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Struttura della Terra: nuove rivelazioni

Nella regione di confine tra il mantello inferiore e il nucleo esterno della Terra ci sono gigantesche strutture di materia molto densa, capaci di interferire con le onde sismiche.

Struttura della Terra
| Victor Josan / Shutterstock

Tutto quello che sappiamo dell'interno della Terra lo dobbiamo soprattutto alle onde sismiche dei grandi terremoti, che si propagano attraverso il pianeta, letteralmente, rivelando ciò che incontrano nel loro moto: il modo in cui le onde sismiche sono captate dai sismometri permette di ricostruire un'immagine del pezzo di mondo-di-sotto che hanno percorso.

Struttura della Terra
La struttura della Terra (clic sull'immagine per ingrandirla). Il mantello inizia a circa 2.900 chilometri di profondità, appena sopra il nucleo, e termina poche decine di chilometri sotto la crosta: i moti del materiale fuso sono anche il motore della tettonica delle zolle. | elab. focus.it

È un metodo indiretto, ma è anche l'unico che abbiamo: non possiamo fare di più per conoscere direttamente l'interno del pianeta su cui viviamo, perché nessuna tecnologia nota ci permette di "vedere" a più di 12-15 chilometri sotto i nostri piedi, almeno finora, e neppure di raggiungere quelle profondità. Oggi sappiamo con ragionevole certezza che sotto la crosta (la pelle della Terra, che a seconda di dove vi trovate può arrivare fino a una sessantina di chilometri sotto i vostri piedi) c'è la zona chiamata mantello, divisa in mantello superiore (fino a 700 km circa) e mantello inferiore, che arriva fino a 2.900 km circa di profondità. È di poco più di un anno fa la pubblicazione di uno studio che ha rivelato l'esistenza di strutture inattese al confine tra mantello superiore e inferiore: vaste pianure e monti altissimi a disegnare una geografia che nessuno avrebbe immaginato, prima, se non in un romanzo di fantascienza.

 

Ancora più in basso, verso il centro della Terra (a 6.400 km circa sotto di noi), c'è il nucleo, anch'esso diviso in due: il nucleo esterno, fluido, e il nucleo interno, solido.

 

Molto al di sotto del Pacifico. È uno schema semplice e lontano dall'essere ben definito: del resto, l'interno del pianeta ci rivela nuovi dettagli ogni volta che si migliorano i mezzi per studiare le onde sismiche. L'ultima novità arriva da uno studio, coordinato dal dipartimento di geofisica dell'università del Maryland (USA), che si è concentrato sul confine tra il mantello inferiore e il nucleo esterno in un'area sottostante all'Oceano Pacifico, tra le Isole Marchesi (Polinesia francese) e le Hawaii (USA).

 

Utilizzando strumenti e modelli molto sofisticati per analizzare treni di onde sismiche i ricercatori hanno "visto" numerose strutture che dal nucleo penetrano nel mantello, come se fossero coni di montagne. Attenzione però, con le enormi pressioni che ci sono a quelle profondità non possono esserci dei vuoti: quelle che i ricercatori definiscono strutture, sono enormi agglomerati di materiale più denso di ciò che li circonda. «Nella regione di confine tra nucleo esterno e mantello ci sono molte strutture in grado di produrre echi delle onde sismiche», afferma Doyeon Kim, uno degli autori dello studio pubblicato su Science e oggetto di un lungo articolo su PHYS.org, «è qualcosa che nessuno aveva mai visto prima!».

 

Onde sismiche e struttura della Terra
L'animazione (clic sull'immagine per ingrandirla) mostra come un'area di materia molto densa, una ultralow-velocity zone (ULVZ), sia in grado di rallentare e interferire con un'onda sismica. Mettendo in evidenza questo fenomeno, lo studio permetterà di comprendere meglio la struttura della Terra, perché ora si potranno analizzare le onde sismiche dei grandi terremoti tenendone conto. | Doyeon Kim / University of Maryland

 

Nuovi misteri. Che quelle fascia del pianeta non fosse omogenea lo si sapeva da tempo, ma è la prima volta che si riesce a dare una forma alle ipotesi. La chiave di volta è stata un nuovo algoritmo ad apprendimento automatico, al quale sono stati dati da analizzare 7.000 sismogrammi provenienti da centinaia di terremoti di magnitudo 6.5 o superiore che si sono verificati nel bacino dell'Oceano Pacifico tra il 1990 e il 2018. «L'analisi ha fatto emergere strutture nascoste nel 40 per cento dei percorsi delle onde sismiche: molto più di quello che ci aspettavamo», è stato il commento di Doyeon Kim.

 

Cosa siano esattamente queste strutture non si sa, tuttavia va ricordato che sotto le Hawaii cun pennacchio di magma che, in profondità, potrebbe essere correlato a una di tali strutture. Là sotto, a 2800 chilometri di profondità, potrebbe esserci la spiegazione di uno dei misteri di un vulcano terrestre, il Mauna Loa, che ha dato origine alla montagna più alta del pianeta elevandosi dal fondo dell'Oceano per oltre 10.000 metri.

17 giugno 2020 | Luigi Bignami