Un bacino back-arc è una formazione geologica che si verifica sul fondo oceanico. Questa formazione marina è più comunemente identificata lungo le zone di subduzione, che si verificano dove una placca tettonica si muove al di sotto di un'altra e archi di isole, che sono una sorta di arcipelago costituito principalmente da vulcani. Un bacino di back-arc in genere gira su una lunga distanza, misurando oltre 600 miglia di lunghezza. Inoltre, questa caratteristica geologica è caratterizzata come molto stretta, un dettaglio pensato per essere causato dalla mancanza di convezione del mantello vicino alla cresta. I bacini di back-arc emettono rocce basaltiche che sono uniche per altri basalti della cresta oceanica in quanto contengono alti livelli di acqua magmatica. In realtà, queste formazioni sono ben note per la loro attività idrotermale. Dove le bocche d'alto mare emergono attraverso questi bacini, spesso è possibile trovare un gran numero di specie di biodiversità e di comunità marine.
Come si forma un bacino back-arc?
La maggior parte dei ricercatori ritiene che i bacini di back-arc siano formati da un movimento geologico noto come rollback della trincea. Durante questo processo, la zona di subduzione si muove nella direzione opposta della placca tettonica che tipicamente si muove sotto l'altra. Questo movimento all'indietro fa sì che la placca tettonica situata nella parte superiore della zona di subduzione si allunghi, creando una formazione di trincea.
Quando si forma questa trincea, la crosta si allunga e diventa sottile. Questo movimento di stretching è indicato come in estensione. Questa caratteristica di estensione è una delle caratteristiche principali dei bacini di back-arc. La crosta ormai assottigliata permette al magma di fuggire sulla superficie del fondo oceanico. Il magma esposto crea pressione lungo la piastra tettonica che si trova nella parte superiore della zona di subduzione. All'aumentare della pressione, i vulcani sopra possono eruttare. Tutta questa attività si traduce in una dispersione del fondale marino che influisce sulla forma e sull'aspetto delle formazioni di terra situate sopra.
In altre parole, una linea di vulcani che sono esposti e sporgono sopra la superficie dell'oceano lentamente cambiano quando si forma il bacino dell'arco di ritorno. Mentre il movimento all'indietro assottiglia la crosta e fa separare il fondo dell'oceano, i vulcani iniziano a separarsi. Alla fine, il vulcano è completamente diviso a metà, formando due vulcani separati.
Dove possono essere trovati i bacini di back-arc?
La maggior parte dei bacini di back-arc che sono stati identificati si trovano nella regione occidentale dell'Oceano Pacifico lungo i confini delle placche convergenti. Altri bacini di back-arc sono stati trovati nelle seguenti aree: Manus, Mar del Giappone, Scotia del Sud, Marianas, Mare di Okhotsk, Mar Tirreno, Fiji Nord e Tonga-Kermadec. Inoltre, il Mar Nero ospita due bacini di back-arc. I ricercatori hanno anche identificato un numero di bacini dell'arco posteriore estinti o che non formano più. Alcuni di questi bacini fossili includono: il bacino del Kurile, il Mare Orientale della Corea e il bacino di Parece Vela Shikoku.
Differenza tra bacini di back-arc e creste medio oceaniche
Come accennato in precedenza, i bacini di back-arc possono emettere rocce di basalto molto pesanti, mentre altre creste oceaniche emettono rocce basaltiche essiccate. Oltre a questa differenza, i bacini di back-arc sono unici in quanto il tasso di diffusione avviene a una velocità diversa in tutta l'area del bacino. Questa diffusione disomogenea è nota come asimmetria. Altre creste oceaniche, tuttavia, hanno una diffusione simmetrica. Nessun consenso scientifico è stato raggiunto per spiegare questo fenomeno. Diverse teorie forniscono una serie di possibili spiegazioni, come gli effetti del cuneo del mantello, i gradienti di idratazione e il passaggio dal comportamento di rifting al comportamento di diffusione.
Bacino di back-arc di Mariana Trough
Mariana Trough è uno dei bacini di back-arc più famosi al mondo. Questa formazione geologica si trova nella regione occidentale dell'Oceano Pacifico, dove è circondata dall'attiva Mariana Ridge inattiva e dall'arco vulcanico Mariana ancora attivo ad est. Alla sua estremità settentrionale, la West Mariana Ridge e l'arco Mariana si uniscono. Alla sua estremità meridionale si trova il Challenger Deep, che è il punto più profondo sul fondo dell'oceano che è noto ai ricercatori. Si estende tra 35,755 e 35,814 in profondità. L'intera Mariana Trough si estende su una distanza di circa 807.78 miglia, all'incirca alla stessa distanza da Londra in Inghilterra a Roma in Italia. Il suo punto più largo si trova intorno alla metà di questo bacino e misura appena sopra le miglia 149.
La diffusione asimmetrica del fondo marino sperimentata nel Mariana Trough può essere vista confrontando il suo margine occidentale con la sua area centrale. Ad esempio, nella regione centrale di questa formazione, la velocità di diffusione è stimata tra 2 e 3 volte maggiore di quella che si trova nel bordo occidentale. Il diverso sviluppo di questo bacino di back-arc ha portato alla sua classificazione delle aree distinte 3: la piattaforma meridionale, l'apice di rifting settentrionale e il bacino di diffusione centrale.
La piattaforma meridionale della Mariana Trough non è profonda come le altre regioni 2. In effetti, il suo punto più profondo è solo intorno a 1.86 miglia di profondità. Alcuni avvallamenti molto più profondi e più stretti separano questa regione dall'area dei vulcani attivi. L'apice del nord rifting è un primo esempio delle prime fasi dello sviluppo di rifting a causa della sua stretta vicinanza ai vulcani attivi. Infine, il bacino di diffusione centrale rappresenta questo sviluppo geologico al suo picco di maturità.
Lau Basin
Il bacino del Lau, situato lungo il confine della placca dell'Australia e del Pacifico, è un esempio di un bacino di back-arc relativamente giovane. I geologi stimano che la sua età sia inferiore a 5 milioni di anni e si sia sviluppata a seguito del movimento della placca pacifica sotto la placca australiana durante l'era del Pliocene. Il bacino del Lau è delimitato a ovest dalla cresta di Tonga-Kermadec e ad est dalla cresta di Lau-Colville. Questo bacino di back-arc è unico in quanto assume una forma a V, piuttosto che la forma lineare di molti altri. A causa di questa forma, entrambe le sue aperture si trovano nella stessa direzione, a sud. Queste aperture sono indicate come il Centro di diffusione della Lau orientale e il Centro di diffusione centrale della Lau. Come visto nella maggior parte dei bacini di back-arc, il tasso di diffusione in tutta questa formazione è asimmetrico. Il Centro di diffusione della Lau orientale, ad esempio, si muove ad una velocità di circa 100 millimetri all'anno, mentre l'intero tasso medio per questo bacino è di circa 150 millimetri all'anno. Dato questo tasso, il bacino di Lau è considerato un bacino di back-arc in rapida espansione.
