Vlad Krasen
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Il mantello terrestre si comporta come una zangola gigante, circolando fredda crosta oceanica verso il basso verso il nucleo, dove si riscalda in un solido appiccicoso e poi risorge - un processo che alimenta tutto, dalla tettonica a placche al vulcanismo.
Ma ci sono alcuni intoppi in questo sistema e una nuova ricerca rivela il motivo: uno strato scivoloso di circa 416 miglia (670 chilometri) di profondità blocca pezzi di crosta sulle loro tracce, creando "lastre stagnanti" nel mezzo del mantello, lo strato tra il La crosta terrestre e il suo nucleo. [In foto: oceano nascosto sotto la superficie terrestre]
"Questa deviazione delle lastre è sempre stata sconcertante per la nostra comprensione [del mantello]", ha detto Shijie Zhong, un fisico presso l'Università del Colorado Boulder e coautore del nuovo studio pubblicato l'1 ottobre sulla rivista Nature Geoscience.
Stallo
Non c'è modo di guardare direttamente il mantello, ma gli scienziati studiano la sua dinamica utilizzando le onde sismiche dei terremoti. Rilevando le onde mentre si propagano attraverso il globo, i ricercatori possono costruire un'immagine del mantello, non diversamente da come il radar può visualizzare gli oggetti utilizzando le onde radio.
Ciò che accade nel mantello è correlato a ciò che accade nella crosta. La crosta è costituita da placche tettoniche che solcano il mantello come zattere su un mare molto, molto spesso (la consistenza della crosta è simile a quella dell'asfalto caldo). In alcune aree, chiamate zone di subduzione, una placca tettonica si tuffa sotto un'altra, macinando pezzi di crosta oceanica nel mantello. Dalla sismologia, ha detto Zhong, i ricercatori sapevano che alcune di queste lastre di crosta non sempre viaggiano per le 1.860 miglia (3.000 km) fino al confine tra nucleo e mantello. In sostanza, rimangono bloccati in parte.
In particolare nell'Oceano Pacifico occidentale, vicino al Giappone e alla Fossa delle Marianne, ad esempio, le lastre di crosta sembrano bloccarsi a circa 416 miglia (670 km) di profondità. In queste aree, sembrano deviare e viaggiare orizzontalmente fino a 1.243 miglia (2.000 km).
Lo strato di mantello a quella particolare profondità è insolito, disse Zhong, perché lì la roccia subisce un improvviso aumento di densità, che è il risultato della pressione di tutta la roccia che spinge verso il basso su di essa. Nel nuovo studio, Wei Mao, studente laureato di Zhong e dell'Università del Colorado, ha costruito un modello computerizzato delle dinamiche del mantello, includendo sia questo aumento di densità che gli ultimi 130 milioni di anni di movimenti delle placche continentali..
Mantello modello
Questo modello più completo del mantello ha prodotto naturalmente lo stesso tipo di lastre stagnanti viste nel mantello reale, hanno scoperto i ricercatori. Quello che sembra stia succedendo, ha detto Zhong, è che la pressione accumulata della roccia sovrastante a 670 km crea un'area di viscosità ridotta - in sostanza, il mantello è più scivoloso e meno appiccicoso.
"Quella viscosità ridotta fornisce essenzialmente ciò che chiamiamo lubrificazione sulle lastre", ha detto Zhong. I pezzi di crosta sono in grado di scivolare e scivolare lateralmente invece di continuare il loro tuffo verso il basso.
Questo intoppo nella macchina è solo temporaneo. Le lastre sono probabilmente intrappolate solo per 20 milioni di anni circa, ha detto Zhong - un battito di ciglia in termini di storia della Terra. Ma la loro dinamica potrebbe essere importante per alcuni dei fenomeni geologici visti in superficie. Ad esempio, l'attività vulcanica nella Cina nord-orientale, lontana dall'arco vulcanico del Giappone, potrebbe essere dovuta, in parte, ad alcune di queste dinamiche delle lastre, ha detto Zhong.
Il modello non risponde a tutte le domande sulle lastre stagnanti. Non è chiaro, ha detto Zhong, perché il Pacifico occidentale sembra dare origine a così tante di queste lastre stagnanti, mentre le zone di subduzione vicino al Nord e al Sud America attualmente non lo fanno. Ci sono anche altri punti misteriosi in tutto il mondo, ha detto.
"In posti come la Nuova Zelanda, c'è ancora qualche disaccordo tra il nostro modello di convezione e le osservazioni", ha detto, "quindi dobbiamo riconciliare quei luoghi".
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