La mappa ad alta risoluzione della geologia sottostante l’emisfero terrestre ci mostra un qualcosa di finora inaspettato: sembra infatti che a 2.900 chilometri sotto la superficie ci sia un immenso fondale oceanico che avvolge l’intero nucleo della Terra. Quello è il punto in cui il nucleo esterno metallico fuso incontra il mantello roccioso sopra di esso. Si tratta del confine nucleo-mantello (CMB).
La geologa Samantha Hansen dell’Università dell’Alabama ha spiegato i risultati del suo studio, pubblicati su Science Advances: “Le indagini sismiche come la nostra, forniscono immagini con la più alta risoluzione della struttura interna del nostro pianeta, e stiamo scoprendo che questa struttura è molto più complicata di quanto si pensasse”.
Cosa c’è sotto i nostri piedi?
Capire esattamente cosa c’è sotto i nostri piedi (nel modo più dettagliato possibile) è vitale per studiare tutto, dalle eruzioni vulcaniche alle variazioni del campo magnetico terrestre, che ci protegge dalle radiazioni solari nello spazio.
Hansen e i suoi colleghi hanno utilizzato 15 stazioni di monitoraggio sepolte nel ghiaccio dell’Antartide per mappare le onde sismiche dei terremoti nell’arco di tre anni. Il modo in cui queste onde si muovono e rimbalzano rivela la composizione del materiale all’interno della Terra. Poiché in queste aree le onde sonore si muovono più lentamente, vengono chiamate zone a velocità ultrabassa (ULVZ).
Il metodo illustrato dal geofisico Edward Garnero
“Analizzando [migliaia] di registrazioni sismiche provenienti dall’Antartide, il nostro metodo di imaging ad alta definizione ha rilevato sottili zone anomale di materiale nella CMB ovunque abbiamo sondato”, ha affermato il geofisico Edward Garnero dell’Arizona State University. “Lo spessore del materiale varia da pochi chilometri a [decine] di chilometri. Ciò suggerisce che stiamo vedendo montagne nel nucleo, in alcuni punti fino a cinque volte più alte del Monte Everest”. Secondo i ricercatori, queste ULVZ sono molto probabilmente crosta oceanica sepolta nel corso di milioni di anni.
I risultati delle simulazioni
Sebbene la crosta affondata non sia vicina alle zone di subduzione riconosciute sulla superficie – zone in cui lo spostamento delle placche tettoniche spinge la roccia verso l’interno della Terra – le simulazioni riportate nello studio mostrano come le correnti di convezione avrebbero potuto spostare l’antico fondale oceanico nel suo attuale luogo di riposo.
È difficile fare ipotesi, tuttavia, quella del fondo oceanico sembra la spiegazione più probabile per tali ULVZ in questo momento. C’è anche l’ipotesi che questa antica crosta oceanica possa essere avvolta attorno all’intero nucleo, anche se, poiché è così sottile, è difficile saperlo con certezza. Le future indagini sismiche dovrebbero essere in grado di aggiungere ulteriori elementi al quadro generale.
Le importanti connessioni fornite dallo studio
Uno dei modi in cui la scoperta può aiutare i geologi è capire come il calore proveniente dal nucleo più caldo e denso fuoriesce nel mantello. Le differenze di composizione tra questi due strati sono maggiori di quelle tra la roccia solida superficiale e l’aria sopra di essa nella parte in cui viviamo. “La nostra ricerca fornisce importanti connessioni tra la struttura superficiale e profonda della Terra e i processi complessivi che guidano il nostro pianeta”, ha affermato Hansen. Lo studio è stato pubblicato su Science Advances.
Gli strati della Terra
La Terra è composta da una serie di strati distinti che formano la sua struttura interna. Questi strati, in ordine dal più esterno al più interno, includono la crosta terrestre, il mantello, il nucleo esterno e il nucleo interno. Ogni strato ha caratteristiche uniche e gioca un ruolo importante nella comprensione della geologia e della dinamica della Terra. Di seguito forniremo una breve descrizione di questi strati:
- Crosta terrestre:
- La crosta è lo strato più esterno della Terra ed è la parte con cui siamo più familiarizzati, poiché è dove viviamo. È relativamente sottile rispetto agli strati sottostanti e può variare notevolmente in spessore da circa 5 a 70 chilometri.
- La crosta terrestre è suddivisa in due tipi principali: crosta continentale e crosta oceanica. La crosta continentale è più spessa e meno densa rispetto a quella oceanica, ed è composta principalmente da rocce granitiche. La crosta oceanica è più sottile e densa, composta principalmente da rocce basaltiche.
- La crosta è la parte più esterna del pianeta ed è dove si trovano i continenti, gli oceani e la maggior parte dei fenomeni geologici che influenzano la superficie terrestre.
- Mantello:
- Il mantello è lo strato situato appena al di sotto della crosta terrestre e si estende fino a una profondità di circa 2.900 chilometri.
- È composto principalmente da rocce silicatiche e si trova in uno stato semi-fluido o plastico a causa delle alte pressioni e temperature presenti a queste profondità.
- Il mantello è responsabile dei movimenti convettivi che guidano la tettonica delle placche, che a sua volta influenza la topografia terrestre, i terremoti e l’attività vulcanica.
- Nucleo esterno:
- Il nucleo esterno è situato al di sotto del mantello e si estende fino a una profondità di circa 2.200 chilometri.
- È principalmente composto da ferro e nichel e si trova in uno stato liquido a causa delle temperature estremamente elevate presenti a queste profondità.
- Il movimento del nucleo esterno è responsabile della generazione del campo magnetico terrestre attraverso il processo di dinamo geomagnetico.
- Nucleo interno:
- Il nucleo interno è il più interno dei quattro strati e si trova al centro della Terra.
- È costituito principalmente da ferro e nichel, ma a differenza del nucleo esterno, è solido a causa delle pressioni estreme presenti a queste profondità.
- Nonostante le altissime temperature, il nucleo interno rimane solido grazie alle pressioni estreme che superano il punto di fusione dei materiali.
- Il nucleo interno è importante per la stabilità e la struttura globale del pianeta.
