'In pratica abbiamo scoperto un nuovo strato della Terra'

A 1500 km sotto la superficie terrestre, c'è un problema di traffico. Le placche tettoniche che sprofondano raggiungono questa profondità e si incastrano. Gli accumuli tettonici nel mantello inferiore possono causare gravi terremoti. È un po' come una tubatura otturata, ma le conseguenze sono da capogiro.

Il colpevole sembra però essere stato identificato. Pressando certi minerali tra incudini di diamante, un gruppo di ricerca capitanato dal geologo Lewell Miyagi e dal fisico di minerali Hauke Marquardt, ha scoperto uno strato ultra duro di roccia all'interno dello strato del mantello inferiore, uno strato che sembra essere ciò che supporta il movimento tettonico a nastro. Le rocce a 1500 km di profondità sono 300 volte più dure di quelle a metà della profondità. Per dirla con un paragone più puntuale, sono mille miliardi di miliardi di volte più dure del burro di arachidi. La scoperta è apparsa su Nature Geoscience questa settimana.

Inoltre, il traffico tettonico causato da questo strato rigido potrebbe spiegare i misteriosi terremoti che si verificano nelle profondità del nostro pianeta. Lo strato ultra-duro potrebbe essere anche responsabile delle strane fuoriuscite di magma dai vulcani sui fondali marini del mondo. Infine, esattamente come il traffico di città produce calore, questo accumulo geologico potrebbe essere il motivo per cui l'interno della Terra è un bel po' più caldo di quanto avremmo pensato.

I geologi hanno speso oltre un secolo a sbucciare gli strati del nostro pianeta per cercare di far quadrare i processi che impediscono al piccolo motore termico che chiamiamo casa di esplodere. Sappiamo che la Terra è composta da diversi strati importanti, inclusa una sottile crosta spessa tra i sei e gli 80 km, un mantello molto più spesso e caldo che si estende fino a quasi 3.000 km e un nucleo fuso, ricco di ferro. La crosta, e parte dello strato più superficiale del mantello, include le placche tettoniche che si muovono sulla superficie del nostro pianeta. Man mano che queste placche si sono alzate, abbassate, allungate, scontrate durante le ere geologiche, il volto del nostro pianeta è cambiato drasticamente.

Se si scende nei dettagli, molti aspetti dei funzionamenti interni del nostro pianeta rimangono un mistero. Ad esempio, i sismologi si sono scervellati per anni sul fatto che molte lastre tettoniche, incluse quelle sotto l'Indonesia e la costa del Sud Africa che si affaccia sul Pacifico, sembrano accumularsi a circa 1.500 km sotto terra.

"Questa osservazione è stata un rompicapo sismologico per un pezzo, ma nell'ultimo anno molti concordano sull'accumularsi della maggior parte delle lastre," ha detto Miyagi.

A causa di temperature e pressioni infernali, non possiamo ovviamente andare a studiare direttamente il mantello. "Non possiamo andare laggiù, possiamo solo fare esperimenti e vedere come si comportano certi minerali sotto un ampio spettro di condizioni, e usare queste informazioni per simulare il comportamento della Terra," ha detto Miyagi.

Per risolvere il mistero delle placche tettoniche che si accumulano, Miyagi e Marquardt hanno preso campioni sottili come capelli di ferropericlase—uno dei minerali principali nel mantello inferiore terrestre—e li hanno portati a pressioni quasi un milione di volte più grandi di quella atmosferica, usando piccole incudini di diamante.

Comprimendo migliaia di campioni di minerali in questo modo, i ricercatori hanno notato il ripetersi di uno schema sorprendente. La viscosità del Ferropericlase comincia ad aumentare a pressioni equivalenti ai 660 km di profondità—il confine esterno del mantello inferiore—e continua ad aumentare fino al raggiungimento delle pressioni massime, a 1500 km di profondità.

"I risultati sono stati emozionanti," ha detto Miyagi. "Questo aumento di viscosità è probabilmente ciò che porta le lastre inferiori a restare incastrate—almeno temporaneamente—a circa 1500 km sotto la superficie."

Attraverso i loro esperimenti, i ricercatori hanno anche stabilito che appena sotto la zona dei 1500 km di profondità a viscosità alta, le lastre sprofondano più facilmente grazie al mantello inferiore che diventa meno duro. Come un tratto largo di autostrada prima del traffico, questa regione dove è più facile muoversi potrebbe accelerare l'accumulo geologico che si forma sotto di essa.

La scoperta di un nuovo strato di roccia ultra dura nelle profondità della Terra potrebbe aiutare a risolvere altri misteri geologici, incluse le manifestazioni di profondi terremoti sotterranei. I risultati potrebbero anche spiegare perché i geologi trovino tipi diversi di magma fuoriusciti dall'interno del nostro pianeta in zone diverse del mondo. Il magma che erutta lungo le dorsali medio-oceaniche—estremità delle placche tettoniche—ha una demarcazione chimica tipica di placche tettoniche più giovani e più mescolate. Ma il magma trovato su vulcani insulari come le Hawaii, che è stato creato da una zona di roccia parzialmente fusa, richiama una fonte più antica, più profonda.

Un'altra implicazione del nuovo strato è che l'interno della Terra potrebbe essere ancora più caldo di quanto credessimo. "Se abbassi la capacità della roccia nel mantello di fondersi, è anche più difficile per il calore raggiungere l'esterno," ha spiegato Miyagi. Stima che a 1500 km di profondità, la temperatura media si aggiri intorno ai 3,900 gradi Fahrenheit.

Purtroppo per gli amanti della fantascienza, siamo ben lungi dallo scavare tunnel per treni a gravità attraverso il centro della Terra, come se fossimo in un remake di Total Recall. Ad ogni modo, è affascinante poter aggiungere nuove informazioni sul caldo, oscuro grembo della Terra, un mondo che resta più alieno di tanti pianeti lontani.

"Sappiamo molte più cose riguardo la superficie di Marte di quelle che sappiamo dell'interno della Terra," ha detto Miyagi.

Mentre ne sfogliamo gli strati, cominciamo anche ad apprezzare l'effettiva complessità del colossale motore termico che mantiene in vita il nostro pianeta.