Perché l’Amazzonia scorre all’indietro

Milioni di anni fa, i fiumi che scorrevano verso ovest attraverso quello che ora è il Brasile settentrionale invertirono il loro corso per fluire verso l’Atlantico, e nacque la potente Amazzonia. Uno studio precedente ha suggerito che il about-face è stato innescato da cambiamenti graduali nel flusso di roccia calda e viscosa in profondità sotto il continente sudamericano. Ma nuovi modelli al computer suggeriscono che l’inversione a U è il risultato di processi geologici più familiari che si svolgono sulla superficie terrestre-in particolare, l’erosione persistente, il movimento e la deposizione di sedimenti che si portano via dalle Ande in crescita.

Le Ande si trovano nell’entroterra della costa occidentale del Sud America. La parte centrale di quella catena montuosa ha iniziato a crescere circa 65 milioni di anni fa, e le Ande settentrionali hanno iniziato a salire alcuni milioni di anni dopo, dice Victor Sacek, geofisico dell’Università di São Paulo in Brasile. Tuttavia, studi sul campo suggeriscono che il Rio delle Amazzoni, che oggi trasporta acqua carica di sedimenti dalle Ande attraverso il continente all’Oceano Atlantico, non esisteva nella sua forma attuale fino a circa 10 milioni di anni fa. Prima di allora, le precipitazioni in gran parte di quello che oggi è il bacino amazzonico drenato verso ovest in enormi laghi che si formavano lungo il bordo orientale delle Ande e poi scorrevano verso nord attraverso i fiumi nei Caraibi. I processi geologici che hanno causato antichi modelli di drenaggio di passare alle loro configurazioni moderne sono stati oggetto di accesi dibattiti.

I laghi ad est delle Ande si sono formati in una lunga depressione creata quando l’immenso peso di quella catena montuosa in crescita ha premuto la crosta terrestre verso il basso, dice Sacek. Ma per qualche ragione, il terreno sotto la depressione lentamente guadagnato elevazione nel corso di milioni di anni, e quei laghi gradualmente ha dato modo di una regione longeva di zone umide che coprono un’area delle dimensioni dell’Egitto o più grande. Più tardi, dopo che il paesaggio è aumentato ancora di più, le zone umide sono scomparse del tutto. In precedenza, gli scienziati hanno proposto che i cambiamenti nella circolazione del materiale fuso nel mantello terrestre—il materiale a flusso lento che si trova tra il nucleo del nostro pianeta e la sua crosta-spingessero il terreno ad est delle Ande verso l’alto, cambiando così i modelli di drenaggio.

Ma una nuova ricerca attribuisce la colpa a qualcosa di più banale: l’erosione. Sacek ha sviluppato un modello informatico che include le interazioni tra la crescita delle Ande, la flessione della crosta terrestre nella regione e il clima. (Ad esempio, man mano che le montagne si alzano, intercettano un flusso d’aria più umido e ricevono più precipitazioni, il che a sua volta aumenta il tasso di erosione. Il modello simula l’evoluzione del terreno sudamericano negli ultimi 40 milioni di anni—un periodo iniziato dopo la nascita delle Ande centrali ma prima che il fianco orientale di quelle montagne iniziasse a salire, osserva Sacek.

I risultati della simulazione riproducono gran parte delle prove viste nel record geologico, Sacek riporta online prima della stampa in Earth and Planetary Science Letters. Inizialmente, i laghi si formano ad est delle Ande perché le montagne premono la crosta terrestre verso il basso per formare un trogolo più velocemente di quanto i sedimenti possano riempirlo. Poi l’affondamento del terreno rallenta e l’accumulo di sedimenti che si riversano sulle Ande raggiunge, riempiendo gradualmente i laghi e costruendo il paesaggio più in alto. Alla fine, il terreno appena ad est della catena montuosa diventa più alto di quello nel regno orientale del bacino amazzonico, uno spostamento che fornisce un pendio in discesa che si estende dalle Ande all’Atlantico a partire da circa 10 milioni di anni fa.

“L’erosione e la sedimentazione sono forze potenti”, dice Jean Braun, geofisico dell’Università Joseph Fourier di Grenoble, in Francia. Il modello di Sacek mostra che questi processi spiegano il record geologico visto nel nord del Sud America,” e lo fanno con il giusto tempismo”, aggiunge. Suggeriscono anche che la quantità di sedimenti trasportati alla foce del Rio delle Amazzoni ogni anno e poi scaricati in mare aperto dovrebbe aumentare nel tempo—qualcosa di effettivamente visto nei nuclei di sedimenti perforati da quella zona. “Questo è un bel po’ di previsione da parte del modello”, dice Braun.

Il tasso di accumulo di sedimenti in graduale aumento deriva probabilmente dal lungo tempo necessario affinché il materiale si faccia strada attraverso il continente, venendo scaricato in un punto e poi rimobilizzato dall’erosione in seguito, dice Carina Hoorn, geologa dell’Università di Amsterdam. Oppure, suggerisce, l’aumento potrebbe derivare da una spinta geologicamente recente nell’erosione delle Ande innescata da una serie di ages glaciali iniziate circa 2,4 milioni di anni fa.

Una cosa che il modello di Sacek non fa un buon lavoro di previsione, ammette, è la dimensione, la forma e la persistenza della vasta area di zone umide che si è formata in quello che ora è il bacino centrale dell’Amazzonia tra 10,5 milioni e 16 milioni di anni fa. Ma è possibile, osserva, che i cambiamenti nella circolazione del mantello sotto la regione abbiano giocato un ruolo minore nell’evoluzione del terreno. Sacek cercherà di incorporare tali processi nelle versioni future della sua simulazione del terreno, per vedere se spiegano meglio come il paesaggio si è evoluto.

Tali cambiamenti nel flusso del mantello sono “difficili da quantificare e ancora più difficili da discernere”, dice Braun. Ma combinando gli effetti modesti di tali cambiamenti con quelli innescati da processi superficiali come l’erosione, “potresti finire con qualcosa che funziona.”