Il cuore della Terra ai raggi X

I punti caldi del pianeta sono alimentati da pennacchi di lava che attraversano l'intero mantello: lo dice uno studio californiano che esamina con "occhio clinico" la struttura della Terra.

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La lava del vulcano hawaiano Kilauea finisce in mare. Le Hawaii si trovano su uno dei "punti caldi" alimentati dai pennacchi di magma del mantello.|Hugh Gentry/Reuters

Un gruppo di sismologi dell'università della California-Berkeley ha realizzato la prima scansione 3D dell'interno della Terra che collega i pennacchi di roccia fusa presenti nel mantello agli "hot-spot" della crosta terrestre. Per "hot-spot" si intendono i punti caldi interessati da una risalita di lava, come quelli che hanno dato origine ad Hawaii, Islanda e isole Samoa.

 

Informazioni dai sismi. Il modello, frutto del lavoro di un supercomputer da 3 milioni di ore di CPU, scruta le viscere della Terra come farebbe un esame diagnostico ospedaliero. Solo che, in questo caso, per mappare i pennacchi di magma, i ricercatori hanno analizzato il percorso delle onde sismiche attraverso l'interno della Terra durante 273 violenti terremoti avvenuti negli ultimi 20 anni. 

 

Vaste riserve. La nuova mappa ad alta risoluzione del mantello terrestre così ottenuta è la prima a mostrare una diretta connessione con molti (anche se non tutti) hot-spot terrestri. Inoltre, sembra evidenziare che sotto i 1000 km dalla crosta terrestre, i pennacchi sono larghi dai 600 ai 1000 km, fino a 5 volte più di quanto si credesse. La loro temperatura è probabilmente più alta di almeno 400 gradi °C rispetto a quella delle rocce circostanti.

 

Il modello tridimensionale della circolazione della lava nel mantello terrestre elaborato all'Università di Berkeley. | Scott French, NERSC; Roxanne Makasdjian, Stephen McNally, UC Berkeley.

 

Come un fiume. «Nessuno prima d'ora aveva "visto" queste colonne spingersi dalla parte inferiore a quella superiore del mantello» dice Scott French, del National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), dove è stato realizzato lo studio.

 

La connessione tra pennacchi e hot-spot vulcanici, notano i ricercatori, non è sempre "verticale", perché quando la lava arriva negli strati superiori del mantello, le rocce meno viscose che incontra fanno allargare i pennacchi a ventaglio, come nel delta di un fiume.

 

Bacini. Le basi dei pennacchi sembrano poi convergere, in fondo al mantello, in due enormi depositi di magma di 5 mila km di diametro, uno sotto l'Africa e uno sotto al Pacifico, che secondo gli esperti si trovano in quella condizione da 250 milioni di anni.

 

Questione di chimica. Lo studio, che sarà pubblicato domani su Nature, confuta le teorie di alcuni sismologi che ritengono che i pennacchi di lava provengano da piscine di roccia fusa molto basse e circostanziate, che alimentano le camere vulcaniche. Il fatto che questi depositi magmatici nel mantello inferiore siano fino a 5 volte più estesi del previsto fa invece pensare che anche la loro composizione chimica (e non solo la temperatura) sia diversa da quella delle rocce circostanti.

 

L'eccezione. Stranamente, nessun pennacchio è stato rintracciato sotto allo Yellowstone. I getti di lava che lo alimentano potrebbero essere troppo sottili per essere tracciati da un modello computazionale come questo.

 

02 Settembre 2015 | Elisabetta Intini