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Lunedì, 4 Marzo 2024
Misteri geologici

L'acqua che filtra dalla superficie sta modificando il nucleo della Terra

L'interno e l'esterno del nostro pianeta si influenzano a vicenda, molto più di quanto si pensasse fino ad oggi

Sono circa 2.900 i chilometri che ci separano dal nucleo del nostro pianeta. Solitamente si ritiene che ad una simile distanza, quello che succede sulla superficie abbia influenze minime sulle zone più interne della Terra. Ma un nuovo studio sembrerebbe dimostrare il contrario: un team di ricercatori sudcoreani, tedeschi e statunitensi ha appena descritto sulle pagine di Nature Geoscience un meccanismo con cui l’acqua che dalla superficie si infiltra nel sottosuolo potrebbe modificare gli strati più esterni del nucleo terrestre, una zona di confine con caratteristiche peculiari la cui origine rimaneva un enigma da oltre tre decenni.

La scoperta riguarda la porzione più esterna del nucleo esterno della terra, un punto di transizione con il mantello in cui dagli anni ‘90 i geologi hanno identificato delle anomalie nella velocità delle onde sismiche con cui studiano l’interno del nostro pianeta. In quel punto, per circa un centinaio di chilometri, le onde sismiche rallentano. Questo vuol dire che deve esserci una discontinuità rispetto ai materiali relativamente uniformi di cui sono composti il nucleo esterno, liquido, e il mantello, solido, che lo sovrasta. 

Diverse teorie in passato hanno provato a spiegare di cosa potrebbe trattarsi. È stato proposto ad esempio che lo strato sia il risultato di antiche eruzioni di magma ricco di ferro, o persino che si tratti dei rimasugli di un antichissimo proto-pianeta schiantatosi sulla Terra miliardi di anni fa. Ma nessuna delle spiegazioni ha mai convinto davvero la comunità scientifica. Descrivere le interazioni chimiche tra il nucleo esterno, composto principalmente di ferro e nichel, e le rocce ricche di silicati del mantello inferiore, e in che modo queste possono aver creato la discontinuità osservata dai geologi, d’altronde, è estremamente complesso, specie senza poter dare un’occhiata di persona. 

Nel nuovo studio viene proposta una teoria radicalmente diversa da quelle citate, e cioè che la discontinuità sia il risultato dell’azione dell’acqua che viene trasportata in profondità dai movimenti delle placche tettoniche che compongono la crosta terrestre e le parti più esterne del mantello. Per dimostrare la loro ipotesi, gli autori dello studio hanno realizzato un esperimento utilizzando un dispositivo conosciuto come "cella a incudini di diamante" che permette di generare pressioni elevatissime, per studiare il comportamento dei materiali in condizioni paragonabili a quelle che sperimenterebbero nelle profondità della Terra. 

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I risultati hanno dimostrato che con la giusta pressione, l’acqua può trasformare i materiali del nucleo esterno, rimpiazzando con idrogeno il silicio contenuto nel suo mix di metalli fusi e producendo silicati sotto forma di cristalli. Il risultato sarebbe uno strato che, secondo i calcoli dei ricercatori, avrebbe proprio le caratteristiche di densità e trasmissione delle onde sismiche osservate dai geologi. Con miliardi di anni a disposizione, quindi, l’acqua proveniente dalla superficie della Terra potrebbe aver raggiunto, e modificato lentamente, lo stesso nucleo del nostro pianeta. 

Una circostanza ritenuta impossibile fino a pochi anni fa, che potrebbe modificare profondamente le nostre conoscenze sull'influenza reciproca che hanno tra loro l’esterno e l’interno della Terra. "Per anni si è pensato che gli scambi di materiale tra mantello e nucleo fossero minimi – spiega Dan Shim, ricercatore della Arizona State University che ha partecipato allo studio – E invece i nostri esperimenti sulle altissime pressioni stanno iniziando a rivelare una storia diversa". 

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