RICERCHE SCIENTIFICHE : GEOLOGIA

LA TERRA E L’ACQUA. Su "Nature" uno studio che apre nuovi scenari sull’evoluzione del magmatismo terrestre e della tettonica delle placche.

(...) ben "nascosta" all’interno della Terra una quantità di acqua pari a circa 10 oceani profondi come il Pacifico.
samedi 15 mars 2014.
 

Oasi d’acqua dentro la Terra : forse grandi 10 volte l’oceano Pacifico

Su Nature uno studio che apre nuovi scenari sull’evoluzione del magmatismo terrestre e della tettonica delle placche. Tra i ricercatori anche un italiano *

SE LE STIME dello studio venissero confermate, l’idea della conformazione generale del nostro pianeta andrebbe completamente rivista : all’interno della Terra ci sarebbero oasi d’acqua la cui estensione totale potrebbe essere pari a 10 volte quella dell’oceano Pacifico, che copre 1/5 della superficie del pianeta.

A stimarlo un team di ricercatori, di cui fa parte anche Fabrizio Nestola dell’Università di Padova, che hanno pubblicato su Nature uno studio che apre nuovi scenari sull’evoluzione del magmatismo terrestre e della tettonica delle placche.

Il lavoro dei ricercatori parte dall’olivina, un minerale che costituisce il 60% dell’interno della Terra, dalla superficie fino ai 410 chilometri. E che, con l’aumento di pressione e temperatura si trasforma in minerali con la stessa formula ma una differente disposizione spaziale dei suoi atomi, diventando prima wadsleyite e ringwoodite, che si dovrebbero trovare tra mantello superiore e mantello inferiore cioè in quella zona detta di transizione tra i 410 e i 660 chilometri di profondità.

Analizzando la propagazione delle onde sismiche in profondità, tuttavia, gli scienziati ritenevano che in quella fascia si dovesse trovare qualcosa di densità inferiore : creando in laboratorio i due minerali con un minore densità i ricercatori hanno generato artificialmente a wadsleyite e ringwoodite in grado di ospitare fino al 2,5% di acqua avvicinando così la densità dei due materiali a quella dell’olivina e facendo pensare che la fascia sia davvero un’oasi di acqua all’interno della Terra.

Il team di ricerca ha individuato per la prima volta un campione di ringwoodite terrestre ancora incapsulato all’interno di un diamante trovato in un giacimento brasiliano del distretto di Juina e tale campione contiene circa l’1,4% di acqua.

"La scoperta - spiega Nestola - non solo permette finalmente di spiegare le anomalie osservate tramite tomografia sismica profonda, ma apre uno scenario completamente nuovo sull’interno del nostro pianeta. Infatti, l’1,4% di acqua nella ringwoodite permette di stimare un contenuto medio dell’1% di acqua nella zona di transizione. Tale percentuale corrisponde a uno spessore di acqua liquida di circa 8 km sull’intera superficie terrestre. Considerando che l’Oceano Pacifico copre circa un quinto di tutta la superficie terrestre ed è profondo in media 4,2 km, per confronto, è come se avessimo ben "nascosta" all’interno della Terra una quantità di acqua pari a circa 10 oceani profondi come il Pacifico".

* la Repubblica, 13 marzo 2014


Nel mantello « oceani » d’acqua

La scoperta grazie al rinvenimento di una piccolissima inclusione del minerale ringwoodite in un diamante trovato in Brasile

di Paolo Virtuani *

Nel mantello terrestre c’è una quantità d’acqua che può essere paragonata a quella di un oceano. Non si tratta di acqua liquida contenuta in uno strato e nemmeno nelle porosità delle rocce, come avviene per esempio con il petrolio o i gas a quote molto più superficiali, ma del gruppo ossidrilico (-OH) che entra a far parte della struttura cristallina di un particolare minerale : la ringwoodite.

Si tratta di una particolare forma di olivina - il minerale di cui è costituita la parte superiore del mantello - che finora è stato rinvenuto solo in alcune meteoriti oppure creato in laboratorio sottoponendo l’olivina ad altissime pressioni, quelle in particolare che si trovano nel sottosuolo a profondità di almeno 410 chilometri. A queste pressioni l’olivina subisce un cambiamento di fase e si trasforma in ringwoodite. Con una particolarità : nella sua composizione chimica compare una significativa quantità d’acqua (fino al 2,5% in peso) sotto forma di ossidrile.

Zona di transizione

Lo ha scoperto un gruppo internazionale di ricerca guidato da Graham Pearson, dell’Università dell’Alberta (Canada), e di cui fa parte Fabrizio Nestola del dipartimento di geoscienze dell’Università di Padova. Lo studio è stato pubblicato il 13 marzo su Nature e conferma un’ipotesi contestata ma che negli ultimi tempi ha preso corpo tra i geologi : l’esistenza di grandi volumi di acqua intrappolati tra 410 e 660 km di profondità nella zona di transizione tra il mantello superiore e inferiore della Terra. « Nella zona di transizione ci potrebbe essere tanta acqua quanto quella contenuta in tutti gli oceani in superficie, e forse anche di più », azzarda una stima Paerson.

Area « umida »

Questa scoperta è fondamentale perché nella zona di transizione avvengono importanti fenomeni geologici che hanno ripercussioni sul movimento delle placche e sulla formazione di magmi profondi. Sarebbe quindi la conferma di un’ampia fascia, o almeno di alcune aree umide all’interno della zona di transizione, in contrapposizione a due aree molto più secche del mantello superiore e inferiore.

Subduzione

Ma come ci è arrivata tutta quest’acqua a simili profondità ? Con la subduzione delle placche oceaniche sotto quelle continentali (come la placca del Pacifico che subduce al largo del Giappone e che ha provocato il grande terremoto più tsunami dell’11 marzo 2011). Le rocce sedimentarie dei fondi oceanici contengono grandi quantità di acqua che vengono in questo modo trasportate in milioni di anni a centinaia di chilometri di profondità.

Scoperta casuale in un diamante

La scoperta della ringwoodite è stata del tutto casuale. Il gruppo di Pearson nel 2008 stava compiendo ricerche nel Mato Grosso (Brasile) su altri minerali quando è stato avvicinato da un cercatore dilettante di diamanti che aveva trovato una piccolissima gemma (3 millimetri) marroncina e sgraziata nella sabbia di un fiume presso Juina. La pietra non era un granché e venne venduta per 20 dollari. Una volta tornati in laboratorio, la pietra venne affidata a un giovane laureando per un’analisi ma si accorse che conteneva un’inclusione microscopica, invisibile a occhio nudo, di un minerale che non riusciva a identificare. Da qui è partita una sofisticatissima ricerca basata sui sistemi più avanzati come spettroscopia Raman e a infrarossi e diffrazione a raggi X nei laboratori di analisi più accreditati prima che fosse ufficialmente confermata come ringwoodite.

* Corriere della Sera, 14 marzo 2014


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