Due nuovi ossiidrossidi di ferro sintetizzati in laboratorio potrebbero spiegare come una parte dell’acqua terrestre riesca a restare intrappolata vicino al confine tra mantello e nucleo. Lo studio, pubblicato su Nature Geoscience l’8 settembre 2026, mostra che queste fasi minerali possono formarsi e restare stabili alle pressioni e temperature del mantello profondo, ma non dimostra ancora che costituiscano davvero un grande serbatoio naturale dentro la Terra.
Il problema è importante perché sappiamo da segnali isotopici che una parte dell’acqua profonda potrebbe essere antichissima, forse risalente alla formazione del pianeta, mentre altra acqua viene trascinata verso il basso dalla subduzione. Mancava però un candidato minerale convincente capace di ospitare idrogeno nelle condizioni estreme della parte più profonda del mantello.
Quali minerali hanno trovato i ricercatori
Il team ha riprodotto in celle a incudine di diamante pressioni e temperature confrontabili con quelle del mantello inferiore. In queste condizioni sono comparse due fasi esagonali ricche di ferro, ossigeno e idrogeno: Fe5O12Hx e Fe7O12Hx. Gli esperimenti sono stati accompagnati da misure di diffrazione a raggi X ad alta pressione per determinarne la struttura.
Il punto centrale non è soltanto che i composti contengano idrogeno. Secondo gli autori sono anche abbastanza densi da poter sedimentare verso le zone profonde e possono formarsi in condizioni non necessariamente sature d’acqua. Questo li rende candidati plausibili per immagazzinare sia acqua primordiale sia acqua riciclata dalla superficie.
Perché l’acqua del mantello profondo è difficile da spiegare
I minerali più abbondanti del mantello inferiore non riescono a incorporare grandi quantità di idrogeno in tutte le condizioni. Per questo la presenza di acqua molto in profondità ha richiesto l’ipotesi di fasi minoritarie o zone chimicamente anomale. Il nuovo lavoro propone un meccanismo mineralogico concreto da testare.
Il risultato si collega al quadro più generale della dinamica interna terrestre. Su iCrewPlay Tech abbiamo già raccontato come il mantello terrestre possa deformarsi e fluire pur essendo roccia solida e come gli zirconi stiano cambiando la ricostruzione della Terra primordiale. Un serbatoio profondo di acqua potrebbe aggiungere un altro tassello a questi processi.
Un possibile collegamento con le zone a bassissima velocità sismica
Vicino al confine nucleo-mantello i sismologi osservano regioni in cui le onde rallentano in modo anomalo. Gli autori propongono che accumuli di ossiidrossidi di ferro ricchi di idrogeno possano contribuire a spiegare alcune di queste cosiddette ultralow-velocity zones. È però un’interpretazione: gli esperimenti dimostrano che le fasi possono esistere, non che siano già state identificate direttamente nel mantello terrestre.
Cosa c’entra con vulcani e pennacchi del mantello
Se questi minerali esistessero in quantità significative vicino al nucleo, potrebbero rilasciare acqua e altri volatili quando materiale caldo risale nei pennacchi del mantello. In questo scenario il serbatoio profondo parteciperebbe a un ciclo dell’acqua che collega l’interno del pianeta al vulcanismo di superficie su tempi geologici.
La ricerca apre quindi una possibilità fisicamente plausibile, ma restano domande importanti: quanta parte del mantello contiene davvero queste fasi, quanto sono stabili nel tempo e quale quantità di idrogeno possono immagazzinare su scala planetaria.
Cosa dimostra davvero lo studio
Il risultato più solido è sperimentale: due nuovi ossiidrossidi di ferro possono formarsi alle condizioni del mantello profondo e ospitare idrogeno. L’idea che rappresentino un importante serbatoio dell’acqua terrestre è una conseguenza compatibile con i dati, ma dovrà essere verificata con ulteriori esperimenti, modelli geodinamici e confronti sismologici.
Fonte primaria: Dense iron oxyhydroxides as possible reservoirs of water under deep mantle conditions, Nature Geoscience, 8 settembre 2026.
