Un oceano dentro la Terra?

forse C'è molta acqua centinaia di chilometri sotto i nostri piedi

Un diamante del Botswana ha rivelato agli scienziati che notevoli quantità di acqua sono immagazzinate nella roccia a una profondità di oltre 600 chilometri (Tingting Gu, Gemological Institute of America, New York)

Esiste una zona, chiamata zona di transizione, posta tra il mantello superiore e inferiore della Terra, che, secondo gli studi, contiene notevoli quantità di acqua. Questa zona si trova a una profondità compresa fra 410 e 660 chilometri. A quelle profondità, ci sono pressioni spaventose, fino a 23.000 bar. Esso equivale a ben 21.3 volte maggiore che nel punto più profondo dell’oceano: la fossa delle Marianne. Questa pressione così alta fa sì che l’olivina, il minerale verde oliva che costituisce circa il 70% del mantello superiore della Terra e che tutti conoscono come peridoto, alteri la sua struttura cristallina. Al confine superiore della zona di transizione, a una profondità di circa 410 chilometri, esso viene convertito in wadsleyite più densa e, a 520 chilometri, si trasforma ancora per divenire ringwoodite, un minerale ancora più denso.

Queste trasformazioni minerali non sono piacevoli per i movimenti della roccia nel mantello, che vengono ostacolati a causa della differenza di densità dei materiali. Questo causa, per esempio, un tappo nei pennacchi del mantello, che sono delle immense colonne di roccia calda che si innalzano dalla parte sottostante il mantello stesso e li fanno fermare appena sotto la zona di transizione. Altre volte, anche le piastre di subduzione hanno difficoltà a sfondare l’intera zona di transizione, col risultato di stratificare il suolo con lastre a diverse profondità, come accade, per esempio, sotto l’Europa. Queste lastre trasportano anche i sedimenti di acque profonde presenti nell’interno della Terra. E questi sedimenti possono contenere grandi quantità di acqua e anidride carbonica.

Fino ad ora non era chiaro quanti di questi materiali entrassero nella zona di transizione sotto forma di minerali e carbonati e quindi se ci fosse o meno acqua immagazzinata sotto il suolo. E’ stato scoperto che i minerali densi come la wadsleyite e la ringwoodite possono immagazzinare grandi quantità di acqua. Se questo fosse confermato, la zona di transizione sarebbe teoricamente in grado di assorbire una quantità di acqua pari a sei volte quella dei nostri oceani.

La prova è arrivata recentemente, analizzando un diamante di 1.5 cm proveniente dal Botswana, in Africa, formatosi ad una profondità di 660 chilometri, proprio alla profondità dove c’è il limite fra la zona di transizione e il mantello inferiore, laddove la ringwoodite è il minerale prevalente. I diamanti che si formano in queste regioni sono molto rari (meno dell1% di tutti i diamanti estratti).

La pietra ha mostrato inclusioni di ringwoodite, che presentano un alto contenuto di acqua. Inoltre, la composizione chimica della pietra era quasi esattamente la stessa di quella del mantello trovato nei basalti in qualsiasi parte del mondo. Questo ci dice che il diamante proveniva sicuramente da un normale pezzo del mantello terrestre, dimostrando non solo che la zona di transizione contiene notevoli quantità di acqua, ma anche che essa è molto più diffusa di quanto si pensasse. Ovviamente non ci aspettiamo di trovare oceani, ma piuttosto roccia che contiene acqua .

L’alto contenuto di acqua della zona di transizione è importante dal punto di vista geologico perché ha conseguenze importanti sulla dinamica dell’interno della Terra. I pennacchi caldi del mantello provenienti dal basso prima descritti, quelli che rimangono bloccati nella zona di transizione, riscaldano la zona di transizione ricca di acqua, che a sua volta porta alla formazione di nuovi pennacchi del mantello più piccoli che assorbono l’acqua immagazzinata nella zona di transizione. Quando, a loro volta, questi pennacchi di mantello più piccoli e ricchi d’acqua migrano ulteriormente verso l’alto e sfondano il confine verso il mantello superiore, l’acqua viene rilasciata, abbassando il punto di fusione del materiale che emerge in superficie.

Questo fa sì che, sciogliendosi subito e non poco prima di raggiungere la superficie, come di solito accade, le masse rocciose in questa parte del mantello terrestre non sono più così dure. E questo aumenta il dinamismo ai movimenti di massa. In pratica, la zona di transizione, che solitamente funge da barriera alle dinamiche, in quel punto diventa al contrario un motore della circolazione materiale globale.

Marco Sergio Erculiani

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