Antartide, il vulcano di Deception Island svela il legame tra oceano, vita marina e mantello terrestre

Contrariamente a quanto si potrebbe immaginare, il mantello terrestre, pur trovandosi a grande profondità, è uno strato che risente di ciò che si trova in superficie. A spiegare come questo sia possibile è un nuovo studio, che evidenzia come la sua composizione chimica sia influenzata dalle sostanze presenti sui fondali oceanici e legate agli ecosistemi marini. Questi materiali vengono trascinati in profondità dalle placche litosferiche nelle zone di subduzione e nel tempo modificano la composizione del mantello. La ricerca si è basata sull'analisi dei gas provenienti dal vulcano di Deception Island, nell’Antartide settentrionale. Lo studio, pubblicato sulla rivista Gondwana Research, coinvolge direttamente l’INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) e nasce dal progetto EruptING dell’Università di Salamanca, in Spagna.

Cosa hanno scoperto gli scienziati a Deception Island

Deception Island è un’isola delle Shetland meridionali, situata a nord-est della penisola antartica. Si tratta di un vulcano la cui caldera è stata riempita dalle acque oceaniche, che ha eruttato l’ultima volta nel 1970. L'origine dell’isola è legata allo sprofondamento di una placca litosferica sotto un’altra, che determina la risalita di magma sul fondale marino e la formazione di una catena di vulcani che nel tempo emergono dalla superficie dell’oceano.

Sull’isola si trovano fumarole da cui fuoriescono gas che vengono rilasciati dal magma proveniente dal mantello terrestre. Analizzandone la composizione, quindi, i ricercatori hanno potuto risalire alla composizione chimica proprio di questo strato. Si tratta di informazioni molto importanti perché in questa regione risultano particolarmente scarse a causa della posizione geografica remota che ostacola l’esplorazione e la raccolta di campioni. I risultati dell’analisi indicano che il contenuto in elio e carbonio è simile a quello che si riscontra nel mantello in corrispondenza delle dorsali oceaniche. L’anomalia è invece rappresentata da un eccesso di azoto, che secondo i ricercatori è legato al trasporto in profondità di materiali superficiali durante il fenomeno della subduzione, con cui una placca litosferica sprofonda sotto un’altra nel mantello. Con la subduzione vengono trascinati in profondità anche acqua, gas e i sedimenti presenti sul fondale. In questo caso, i materiali sprofondati proverrebbero da ecosistemi marini caratterizzati da un basso rapporto tra carbonio e azoto, tipico delle alte latitudini.

Perché lo studio è importante 

Lo studio mostra come la composizione chimica del mantello non sia soltanto riconducibile all’origine del nostro pianeta, ma anche al successivo trasferimento in profondità di materiali superficiali. Si tratta di un vero e proprio “riciclo” di sostanze quali gas e elementi volatili che avviene tra oceani, crosta e mantello. Nel corso di miliardi di anni i movimenti delle placche litosferiche hanno ridistribuito elementi chimici tra ambienti superficiali, atmosfera e interno della Terra.

I risultati dello studio suggeriscono che esiste un legame tra ecosistemi superficiali e processi profondi del pianeta, un aspetto finora poco esplorato.

Sottolinea Antonio Caracausi, ricercatore dell’INGV e autore dello studio.

Il processo di subduzione contribuisce a rendere il mantello uno strato eterogeneo dal punto di vista della composizione chimica. Questo perché a seconda dell’area geografica in cui la placca sprofonda trascinando materiali in profondità cambia anche il tipo di sostanze coinvolte. In aree geografiche diverse si trovano infatti ambienti diversi con ecosistemi caratteristici. Lo studio rappresenta quindi un grande passo avanti nella comprensione delle trasformazioni che avvengono all’interno del nostro pianeta e dei cicli del carbonio, i cui composti contribuiscono al riscaldamento dell’aria, e dell’azoto, l’elemento più abbondante dell’atmosfera.

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