Silicio: il terzo componente del nucleo della Terra

Una ricerca giapponese identifica l'elemento che, insieme a ferro e nichel, costituisce il cuore del pianeta.

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Il nucleo della Terra inizia a circa 2.900 chilometri di profondità. È composto da una parte esterna liquida e una interna solida: oggi sappiamo che è costituito, oltre che da ferro e nichel, anche da silicio e forse da ossigeno.

Un gruppo di ricercatori giapponesi sostiene di avere identificato il terzo importante elemento che costituisce il nucleo della Terra ricreando in laboratorio il mix di temperatura e pressione dell'interno della Terra: il terzo elemento sarebbe il silicio.

 

La scoperta, divulgata durante il recente Fall Meeting of the American Geophysical Union di San Francisco, potrebbe aiutare i geologi a capire meglio come si è formato il nostro pianeta 4,5 miliardi di anni fa. Responsabile della ricerca è Eiji Ohtani (Tohoku University, Giappone): «Ci sono pochi dubbi sul fatto che, insieme a ferro e nichel, all'interno della Terra vi sia il 5% circa di silicio, e non è da escludere che vi possa essere anche qualche altro elemento», ha dichiarato.

 

Le nostre conoscenze dell'interno del pianeta arrivano soprattutto dallo studio delle onde sismiche.

Nuove tecnologie. Il cuore più interno del nostro pianeta (inner core) è una palla di materiale solido di circa 1.200 km di raggio: si trova troppo in profondità per poter essere studiata direttamente (le più profonde perforazioni sono arrivate a 12 km) e l'unico mezzo per investigarla è lo studio delle onde sismiche, la cui velocità di propagazione varia a seconda del tipo e dello stato del materiale che attraversano.

 

Con questo metodo si è arrivati a capire che i componenti principali del nucleo sono il ferro (85%) e il nichel (10%), ma pur avendo la certezza dell'esistenza di un terzo elemento non si riusciva a determinare con sicurezza quale fosse. In passato altri ricercatori avevano ipotizzato che l'elemento mancante potesse essere proprio il silicio, ma non c'erano prove sufficienti per avvalorare l’ipotesi. Ora invece, grazie a nuove tecnologie, si riesce a ricreare le incredibili pressioni e temperature dell'interno della Terra ed è quindi possibile trovare empiricamente l'elemento mancante.

 

 

Il mantello terrestre inizia a circa 2.900 chilometri di profondità, appena sopra il nucleo, e termina poche decine di chilometri sotto la crosta.

Anche ossigeno? Spiega Simon Redfern (University of Cambridge, UK): «Questi esperimenti sono molto importanti perché ci offrono una finestra sule caratteristiche dell'interno della Terra così com’era ai suoi primordi, quando il nucleo iniziò a differenziarsi dalle altre parti del pianeta».

 

In perfetta sintonia, Ohtani ha sottolineato che non si hanno certezze sul fatto che ferro, nichel e silicio siano gli unici componenti: potrebbe infatti esserci anche una piccola parte di ossigeno, la cui presenza o meno non è di secondaria importanza. Se infatti dovesse esserci ossigeno nel nucleo, questo vorrebbe dire che venne sottratto dal mantello, determinando un'evoluzione diversa da quella che ci sarebbe stata se tutto l'ossigeno fosse rimasto all'interno del mantello stesso.

11 Gennaio 2017 | Luigi Bignami