Petrogenesis and crustal evolution of Hunza Plutonic Unit, Karakoram batholith, NW Pakistan

Nel profondo delle imponenti vette della catena del Karakorum, nel nord del Pakistan, dove la crosta terrestre è stata accartocciata e ispessita dalla collisione di massicce placche tettoniche, giace un registro nascosto del passato ardente del pianeta. Questa regione, un paesaggio aspro di alte montagne e valli profonde, funge da laboratorio naturale per i geologi che cercano di capire come la superficie terrestre si evolva dopo che i continenti si scontrano l'uno contro l'altro. Quando due masse terrestri collidono, l'immensa pressione e il calore possono fondere la roccia solida nelle profondità del sottosuolo, creando magma che risale per formare nuove montagne di pietra solidificata note come plutoni. Studiando la composizione chimica e l'età di queste antiche rocce, gli scienziati possono ricostruire la cronologia di queste collisioni e le condizioni specifiche — come temperatura e pressione — che esistevano quando il magma è nato. Questa conoscenza aiuta a spiegare non solo la storia del Karakorum, ma anche la storia più ampia di come catene montuose come l'Himalaya e le Alpi siano state costruite.

In uno studio recente, un team di ricercatori ha concentrato la propria attenzione su un gruppo specifico di queste antiche rocce chiamato Unità Plutonica di Hunza. Situata nella Valle di Hunza, queste roceste fanno parte di una formazione molto più ampia nota come batolite del Karakorum, un enorme corpo sotterraneo di granito che si estende per centinaia di miglia. Sebbene i geologi sappiano da tempo che queste rocce si sono formate dal raffreddamento del magma, il momento esatto della loro formazione e la natura precisa della fonte del magma sono rimasti in parte poco chiari. Per risolvere questo enigma, il team ha raccolto campioni del granito e li ha sottoposti a una rigorosa serie di test. Hanno esaminato le rocce sotto potenti microscopi per vedere i minuscoli cristalli che le compongono, hanno analizzato gli elementi chimici all'interno della roccia intera e hanno misurato la composizione di singoli minerali come mica e feldspato. Fondamentalmente, hanno anche utilizzato una tecnica per datare minuscoli granelli di un minerale chiamato monazite presente nel granito, che agisce come un orologio naturale registrando quando la roccia si è solidificata.

L'indagine ha rivelato che le rocce di Hunza sono un tipo specifico di granito noto come I-type, che si forma dalla fusione di rocce ignee preesistenti piuttosto che da rocce sedimentarie. Le impronte chimiche delle rocce hanno mostrato che il magma era ricco di certi elementi come potassio e sodio ma ne mancava altri, suggerendo che provenisse da una fonte profonda nella crosta terrestre che era stata alterata dai fluidi di una placca tettonica in subduzione. I ricercatori hanno scoperto che il magma si è raffreddato e cristallizzato a profondità relativamente superficiali rispetto ad altre rocce simili nella regione, con temperature che variavano approssimativamente da 625 a 1066 gradi Celsius a seconda del minerale specifico in formazione. La presenza di specifici minerali e il modo in cui sono cambiati nel tempo hanno indicato che il magma ha subito un processo di differenziazione, in cui i minerali più pesanti si sono depositati e quelli più leggeri sono saliti, cambiando la composizione del liquido rimanente mentre si raffreddava.

Forse la scoperta più significativa è stata l'età di queste rocce. Contando il decadimento degli elementi radioattivi all'interno dei cristalli di monazite, il team ha determinato che l'Unità Plutonica di Hunza è stata messa in posto circa 34 milioni di anni fa. Questa data colloca la formazione del granito fermamente nel periodo successivo alla collisione iniziale tra le placche Indiana e Asiatica, un periodo noto come magmatismo post-collisionale. Questo ritrovamento allinea le rocce di Hunza con altre giovani formazioni granitiche della regione, come quelle nella vicina zona di Baltoro, suggerendo un periodo continuo di attività geologica che è persistito molto tempo dopo che i continenti si sono inizialmente scontrati. Lo studio ha anche confermato che le variazioni chimiche osservate nelle rocce non erano casuali ma seguivano un chiaro schema di evoluzione, guidato dal raffreddamento e dalla cristallizzazione del magma nel profondo del sottosuolo.

Le implicazioni di queste scoperte vanno oltre la semplice datazione di una formazione rocciosa. Lo studio suggerisce che il magma che ha creato l'Unità Plutonica di Hunza sia originato da una fonte che era stata chimicamente alterata dalla subduzione di una placca oceanica, un processo in cui una placca tettonica scivola sotto un'altra. Questa fonte metasomatizzata, arricchita in elementi specifici, si è fusa e si è alzata per formare il granito che vediamo oggi. La ricerca fornisce un quadro più chiaro dell'ambiente geodinamico nel Karakorum durante gli epoche del tardo Eocene e dell'Oligocene precoce, mostrando che la regione è rimasta geologicamente attiva e capace di generare nuovo magma molto tempo dopo l'evento di collisione principale. Combinando la dettagliata chimica minerale con una datazione precisa, i ricercatori hanno offerto un quadro robusto per comprendere come il margine meridionale della placca asiatica si sia evoluto, colmando le lacune nella nostra conoscenza di come la crosta terrestre risponda alle immense forze della collisione continentale.