Vlad Krasen
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Quando le placche tettoniche della Terra si tuffano una sotto l'altra, trascinano tre volte più acqua all'interno del pianeta come si pensava in precedenza.
Questi sono i risultati di un nuovo articolo pubblicato oggi (14 novembre) sulla rivista Nature. Utilizzando i brontoli sismici naturali della zona di subduzione soggetta a terremoti presso la fossa delle Marianne, dove la placca del Pacifico sta scivolando sotto la placca filippina, i ricercatori sono stati in grado di stimare quanta acqua viene incorporata nelle rocce che si immergono in profondità sotto la superficie. [In foto: oceano nascosto sotto la superficie terrestre]
La scoperta ha importanti ramificazioni per la comprensione del ciclo delle acque profonde della Terra, ha scritto la ricercatrice di geologia marina e geofisica Donna Shillington del Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University in un editoriale che accompagna il nuovo articolo. L'acqua sotto la superficie della Terra può contribuire allo sviluppo del magma e può lubrificare le faglie, rendendo più probabili i terremoti, ha scritto Shillington, che non è stato coinvolto nella nuova ricerca.
Il ciclo delle acque profonde
L'acqua è immagazzinata nella struttura cristallina dei minerali, ha scritto Shillington. Il liquido viene incorporato nella crosta terrestre sia quando si formano placche oceaniche nuove di zecca e bollenti sia quando le stesse placche si piegano e si rompono mentre macinano sotto i loro vicini. Quest'ultimo processo, chiamato subduzione, è l'unico modo in cui l'acqua penetra in profondità nella crosta e nel mantello, ma poco si sa su quanta acqua si muove durante il processo, hanno scritto il leader dello studio Chen Cai della Washington University di St. Louis ei suoi colleghi nel loro nuova carta.
"Prima di fare questo studio, ogni ricercatore sapeva che l'acqua doveva essere trasportata dalla lastra di subduzione", ha detto Cai. "Ma non sapevano quanta acqua."
I ricercatori hanno utilizzato i dati raccolti da una rete di sensori sismici posizionati intorno alla fossa delle Marianne centrale nell'Oceano Pacifico occidentale. La parte più profonda della trincea è a circa 7 miglia (11 chilometri) sotto il livello del mare. I sensori rilevano i terremoti e gli echi dei terremoti che risuonano attraverso la crosta terrestre come una campana. Cai e il suo team hanno monitorato la velocità con cui viaggiavano quei temblors: un rallentamento della velocità, ha detto, indicherebbe fratture piene d'acqua nelle rocce e minerali "idratati" che bloccano l'acqua nei loro cristalli.
Manca l'acqua
I ricercatori hanno osservato tali rallentamenti in profondità nella crosta, a circa 18 miglia (30 km) sotto la superficie, ha detto Cai. Usando le velocità misurate, insieme alle temperature e alle pressioni note che si trovano lì, il team ha calcolato che le zone di subduzione trascinano 3 miliardi di teragrammi d'acqua nella crosta ogni milione di anni (un teragramma è un miliardo di chilogrammi).
L'acqua di mare è pesante; un cubo di quest'acqua lungo 1 metro (3,3 piedi) su ciascun lato peserebbe 1.024 chilogrammi (2.250 libbre). Tuttavia, la quantità ridotta dalle zone di subduzione è sbalorditiva. È anche tre volte più acqua rispetto alle zone di subduzione precedentemente stimate per contenere, ha detto Cai.
E questo solleva alcune domande: l'acqua che scende deve salire, di solito nel contenuto delle eruzioni vulcaniche. La nuova stima di quanta acqua sta scendendo è più grande delle stime di quanta viene emessa dai vulcani, il che significa che agli scienziati manca qualcosa nelle loro stime, hanno detto i ricercatori. Non manca l'acqua negli oceani, ha detto Cai. Ciò significa che la quantità di acqua trascinata verso il basso nella crosta e la quantità fuoriuscita dovrebbe essere all'incirca uguale. Il fatto che non lo siano suggerisce che c'è qualcosa nel modo in cui l'acqua si muove all'interno della Terra che gli scienziati non hanno ancora capito.
"Molti altri studi devono essere focalizzati su questo aspetto", ha detto Cai.
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