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PROVIDENCE, R.I. – Circa 300 milioni di anni fa, la massa terrestre che ora è il Nord America si scontrò con Gondwana, un supercontinente composto dall’attuale Africa e Sud America. Quello scontro di continenti sollevò tonnellate di roccia sopra il terreno circostante per formare l’estremità meridionale dei Monti Appalachi che ora si vedono in Alabama, Tennessee e Georgia. Un team di geofisici ha ricostruito la fase terminale di quella collisione e ha sviluppato una nuova immagine di come si è svolta.

Lo studio, guidato da ricercatori della Brown University, ha utilizzato stazioni di monitoraggio sismico per creare un’immagine simile a un sonogramma della crosta sotto gli Stati Uniti meridionali, vicino alla base meridionale degli Appalachi. La ricerca mostra che la crosta del Gondwana è stata spinta sopra il Nord America quando i due continenti si sono scontrati, scivolando verso nord fino a 300 chilometri prima che i due continenti si separassero e andassero alla deriva circa 200 milioni di anni fa. Il processo rivelato dallo studio assomiglia molto al processo che sta costruendo l’Himalaya oggi, come il continente eurasiatico sta spingendo in cima al subcontinente indiano.

“Mostriamo che una collisione continentale avvenuta 300 milioni di anni fa assomiglia molto alla collisione che vediamo nell’Himalaya oggi”, ha detto Karen Fischer, un professore nel Dipartimento di Scienze della Terra, Ambientali e Planetarie della Brown e un coautore dello studio. “Questo è il caso meglio documentato di cui sono a conoscenza in cui la sutura finale tra antiche croste continentali ha una geometria simile all’attuale contatto crostale India-Eurasia sotto l’Himalaya.”

La ricerca è stata condotta da Emily Hopper, che ha conseguito il suo dottorato alla Brown nel 2016 e ora è un borsista post-dottorato presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University. Lo studio è pubblicato online sulla rivista Geology.

Per lo studio, il team di ricerca ha collocato 85 stazioni di monitoraggio sismico in tutta la Georgia meridionale e parti della Florida, North Carolina e Tennessee. I ricercatori hanno anche utilizzato i dati dell’Earthscope Transportable Array, un array di stazioni sismiche che si è fatto strada attraverso gli Stati Uniti contigui tra il 2005 e il 2015. In tutto, 374 stazioni sismiche hanno registrato le deboli onde vibrazionali di terremoti lontani mentre viaggiavano attraverso le rocce sottostanti.

L’energia acustica dei terremoti può viaggiare attraverso la Terra come diversi tipi di onde, comprese le onde di taglio, che oscillano perpendicolarmente alla direzione di propagazione, e le onde di compressione, che oscillano nella stessa direzione mentre si propagano. Analizzando la misura in cui le onde di taglio si convertono in onde di compressione quando colpiscono un contrasto nelle proprietà della roccia, i ricercatori potrebbero creare un’immagine sismica della crosta subsuperficiale.

Lo studio ha rilevato un sottile strato continuo di roccia che inizia vicino alla superficie e scende dolcemente verso sud fino a profondità di circa 20 chilometri, in cui le onde sismiche viaggiano più velocemente che nelle rocce circostanti. Quello strato si estende verso sud per circa 300 chilometri dalla Georgia centrale alla Florida settentrionale. Si estende per circa 360 chilometri da est a ovest, dalla parte centrale della Carolina del Sud, attraverso tutta la Georgia e nell’Alabama orientale.