Da sempre, l’interno della Terra è stato avvolto da un velo di mistero. Ma grazie ai progressi tecnologici e a una nuova analisi dei dati attraverso le onde sismiche, gli scienziati stanno iniziando a svelare i segreti più profondi del nostro pianeta.
Un nuovo sguardo dentro la Terra: i segreti svelati dalle onde sismiche
Un team di ricercatori dell’ETH di Zurigo e del California Institute of Technology ha utilizzato un supercomputer per analizzare un vasto dataset di onde sismiche, creando una mappa dettagliata del mantello terrestre. Questa mappa ha rivelato la presenza di enormi frammenti di placche tettoniche in luoghi inaspettati, lontani dalle zone di subduzione dove ci aspetteremmo di trovarli.
Le onde sismiche, generate dai terremoti e da altre attività sismiche, viaggiano attraverso la Terra e interagiscono con i diversi materiali che incontrano lungo il percorso. Analizzando la velocità e il modo in cui queste onde si propagano, i geologi possono ricavare preziose informazioni sulla composizione e sulla struttura interna del nostro pianeta. È come se la Terra fosse un gigantesco strumento musicale e le onde sismiche fossero le note che ci permettono di “ascoltare” ciò che accade al suo interno.
Tradizionalmente, gli scienziati si sono concentrati sullo studio di alcuni tipi specifici di onde sismiche per creare immagini del mantello terrestre. Tuttavia, il nuovo studio ha sfruttato la potenza di calcolo di un supercomputer per analizzare un dataset molto più ampio, includendo tutti i tipi di onde sismiche. Questo approccio ha permesso di ottenere una mappa del mantello terrestre con una risoluzione senza precedenti, rivelando dettagli finora sconosciuti.
Una delle scoperte più sorprendenti è stata l’identificazione di numerosi frammenti di placche tettoniche, dispersi in tutto il mantello inferiore. Questi frammenti, più freddi e densi del mantello circostante, sono i resti di antiche placche oceaniche che sono state subdotte, ovvero spinte sotto altre placche e sprofondate nel mantello. Tuttavia, la loro posizione attuale è un enigma, poiché si trovano molto lontano dalle zone di subduzione attive.
Questa scoperta sfida le nostre conoscenze attuali sulla dinamica della Terra e suggerisce che i processi geologici sono molto più complessi di quanto si pensasse. Gli scienziati ipotizzano che questi frammenti di placca potrebbero essere stati trasportati a grandi distanze da correnti convettive nel mantello terrestre.
Questa nuova comprensione del mantello terrestre ha importanti implicazioni per la nostra comprensione dei terremoti, dei vulcani e dell’evoluzione del nostro pianeta. Inoltre, potrebbe aiutarci a comprendere meglio i processi che regolano il clima e la formazione delle risorse naturali.
Nonostante questi importanti progressi, ci sono ancora molti misteri da svelare. Le onde sismiche ci forniscono informazioni preziose sulla composizione e sulla struttura del mantello terrestre, ma non ci dicono tutto. Per avere un quadro completo, sarà necessario integrare i dati sismici con altre fonti di informazioni, come gli studi sui minerali e le simulazioni al computer.
Un nuovo modello per comprendere la Terra
“Questi frammenti di placca, disseminati in tutto il mantello, rappresentano un vero enigma”, ha spiegato Schouten “Le loro origini potrebbero essere molteplici e non necessariamente legate alla subduzione. Potrebbero essere il risultato di processi geologici ancora poco conosciuti”. Le onde sismiche utilizzate in questo studio ci offrono un’immagine parziale del mantello terrestre. Essenzialmente, ci dicono solo quanto velocemente queste onde viaggiano attraverso i diversi materiali. È come cercare di descrivere un paesaggio osservando solo le ombre: otteniamo un’idea generale, ma molti dettagli ci sfuggono.
È come cercare di capire la composizione di un oggetto misterioso semplicemente ascoltando il suono che produce quando viene colpito. Le onde sismiche ci danno informazioni preziose, ma non ci offrono un quadro completo della complessità del mantello terrestre. È come cercare di capire di cosa è fatto un oggetto misterioso analizzando come il suono lo attraversa. I ricercatori devono studiare le proprietà dei materiali che compongono il mantello terrestre per capire perché le onde sismiche si propagano a velocità diverse.
Le anomalie osservate potrebbero essere riconducibili alla presenza di cumuli di eclogiti, rocce metamorfiche di alta pressione e temperatura, risalenti alla formazione della crosta oceanica. In alternativa, potrebbero essere il risultato di processi di separazione gravitativa di minerali ferrosi all’interno del mantello.
Le eclogiti sono rocce che si formano in condizioni di pressione e temperatura estremamente elevate, tipiche delle profondità della crosta terrestre o del mantello superiore. Sono caratterizzate da una composizione mineralogica specifica, che include principalmente granato e pirosseno e ci forniscono importanti informazioni sulla storia geologica della Terra. La loro presenza in determinate zone del mantello può indicare antiche zone di subduzione, dove le placche tettoniche si sono scontrate e una è scivolata sotto l’altra.
Il loro studio ci aiuta a comprendere i processi geologici che avvengono all’interno della Terra, come la formazione delle montagne e la dinamica delle placche tettoniche. La distribuzione e la composizione dei cumuli di eclogiti ci forniscono indizi sulla composizione chimica del mantello terrestre e sulla sua evoluzione nel tempo.
Esistono diverse teorie sulla formazione dei cumuli di eclogiti, ma i meccanismi principali sono legati ai processi di subduzione. Quando una placca oceanica subduce sotto una placca continentale, le rocce della crosta oceanica subiscono un processo di metamorfismo di alta pressione e temperatura, trasformandosi in eclogiti. Questi frammenti di crosta oceanica possono poi essere trasportati in profondità nel mantello e accumularsi in determinate zone, formando i cumuli che osserviamo oggi.
Conclusioni
Le strutture rilevate sotto il Pacifico potrebbero essere frammenti della placca oceanica, sottili strati staccatisi durante il processo di subduzione. È come se avessimo trovato dei puzzle mancanti, ma senza sapere esattamente da dove provengano e come si siano formati. Le anomalie osservate sotto il Pacifico potrebbero essere attribuite alla presenza di lembi di litosfera oceanica, distaccati dalla placca in subduzione. Questa interpretazione è supportata dalla minore spessore della litosfera oceanica in corrispondenza di queste anomalie.
Immaginiamo la placca oceanica come un foglio di carta che viene piegato e introdotto in una fessura. Durante questo processo, alcuni frammenti del foglio potrebbero staccarsi e rimanere intrappolati nel mantello. Questi frammenti potrebbero essere le strutture che abbiamo osservato sotto il Pacifico. La natura esatta di queste strutture rimane ancora da chiarire. Ulteriori studi saranno necessari per determinare la loro composizione mineralogica, la loro età e i processi geologici che hanno portato alla loro formazione. Ognuno di questi frammenti rappresenta una pagina di un libro ancora da scrivere sulla storia geologica della Terra.
La ricerca è stata pubblicata su Scientific Reports della rivista Nature.