Come si sono formate le due enormi “isole” a 2900 km di profondità al confine con il nucleo della Terra

Un nuovo studio, elaborato da un team di ricercatori americani e cinesi e pubblicato sulla rivista Nature, spiega come potrebbero essersi originate due enormi “isole” grandi come continenti, costituite da calde e dense masse rocciose con composizione chimica anomala, che si trovano nel mantello terrestre a circa 2900 km di profondità in prossimità del confine con il nucleo. L’origine di queste aree, situate una sotto l’Africa e l’altra sotto l’Oceano Pacifico e note come LLSVP (Large Low Seismic Velocity Provinces o “Grandi Province a Bassa Velocità Sismica”), potrebbe essere legata alla migrazione di materiale dal nucleo durante le prime fasi di formazione della Terra. Queste strutture potrebbero aver contribuito all’abitabilità della Terra.

L’origine delle due “isole” antiche nel mantello terrestre

Le LLSVP sono masse rocciose più calde e antiche dei materiali circostanti del mantello, che sono state scoperte negli anni '90 studiando il comportamento delle onde sismiche generate dai terremoti: quando incontrano queste aree mentre si propagano all’interno della Terra, le onde rallentano a causa della loro temperatura elevata e della loro differente composizione chimica. Queste masse non partecipano ai movimenti che rimescolano i materiali del mantello terrestre, ma rimangono isolate conservando il calore. Negli ultimi anni sono state elaborate molte ipotesi sull’origine delle LLSVP, ma adesso i ricercatori potrebbero aver trovato una spiegazione più esauriente.

Circa 4,5 miliardi di anni fa, la Terra presentava un oceano di magma, uno strato caldo e fuso sopra il confine tra nucleo e mantello. Questo oceano gradualmente si raffreddò e i materiali materiali più densi e pesanti migrarono verso il basso, mentre quelli meno densi e più leggeri verso l’alto. Ci si aspetterebbe quindi che il mantello sia costituito da strati ben definiti con composizione chimica e densità diverse, ma il nuovo studio evidenzia che non è così. Alla base del mantello ci sono le LLSVP che formano accumuli irregolari, con ai bordi altre strutture sottili (chiamate ULVZ o Ultra-Low Velocity Zones) in cui la velocità sismica è ancora più bassa. Secondo i ricercatori, il nucleo terrestre, sottoposto a enormi pressioni, avrebbe rilasciato materiale contenente elementi più leggeri come silicio e magnesio. Questo materiale sarebbe risalito verso l’alto mescolandosi con i materiali del mantello impedendo la formazione di strati netti. Questo trasferimento di elementi leggeri spiegherebbe la differente composizione chimica delle LLSVP e delle ULVZ.

Perché è importante conoscere le LLSVP

Ottenere nuove informazioni sulle LLSVP è importante, oltre che per una migliore comprensione della struttura del nostro pianeta, anche per altre ragioni. Le LLSVP potrebbero essere all’origine dell’attività dei vulcani situati a una certa distanza dai margini delle placche litosferiche. I ricercatori ritengono infatti che da queste masse risalgano fino in superficie “pennacchi” di materiale caldo, come quelli che alimentano i vulcani delle Hawaii. Inoltre, le interazioni tra nucleo e mantello potrebbero aver influenzato il raffreddamento della Terra e addirittura l’evoluzione dell’atmosfera. Alcuni studi evidenziano che le “isole” del mantello avrebbero contribuito all’origine e alla dinamica delle placche tettoniche, i cui movimenti condizionano anche il clima e di conseguenza l’abitabilità della Terra.

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