Esaminando il modo in cui le onde sonore si propagavano attraverso gli strati sotterranei e combinando questi risultati con altri metodi di imaging, il team ha mappato le strutture sedimentarie e determinato la profondità della crosta terrestre al di sotto della faglia.
Al centro della faglia, la crosta terrestre ha uno spessore di soli 13 chilometri circa. Più lontano, supera i 35 chilometri. Questa notevole differenza indica un processo noto come “strozzatura”.
La formazione di un “collo” segnala una fase tettonica critica.
Il termine descrive come la crosta si allunga e si assottiglia al centro, in modo simile al “collo” ristretto che si forma quando si spezza un pezzo di caramella mou salata. Man mano che la crosta si assottiglia, si indebolisce anche, facilitando la continuazione del processo di rifting.
“Più la crosta si assottiglia, più si indebolisce, il che favorisce la continua formazione di faglie”, afferma Rowan. Alla fine, la crosta può rompersi completamente.
“Abbiamo raggiunto quella soglia critica” di disgregazione crostale”, afferma Anne Bécel, geofisica del Lamont e coautrice dello studio. “Pensiamo che sia questo il motivo per cui è più incline a separarsi.”
Ciononostante, questi cambiamenti si verificano su scale temporali immense. La Rift Valley del Turkana ha iniziato ad aprirsi circa 45 milioni di anni fa e i ricercatori stimano che la formazione di un restringimento sia iniziata dopo diffuse eruzioni vulcaniche circa 4 milioni di anni fa. Potrebbero volerci ancora diversi milioni di anni prima che inizi la fase successiva, nota come oceanizzazione. In quella fase, il magma risalirà attraverso le fratture per formare un nuovo fondale oceanico e le acque dell’Oceano Indiano a nord potrebbero infine inondare la zona.
Prove di precedenti fallimenti nella formazione di rifting
Il team ha inoltre scoperto segni di un precedente episodio di rifting che non ha portato a una completa scissione continentale. Ha invece reso la crosta più sottile e debole, creando le condizioni per l’attuale fase di attività.
“Mette in discussione alcune delle idee più tradizionali su come i continenti si disgregano”, afferma Rowan.
Poiché il Rift del Turkana è il primo rift continentale attivo conosciuto attualmente in fase di restringimento, offre agli scienziati una rara opportunità di studiare questa fase cruciale dell’evoluzione tettonica.
“In sostanza, ora abbiamo un posto in prima fila per osservare una fase critica di rifting che ha plasmato in modo fondamentale tutti i margini continentali del mondo”, afferma la coautrice Folarin Kolawole, che lavora anche con Lamont. Questi processi sono strettamente collegati ad altri sistemi terrestri, aiutando i ricercatori a ricostruire paesaggi, vegetazione e modelli climatici del passato. “Potremo quindi utilizzare queste conoscenze per capire cosa accadrà in futuro, anche su scale temporali più brevi”, afferma Bécel.
Ripensare la documentazione fossile dell’evoluzione umana
Le scoperte gettano inoltre nuova luce sulla straordinaria documentazione fossile della regione. La Rift Valley del Turkana ha restituito oltre 1.200 fossili di ominidi risalenti agli ultimi 4 milioni di anni, pari a circa un terzo di tutti i ritrovamenti di questo tipo in Africa. Molti scienziati considerano da tempo quest’area un centro chiave dell’evoluzione umana.
Rowan e colleghi suggeriscono un’altra possibilità.
In seguito a un’intensa attività vulcanica avvenuta circa 4 milioni di anni fa, l’inizio della formazione di un restringimento della dorsale ha causato l’abbassamento del terreno nella zona di faglia. Questa subsidenza ha creato le condizioni ideali per l’accumulo rapido di sedimenti a grana fine, perfetti per la conservazione dei fossili.
“Le condizioni erano ideali per preservare una documentazione fossile continua”, afferma Rowan.
Ciò significa che la Rift Valley del Turkana potrebbe non essere stata di particolare importanza come luogo di evoluzione degli antenati umani, ma piuttosto come un luogo in cui le condizioni geologiche hanno facilitato la registrazione della loro storia.
Quest’idea rimane un’ipotesi, ma apre nuove prospettive di ricerca. “Altri ricercatori possono ora utilizzare i nostri risultati per approfondire queste idee”, afferma Rowan. “Inoltre, i nostri risultati possono essere inseriti in modelli tettonici accoppiati al clima per esplorare a fondo come i cambiamenti tettonici e climatici abbiano influenzato la nostra evoluzione.”
by 