Scritto: Domenica, 13 Marzo 2022 05:48 Ultima modifica: Domenica, 13 Marzo 2022 07:00

I bizzarri blob del mantello terrestre


L'interno della Terra non è una pila uniforme di strati. Nel profondo del mantello giacciono due colossali masse di materiale termochimico, all'incirca ai lati opposti del pianeta.

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Una vista 3D del blob nel mantello terrestre sotto l'Africa.
Una vista 3D del blob nel mantello terrestre sotto l'Africa.
Crediti: Mingming Li/ASU

Si chiamano Large Low-Shear-Velocity Provinces (LLSVPs), cioè grandi province a bassa velocità di taglio, cosiddette perché caratterizzate da basse velocità di taglio delle onde sismiche che si muovono circa l'1 o il 2% più lentamente quando le attraversano.
Furono scoperte per la prima volta negli anni '80: hanno ciascuna le dimensioni di un continente e sono 100 volte più alte del Monte Everest. Una è sotto il continente africano, mentre l'altra è sotto l'Oceano Pacifico.

Il mantello viscoso si trova tra la sottile crosta terrestre e il nucleo esterno. È uno strato di roccia silicatica per lo più solido, che si comporta in modo simile al catrame su scale temporali più lunghe. Nel tempo, colonne di roccia magmatica calda salgono gradualmente attraverso il mantello influenzando l'attività vulcanica sulla superficie del pianeta. Quindi, comprendere cosa sta succedendo all'interno di questo strato è molto importante per gli studi geologici in superficie.
 
Utilizzando strumenti che misurano le onde sismiche, gli scienziati sanno che questi due super-pennacchi hanno forme e strutture complicate ma, nonostante siano così grandi, si sa poco sul perché esistano e su cosa abbia determinato la loro forma.

Alcuni ricercatori pensano che gli LLSVPs rallentino le onde di taglio perché hanno una temperatura più alta rispetto al resto del mantello. Altri ritengono che siano anche più densi e diversi nella composizione, oltre ad essere più caldi.

Ora, gli scienziati dell'Arizona State University Qian Yuan e Mingming Li della School of Earth and Space Exploration sono stati in grado di determinare le altezze massime, il volume e la densità di queste strutture, nonché la viscosità circostante nel mantello, utilizzando la modellazione geodinamica e le analisi degli studi sismici pubblicati. 

La loro ricerca è stata pubblicata su Nature Geoscience.

I blob non sono uguali

Dopo aver eseguito centinaia di simulazioni, i risultati hanno mostrato che il blob sotto il continente africano è di circa 1.000 chilometri più alto del blob sotto l'Oceano Pacifico.

Secondo Yuan e Li, la migliore spiegazione per la grande differenza di altezza tra i due, è che il blob sotto il continente africano è meno denso (e quindi meno stabile) di quello sotto l'Oceano Pacifico.
"I nostri calcoli hanno rilevato che il volume iniziale dei blob non influisce sulla loro altezza", spiega Yuan. "L'altezza dei blob è per lo più controllata da quanto sono dense e dalla viscosità del mantello circostante". Tuttavia, in che modo questo influisca sul mantello circostante non è chiaro.

Forse la natura meno stabile del super-pennacchio africano, ad esempio, può spiegare perché c'è un vulcanismo così intenso in alcune regioni del continente. Potrebbe anche avere un impatto sul movimento delle placche tettoniche, che galleggiano sul mantello.

Altri modelli sismici hanno scoperto che l'LLSVP africano si estende fino a 1.500 chilometri sopra il nucleo esterno, mentre l'LLSVP del Pacifico raggiunge al massimo 800 chilometri di altezza.

Negli esperimenti di laboratorio che cercano di replicare l'interno della Terra, entrambi i cumuli dell'Africa e del Pacifico sembrano oscillare su e giù attraverso il mantello.
Gli autori del presente studio affermano che ciò supporta la loro interpretazione secondo cui l'LLSVP africano è probabilmente instabile e lo stesso potrebbe valere per l'LLSVP del Pacifico, sebbene i loro modelli non lo abbiano mostrato direttamente.

Le origini dei blob

Le diverse composizioni degli LLSVPs del Pacifico e dell'Africa potrebbero anche essere spiegate dalle loro origini. Gli scienziati non sanno ancora da dove provengano queste strutture ma ci sono due teorie principali.

Una è che i cumuli sono costituiti da placche tettoniche subdotte, che scivolano nel mantello, si surriscaldano e cadono gradualmente verso il basso, contribuendo alla formazione della massa.
Un'altra teoria è che i blob siano i resti dell'antica collisione tra la Terra e il protopianeta Theia, da cui è nata la Luna. Ma le teorie non si escludono a vicenda e potrebbero essere entrambe vere, spiegando così anche le differenze tra i due super-pennacchi.

I blob e il campo magnetico terrestre

Alcuni sostengono che queste zone a densità più elevata, all'interno del mantello terrestre, possano concorrere o comunque essere legate all’indebolimento del campo magnetico globale. Alcuni punti particolarmente colpiti dal fenomeno sono ben noti. Il più importante è la cosiddetta Anomalia del Sud Atlantico o SAA (South Atlantic Anomaly), un’area in cui il campo geomagnetico è caratterizzato da un’intensità inferiore rispetto al valore medio.

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Letto: 393 volta/e Ultima modifica Domenica, 13 Marzo 2022 07:00

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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