Scienza

Nel mantello terrestre c'è tanta acqua quanta ne contengono gli oceani

Racchiusa nei cristalli dei minerali, sarebbe responsabile della consistenza più liquida della zona di transizione tra il mantello superiore e inferiore.

Sotto i nostri piedi è intrappolata molta più acqua di quanto credessimo: uno strato particolare del mantello terrestre ne trattiene una quantità almeno pari al totale di quella di superficie, negli oceani della Terra.

È la conclusione di una serie di esperimenti in laboratorio su rocce che simulano la composizione di quelle della zona di transizione, uno strato cuscinetto che si estende tra i 410 e i 660 km di profondità, tra il mantello superiore e quello inferiore.

In questa regione, l'acqua si troverebbe non allo stato liquido ma in forma di ioni all'interno di cristalli di ringwoodite, un minerale che si ritiene abbondante nel mantello terrestre, e in grado di trattenere gli ioni.

ringwoodite
Photomicrografia di un cristallo artificiale di ringwoodite (vedi) della grandezza di 150 micrometri (150 millesimi di millimetro). © Jasperox, WikiMedia

Indizi precedenti. Studi passati avevano rilevato la presenza di frammenti rocciosi ricchi d'acqua nei minerali vulcanici originati nel mantello terrestre. Altre ricerche suggeriscono che quest'acqua si sia formata nelle viscere della Terra, e che non sia stata portata sul pianeta da comete o asteroidi.

Uno strato anomalo. Fei Hongzhan e i colleghi dell'università di Bayreuth (Germania) hanno provato a stimare la quantità d'acqua presente nel mantello studiando la viscosità della zona di transizione in modelli sintetici di ringwoodite e di altre rocce "profonde".

Le rilevazioni sismiche e geofisiche hanno da tempo stabilito che, in questo strato intermedio, la viscosità è inferiore rispetto a quella del mantello superiore e inferiore. In pratica, qui le rocce sarebbero più "lente" e liquide rispetto a quelle vicine, che risultano più asciutte e resistenti allo scorrimento.

Facile contagio. La viscosità delle rocce è stata calcolata misurando la velocità con cui un piccolo difetto in un cristallo, come una frattura, si propaga ai cristalli vicini. Più facilmente si diffonde il difetto, minore è la viscosità. I ricercatori hanno appurato che aggiungendo acqua alla composizione delle rocce, la viscosità diminuisce: quando l'acqua è pari all'1-2% del peso totale delle ringwooditi, la viscosità risulta equivalente a quella calcolata nelle misurazioni reali. Sarebbe quindi l'elevato contenuto di acqua a rendere questo strato della Terra interna così fluido.

11 giugno 2017 Elisabetta Intini
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