Studio dei meccanismi di deformazione della regione italiana: vincoli geologici, geofisici e modellazione geodinamica

Abstract

In questo capitolo vengono studiate le forze che possibilmente agiscono nell’area degli Appennini settentrionali tramite una modellazione bidimensionale agli elementi finiti, nell’assunzione di una reologia viscoelastica. Le forze incluse nel modello sono dovute alla convergenza continentale tra Africa e Eurasia, allo sprofondamento della litosfera adriatica subdotta e alla risalita di materiale astenosferico caldo al di sotto della Toscana. La distribuzione di stress calcolata dal modello è confrontata con i dati sismotettonici disponibili per gli Appennini settentrionali e con la distribuzione degli eventi sismici. I risultati indicano che la convergenza continentale non può essere il solo meccanismo che agisce nell’area, dal momento che esso causa un accumulo trascurabile di stress al di sotto della Moho. Tale risultato è in contraddizione con la presenza di sismicità intermedia osservata sotto gli Appennini. Si verifica che la risalita di materiale astenosferico sotto la toscana assume un ruolo cruciale per descrivere la dinamica attuale del Tirreno e degli Appennini. Tale risalita causa un flusso diretto verso l’alto e verso est, flusso che a sua volta genera uno stress estensivo in Toscana e nella parte superiore della subduzione, sotto gli Appennini. La spinta orizzontale dello slab è proposta come un meccanismo alternativo allo slab pull per generare un accumulo di stress subcrostale. L’attivazione dello slab pull non comporta una variazione significativa nell’orientazione degli assi principali dello stress a profondità crostali, rispetto al modello in cui il solo diapirismo astenosferico sia attivo. Di conseguenza, l’esistenza di uno slab continuo che sprofonda a causa della forza di gravità non può essere esclusa sulla base del solo confronto con le osservazioni sismotettoniche. Entrambi i modelli riproducono efficacemente l’estensione in Toscana e la compressione nel margine esterno della catena Appenninica, ma non generano con sufficiente accuratezza l’estensione lungo la porzione interna della catena. I modelli sviluppati mettono in evidenza l’importanza di migliorare le conoscenze sul comportamento dell’astenosfera, e sulla posizione e dimensioni della zona “calda”, allo scopo di comprendere se l’estensione e il probabile sollevamento tettonico) negli Appennini possa essere causato da una risalita astenosferica, come per l’area della Toscana. Una ipotesi alternativa di una sorgente locale di stress, non inclusa nel modello e probabilmente legata al collasso dell’orogene, viene presentata.