Alcune aree profonde del montello terrestre note come “zone a velocità ultra-bassa” rappresentano un’istantanea del lontanissimo passato del nostro pianeta. Avanzi di quel rimescolio primordiale di elementi che ha plasmato la Terra durante i primi milioni di anni dalla sua formazione, quando un enorme corpo celeste avrebbe colpito il pianeta, creando la Luna. A rivelarlo è uno studio internazionale coordinato dall’Università dello Utah e pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, che rivela alcuni dei segreti custoditi nelle zone più profonde del mantello terrestre, in queste enormi sacche di materiali eterogenei e anomali situate giusto a ridosso del nucleo liquido del pianeta. 

Per studiare la composizione degli strati interni del nostro pianeta gli scienziati sfruttano le onde sismiche che si propagano all’interno del globo terrestre in seguito a un terremoto. Utilizzando i sismografi sparsi sulla superficie è infatti possibile registrare il tempo impiegato dalle onde sismiche per raggiungere punti differenti della crosta terrestre, e risalire in questo modo alle caratteristiche degli strati di roccia che hanno attraversato. Un po’ come avviene quando si utilizza un radar per rilevare distanza, velocità e direzione di oggetti lontani studiando come riflettono le onde radio. 

In questo modo i geologi hanno scoperto che la Terra presenta uno strato più esterno, la crosta, uno più interno, il mantello, e un nucleo centrale composto (con ogni probabilità) da ferro e nichel allo stato liquido. E che proprio nel punto in cui mantello e nucleo terrestre si incontrano, avviene a volte qualcosa di insolito: ci sono zone dove le onde sismiche rallentano di colpo, arrivando anche a dimezzare la loro velocità. Sono queste le cosiddette zone a velocità ultra-bassa, sacche di materiali ad alta densità sulla cui natura, fino ad oggi, esistevano ancora solamente delle ipotesi. 

Una delle più accreditate era che si trattasse di zone in cui anche le rocce del mantello sono parzialmente fuse, e che queste sacche di magma profondo fossero il serbatoio da cui vengono alimentati i cosiddetti “punti caldi”, aree vulcaniche come le isole Hawaii e l’Islanda, situate non ai margini delle placche tettoniche (come capita più spesso), ma al loro interno. Un’ipotesi che però gli autori del nuovo studio non ritenevano probabile. “La maggior parte di quelle che chiamiamo zone a velocità ultra-bassa non sono situate al di sotto di punti caldi – spiega Michael Thorne, geologo dell’Università dello Utah che ha coordinato il nuovo studio – e quindi la storia deve essere più complessa di così”. 

Un’altra possibilità, ritenuta interessante da Thorne, è che queste zone misteriose rappresentino aree  composte da materiali rocciosi differenti da quelli che compongono il resto del mantello terrestre. Per verificare l’ipotesi, i ricercatori hanno concentrato l'attenzione una zona a velocità ultra-bassa situata al di sotto del Mar dei Coralli (a Nord-Est dell’Australia), in un’area particolarmente attiva a livello sismico, e quindi facile da studiare utilizzando le onde sismiche. Utilizzando un nuovo metodo, che ha permesso di migliorare notevolmente la precisione delle loro analisi. 

“Abbiamo creato un modello della Terra che include queste zone di ultra riduzione della velocità delle onde sismiche – chiarisce Surya Pachhai, giovane ricercatore dell’Università dello Utah che ha collaborato alle analisi – poi abbiamo utilizzato un computer per simulare quale forma avrebbero le onde sismiche in base alle caratteristiche che attribuiamo alla Terra, e abbiamo quindi comparato i risultati con i dati registrati realmente dai sismografi”. 

Dopo centinaia di migliaia di simulazioni, i ricercatori hanno ottenuto dati convincenti sulla probabile struttura e composizione dei materiali custoditi nelle zone a velocità ultra-bassa. Rivelando, in particolare, un indizio importante: con ogni probabilità si tratta di più materiali stratificati, con caratteristiche fisiche e strutturali eterogenee. Questo – spiegano - lascia immaginare che si tratti di sacche di materiali formatisi oltre quattro miliardi di anni fa, quando un pianeta (o planetoide) delle dimensioni di Marte si schianto contro la Terra, propellendo nello spazio i detriti che oggi compongono la Luna, e creando un enorme oceano di magna sul nostro pianeta, su cui galleggiava un mix eterogeneo di rocce, gas e materiali cristallini. Col tempo, il magna si sarebbe raffreddato, lasciando stratificare i materiali più pesanti nelle sue profondità e dando origine – ipotizzano oggi gli autori dello studio – alle zone di velocità ultra-bassa che troviamo ancora oggi nelle zone più interne del mantello terrestre.