slab pull

slab pull

Una delle forze agenti sulla litosfera. Tale concetto è basato sulla minore temperatura della litosfera oceanica rispetto al mantello sottostante, che dovrebbe implicare una densità maggiore della stessa e, quindi, determinare un’azione risultante in una trazione verso il basso. Lo slab pull è un meccanismo che ha attualmente un notevole successo tra i geofisici pur contenendo una serie di contraddizioni. Il dato di fatto è che la litosfera oceanica è più densa di quella continentale ed è in continuo riciclo nelle zone di subduzione. Lo slab pull può essere calcolato secondo la relazione

F_sp = gdz(ϱ_l − ϱ_m)

dove F_sp è lo slab pull; g è l’accelerazione di gravità; d è lo spessore della litosfera in subduzione; z è la profondità del piano di subduzione; ϱ_l è la densità della litosfera e ϱ_m è la densità del mantello. Assumendo i valori g=10m/s², d=100 km, z=660 km, ϱ_l =3300 kg/m³ e ϱ_m =3220 kg/m³ si ottiene uno slab pull di circa 5,2×10¹³ Nm⁻¹. Questa interpretazione ha però come assunto che la litosfera e il mantello sottostante siano composizionalmente omogenei e che la differenziazione sia solo termica. Tale ipotesi contrasta tuttavia con una probabile stratificazione chimica del mantello, in cui il Fe dovrebbe essere più abbondante man mano che si scende in profondità. Il Fe ha ottima conducibilità termica e maggiore densità. Quindi la presenza di olivina fayalitica nel mantello superiore renderebbe gli effetti dello slab pull molto più tenui se non assenti, diminuirebbe la capacità di convezione del mantello il cui numero di Rayleigh diminuisce con l’aumento della conducibilità e della viscosità, che pure aumenta con la profondità nel mantello. Un ulteriore limite concettuale dello slab pull è che questa forza sarebbe addirittura maggiore di quanto la litosfera stessa sia in grado di sopportare sotto trazione. Lo slab pull è una forza concentrata al margine delle placche, tuttavia queste si muovono in modo solidale, senza significative variazioni interne di velocità, o diminuzione allontanandosi dalla zona di subduzione, a indicare che la forza agente su di loro è di volume e non di margine; per giunta ci sono placche che si muovono senza uno slab. Al di sotto dei 300÷400 km, inoltre, per qualsiasi composizione lo slab, per quanto eclogitizzato, rimane meno denso del mantello ospite e, quindi, lo slab pull non dovrebbe più essere efficace. In definitiva il concetto dello slab pull, pur importante per la tettonica delle placche, sembra non essere il meccanismo energeticamente in grado di mantenere attiva la dinamica della litosfera e far scendere gli slab in profondità ad almeno 670 km.

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