I segreti della sismicità profonda della Terra

Le anomalie sismiche al confine fra il nucleo e il mantello del pianeta non sarebbero dovute alla Fusione del mantello, ma a quella delle rocce basaltiche delle placche tettoniche sprofondate in seguito ai fenomeni di subduzione in corrispondenza delle fosse oceaniche. Il mantello, inoltre, potrebbe avere una composizione differente da quella finora ipotizzata.
Sarebbe compresa fra 3800 e 4150 Kelvin la temperatura al confine fra il nucleo e il mantello terrestre. A stabilirlo è stato una ricerca che ha permesso di chiarire alcuni aspetti dei meccanismi all' origine degli anomalie sismiche profonde che avvengono in quella regione del pianeta e che sono collegate a molti dei più grandi eventi vulcanici. Un altro studio suggerisce inoltre che la composizione del mantello potrebbe essere in parte differente da quella finora ipotizzata.

Particolare dell'impianto per la luce di sincrotrone della European

 Synchrotron Radiation Facility (© Peter Ginter/Science Faction/Corbis)

Le anomalie sismiche all'interfaccia fra nucleo e mantello-interfaccia che prende anche il nome di strato D" - sono state imputate alla fusione del mantello in prossimità del nucleo, ma questa spiegazione non rende conto del fatto che queste anomalie non si distribuiscono uniformemente in tutta questa zona. Inoltre i dati sismologici non danno alcun segno dell'esistenza delle "Bolle" a densità minore che dovrebbero formarsi nel mantello se quello fosse il meccanismo.Sospettando che nel fenomeno sia coinvolto il meccanismo di riciclo della crosta terrestre nelle fosse di subduzione, dove le placche tettoniche si inabissano per sprofondare nelle profondità del mantello, un gruppo di ricercatori dell'università Blaise Pascal di Clermont-Frrand ha cercato una conferma dell'ipotesi studiando i processi di fusione delle rocce basaltiche nelle condizioni che si possono avere all'interno della Terra.
Per questo come illustrano n un articolo pubblicato su " Science", Denis Andault e colleghi hanno sottoposto campioni di roccia basaltica delle dorsali medio-oceaniche a condizioni estreme di temperatura e pressione, create grazie all'impianto della European Synchrotron Radiatio Facility ( ESRF) di Grenoble.
In questo modo hanno scoperto che la temperatura di fusione del basalto ( circa 3800 kelvin) é molto più bassa rispetto a quella del mantello ( circa 4150 kelvin).
Inoltre è risultato che nelle condizioni presenti al confine tra nucleo e mantello, dove la temperatura aumenta rapidamente, la fusione del basalto produce liquidi ricchi di silice ( SiO2), che reagiscono rapidamente con il mantello, tanto da dissolversi rapidamente e impedire la formazione di bolle.

Cristallo di perovskite. (© Gary Cook/Visuals Unlimited/Corbis) 

In un altro articolo pubblicato sempre su Scienze,  i ricercatori del Center For High Pressure Science and Technology Advanced research ( HPSTAR) di Shanghai e della Carnegie Institution di Washington hanno scoperto che la composizione del mantello terrestre potrebbe essere differente da quella prevista dalle teorie attualmente più accreditate, che lo indicano come formato quasi esclusivamente di perovskiti, silicati di magnesio e ferro.
Simulando le condizione del mantello inferiore con un'apparecchiatura adatta a produrre pressioni quasi un milione di volte superiori a quella atmosferica e temperature fra i 2200 e 2400 kelvin, Li Zhang e colleghi hanno scoperto che in quelle condizioni le perovski posso entrare in uno stato di instabilità che determina una perdita di ferro dal minerale, e che successivamente questo ferro va a formare un nuovo silicato.
Dato che la composizione del mantello determina il comportamento delle onde sismiche, questo nuovo materiale potrebbe aiutare a spiegare la velocità estremamente basse  delle onde rilevate da alcuni studi nelle profondità del mantello.

Fonte: www.lescienze.it