Ricercatori di Pavia scoprono nuove proprietà geologiche del mantello terrestre

PAVIA – L’Università di Pavia ha raggiunto una pietra miliare nella comprensione dei processi profondi che modellano il nostro pianeta. Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente ha aperto una nuova strada nello studio della composizione chimica delle rocce di mantello, risalenti dal profondo della Terra. Questa scoperta rappresenta un passo avanti nella comprensione del mantello terrestre, un componente fondamentale ma ancora misterioso del nostro pianeta. Le conclusioni di questo lavoro sono state recentemente pubblicate su “Nature Geoscience”, uno dei più prestigiosi giornali scientifici a livello internazionale.

Da secoli, i geologi cercano di comprendere meglio il funzionamento delle forze che agiscono a migliaia di chilometri sotto la crosta terrestre. I movimenti delle placche tettoniche, il vulcanismo e i terremoti sono tutti fenomeni che traggono origine dalle dinamiche interne della Terra. Tuttavia, molti dettagli di questi processi rimangono oscuri, soprattutto per quanto riguarda i moti profondi che avvengono nel mantello. I ricercatori dell’Università di Pavia, in collaborazione con un team internazionale, hanno fatto un passo avanti in questa direzione, concentrandosi sul plume islandese.

Il plume islandese è una delle più potenti manifestazioni dei movimenti del mantello. Esso trasporta materiale roccioso caldo dalle profondità della Terra verso la superficie, attraversando la dorsale medio-atlantica. Questa dorsale, parte del sistema di dorsali medio-oceaniche che attraversa il pianeta, si estende per migliaia di chilometri sotto l’oceano. A sud dell’Islanda, i ricercatori hanno raccolto campioni di rocce di mantello esposte sul fondo marino. Queste rocce, chiamate peridotiti, raccontano una storia affascinante e complessa, che i ricercatori hanno iniziato a svelare.

Attraverso l’analisi della composizione chimica di queste rocce, i ricercatori hanno scoperto che la loro leggerezza è il risultato di un processo di fusione avvenuto oltre un miliardo di anni fa. Questo ha reso le rocce meno dense rispetto al mantello circostante, facilitando la loro risalita verso la superficie. La scoperta contraddice l’idea, precedentemente accettata, che fosse solo la temperatura a determinare la risalita del materiale dal mantello. Ora appare chiaro che la composizione chimica gioca un ruolo altrettanto cruciale. Un cambiamento di prospettiva tale da poter rendere necessario rivedere le teorie attuali sui meccanismi che guidano i plume di mantello.

Il viaggio che ha portato a queste scoperte è iniziato con due spedizioni oceanografiche, durante le quali i ricercatori hanno raccolto i campioni necessari per le loro analisi. Le navi da ricerca russe A.N. Strakhov e A.S. Vavilov hanno trasportato gli scienziati attraverso l’oceano, permettendo loro di esplorare la faglia trasforme di Charlie Gibbs. Questo luogo, situato a sud dell’Islanda, offre una rara finestra sul mantello terrestre, grazie alla presenza di rocce esposte a causa di movimenti tettonici.

La successiva analisi dei campioni ha rivelato informazioni chiave sui processi che avvengono nelle profondità della Terra. Gli scienziati hanno misurato i rapporti isotopici di afnio e neodimio, due elementi chimici che forniscono indizi su antichi eventi di fusione. Le peridotiti studiate hanno mostrato tracce di fusione avvenute più di un miliardo di anni fa, confermando l’ipotesi che queste rocce siano più leggere del mantello circostante e quindi in grado di risalire verso la superficie.

“I nostri risultati mostrano che le variazioni composizionali del plume possono essere responsabili dei cambiamenti periodici nella velocità di risalita del mantello“, spiega Alessio Sanfilippo del Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente dell’Università di Pavia. “Ciò causa variazioni nella produzione di magma e nella morfologia del fondale oceanico diverse centinaia di chilometri a sud dell’Islanda; questi cambiamenti topografici del fondale marino potrebbero aver influenzato anche il flusso di acque profonde nell’Atlantico settentrionale, con importanti ricadute climatiche”.

La scoperta ha implicazioni significative per la comprensione dei fenomeni geologici che avvengono a grande profondità. L’aumento della produzione di magma, provocato dalla risalita del mantello, ha creato una crosta oceanica molto più spessa di quella che si trova in altre parti del mondo. Questo processo ha contribuito a formare l’Islanda, un’isola che sorge sopra il livello del mare e rappresenta il punto culminante di un rigonfiamento topografico che si estende per tutto il Nord Atlantico.

La ricerca non si limita a svelare i misteri del passato, ma potrebbe anche influenzare il nostro futuro. I cambiamenti nella composizione del mantello e le variazioni nella velocità di risalita del plume potrebbero avere effetti significativi sulla produzione di magma e sulla morfologia del fondale oceanico. Questi processi, a loro volta, potrebbero influenzare il flusso delle acque profonde nell’Atlantico settentrionale, con potenziali ricadute sul clima globale.

I ricercatori dell’Università di Pavia sperano che i loro risultati stimolino un ripensamento delle teorie esistenti sui plume di mantello. La loro scoperta, che collega la composizione chimica del mantello alla sua dinamica, potrebbe aprire nuove strade per lo studio della geologia planetaria. I plume di mantello, responsabili delle più grandi eruzioni vulcaniche al mondo, rappresentano una delle forze più potenti e misteriose che modellano la Terra. Comprendere meglio questi fenomeni non solo arricchirà la nostra conoscenza scientifica, ma potrebbe anche fornirci strumenti utili per prevedere e gestire gli eventi vulcanici in futuro.

In questo contesto, il lavoro dei ricercatori di Pavia assume un’importanza ancora maggiore. L’università italiana si pone ora come un punto di riferimento nel campo della geologia, contribuendo in modo significativo alla comprensione dei processi che rendono la Terra un pianeta dinamico e in continua evoluzione.