Scienze

La densità della Terra cambia a 1000 km di profondità

Differenze di densità del mantello terrestre possono spiegare alcuni importanti fenomeni geologici.

Quello che avviene nel mantello terrestre influenza tutto ciò che succede sulla crosta terrestre e nell’atmosfera del pianeta. Basti pensare alle eruzioni vulcaniche, che non solo plasmano la crosta della Terra, ma immettono nell’atmosfera i gas che la formano. È per questo che conoscere nei dettagli il mantello terrestre è così importante. Purtroppo le tecnologie oggi a disposizione non ci permettono di arrivarci con facilità. Anzi, al momento non siamo mai riusciti a penetrarlo in profondità, anche se si stanno organizzando nuove spedizioni scientifiche.

La principale strada intrapresa dalla comunità scientifica per studiare il mantello è la sismica, attraverso lo studio delle onde che producono i terremoti oppure le esplosioni prodotte dall’uomo. Il modo con il quale viaggiano le onde sismiche permette di definire la composizione chimico-fisica degli strati in cui è suddiviso il mantello. Ma il processo è lungo, complesso e non sempre porta a risultati facilmente interpretabili.

Il mantello terrestre è un materiale plastico in continuo movimento.
Il geoide: è una raffigurazione della Terra che tiene conto delle variazioni di gravità sulla superficie del pianeta.

Il geoide. Da alcuni anni si segue anche un’altra strada, l'analisi del geoide, ossia la forma del pianeta disegnato dalla forza di gravità esercitata sulla superficie terrestre, la quale a sua volta dipende da ciò che c’è sotto di essa. Così, utilizzando i dati dei satelliti che hanno definito con grande precisione la forma del geoide, i ricercatori della Pennsylvania State University (Usa) hanno scoperto che a circa 1000 chilometri di profondità, a partire dalla superficie terrestre, si osserva un salto di viscosità del mantello finora ignoto.

Spiega Max Rudolph, autore della ricerca: «Il passaggio tra i due stati fisici del mantello avviene in modo graduale, anche se in uno spessore relativamente piccolo». Diversi motivi giustificano la necessità di approfondire la conoscenza del fenomeno. Innanzi tutto perché spiegherebbe il motivo per cui le placche terrestri che si "immergono" nel mantello dopo uno scontro (il fenomeno è detto subduzione) vengono frenate proprio a circa 800-1000 chilometri di profondità. Forse la causa è proprio la diversa viscosità che incontrano.

hot spot. Un secondo motivo riguarda i "punti caldi" (hot spot), dove la lava sembra arrivare dal confine tra il mantello terrestre e il nucleo. Fino a oggi si pensava che la risalita del magma avvenisse più o meno in modo verticale, ora invece il modello andrebbe rivisto in quanto è possibile che quando il magma in risalita trova un livello a viscosità molto diversa, devii la sua direzione e finisca poi in superficie in un punto anche molto lontano rispetto alla verticale del punto di partenza.

12 dicembre 2015 Luigi Bignami
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