Le prime sostanze chimiche formatesi sulla Terra potrebbero essere migrate fino ai tratti più bassi del mantello, creando una zona a velocità ultra-lenta attorno al nucleo terrestre.
Secondo i ricercatori dell’Università dello Utah, in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, i ricercatori descrivono una regione sorprendentemente stratificata attorno al nucleo terrestre che sta rallentando le onde sismiche.
“Di tutte le caratteristiche che conosciamo nel mantello profondo, le zone a velocità ultra-bassa rappresentano quelle che sono probabilmente le più estreme”, ha affermato Michael S. Thorne, professore associato presso il Dipartimento di Geologia e Geofisica dell’Università dello Utah, in una dichiarazione.
Tra la sottile crosta esterna e il nucleo di ferro-nichel, c’è il mantello incredibilmente caldo ma solido della Terra. Questo mantello può muoversi nel tempo, ed è la forza trainante della tettonica a placche del pianeta. È anche impossibile da vedere, quindi come facciamo a sapere cosa c’è?
Per questo, i ricercatori hanno utilizzato le onde sismiche generate dai terremoti per misurare quando e dove queste onde vengono rilevate in varie stazioni di monitoraggio in tutto il mondo.
Usando queste onde, i ricercatori hanno scoperto che lungo la parte più bassa del mantello c’è una regione in cui queste onde sismiche rallentano fino al 50% e dove la densità è tre volte superiore a quella del mantello circostante.
Originariamente, i ricercatori pensavano che il mantello potesse essere parzialmente fuso in questa regione – dopotutto è proprio contro il nucleo liquido esterno – e che potrebbe essere dove il magma che produce “punti caldi” tettonici ,responsabili della creazione delle Isole Hawaii e dell’Islanda, ma la teoria originale non sembra essere così.
“La maggior parte delle cose che chiamiamo zone a velocità ultrabassa non sembrano essere situate sotto i vulcani hot spot”, ha detto Thorne.
L’ipotesi alternativa è che le zone a velocità ultra-lenta abbiano una composizione diversa dal resto del mantello.
“Le proprietà fisiche delle zone a velocità ultra-bassa sono legate alla loro origine”, ha affermato lo studioso post dottorato Surya Pachhai, “che a sua volta fornisce importanti informazioni sullo stato termico e chimico, sull’evoluzione e sulla dinamica del mantello più basso della Terra, una parte essenziale del mantello”.
Gran parte di tale origine potrebbe essere l’ipotetica collisione tra la Terra e un proto-pianeta delle dimensioni di Marte chiamato Theia circa 4,5 miliardi di anni fa. La collisione, che si ritiene abbia scavato una parte del mantello terrestre e formato la Luna, avrebbe generato un calore incredibile e creato un vasto oceano di magma sulla superficie terrestre.
Questo oceano di magma avrebbe avuto tutti i tipi di minerali sospesi al suo interno e le forze di convezione ne avrebbero trasportati molti nel mantello, dove nel tempo si sarebbero depositati sul fondo. Oltre 4 miliardi di anni di processi di convezione, questo strato uniforme di materiale sarebbe stato spinto in zone più piccole e stratificate, producendo le regioni a bassa velocità rilevate nei dati sismici.
“Quindi la scoperta principale e più sorprendente è che le zone a velocità ultra-bassa non sono omogenee ma contengono forti eterogeneità (variazioni strutturali e compositive), al loro interno”, ha detto Pachhai.
“Questa scoperta cambia la nostra visione sull’origine e la dinamica delle zone a velocità ultra-bassa. Abbiamo scoperto che questo tipo di zona a velocità ultra-bassa può essere spiegato da eterogeneità chimiche create proprio all’inizio della storia della Terra e che ancora non sono ben miscelati dopo 4,5 miliardi di anni di convezione del mantello.”
