Oceani nascosti

I corpi idrici segreti sotto la crosta terrestre

Il mantello con i suoi tre sottostrati (mantello superiore, zona di transizione e mantello inferiore) ha uno spessore di 1.800 miglia, occupando circa l'84% del volume terrestre. La crosta costituisce solo l'1%. Immagine: Cercatore.

Il romanzo più venduto di Jules Verne, Journey to the Center of the Earth, descrive una spedizione sotto la superficie terrestre e nelle misteriose caverne e percorsi inesplorati che si trovano al suo interno. Le coste rocciose e un gruppo di alberi minacciosi delimitano un enorme oceano sotterraneo la cui oscura profondità ospita le creature preistoriche. Mentre gli esploratori salpano dal loro appena battezzato "Port Gräuben", incontrano persino un'isola lentigginosa con bizzarra, antica flora e fauna che prospera tra ossa e teschi bianchi pallidi. E mentre il racconto è classificato come un'opera di fantascienza, sembra che almeno una parte dello strano paesaggio potrebbe essere reale.

I diamanti che affiorano dal profondo del nostro pianeta rivelano granelli di minerali contenenti acqua. Uno di questi minerali è la ringwoodite, un bellissimo cristallo blu intenso che può contenere fino al 3% del suo peso in acqua. Prima del 2014, la ringwoodite non era mai stata osservata sulla Terra. Ma ciò che lo rese davvero notevole fu che i diamanti avevano avuto origine da 410 miglia (660 km) sotto la crosta, da qualche parte in profondità in quello che consideriamo un mantello caldo e bollente. Tra i mantelli superiore e inferiore relativamente asciutti c'è un'area chiamata zona di transizione da cui provengono i diamanti.

I ricercatori hanno visitato Juína, in Brasile, dove hanno acquistato migliaia di questi diamanti chiazzati, spesso gialli. Furono raccolti dal fango vicino con molti non più grandi di un ciottolo. Gli stessi punti a volte potrebbero essere difficili da vedere senza l'aiuto di un microscopio, ma erano comunque lì, incastonati nel carbonio cristallino dei diamanti.

Un diamante contenente ringwoodite. Gli scienziati stimano che la ringwoodite e la wadsleyite costituiscono circa il 60% della zona di transizione, mentre il restante 40% è costituito da altri composti e minerali.

Questo non è il tipo di acqua a cui siamo abituati. Invece gli ingredienti per l'acqua - atomi di idrogeno e ossigeno - sono immersi nella struttura del minerale. L'acqua liquida fuoriesce solo dopo che il diamante è soggetto al calore e alla pressione della zona di transizione, rendendola una zona molto umida che può contenere fino a tre volte il numero di oceani che abbiamo qui in superficie.

Il mantello superiore, per confronto, è composto principalmente da un minerale di olivina che non può contenere molto liquido. Ma prima di diventare ringwoodite, l'olivina si trasforma in una nuova struttura cristallina - chiamata wadsleyite - quando raggiunge la zona di transizione. Le lacune nella forma di wadsleyite lo rendono un perfetto supporto di atomi di idrogeno che poi entrano e si legano con gli atomi di ossigeno già all'interno del minerale. La capacità di Wadsleyite di trattenere così tanto idrogeno è ciò che lo rende bagnato quando si scioglie. A determinate profondità nella zona di transizione, la wadsleyite diventa quindi ringwoodite che macchietta i diamanti mentre salgono sulla crosta terrestre. I diamanti sono in grado di preservare i minerali grazie alla loro naturale durata.

Allo stesso modo, una ricerca successiva del mineralogista Oliver Tschauner ha scoperto diamanti con ghiaccio d'acqua (noto anche come elusive ice-VII, una forma di ghiaccio ad alta pressione). Era la prima volta al di fuori di un esopianeta che l'avevamo osservato in natura. Era anche la prima volta che vedevamo H2O liberamente esistente dal profondo della Terra. Il fatto che questi diamanti siano stati trovati non solo in una posizione ma attraverso vaste distanze - dalla Cina al Sudafrica - potrebbe significare che questo fenomeno è diffuso.

Pangaea come sarebbe stato 335 milioni di anni fa. Le ragioni per cui gli scienziati stimano che ci sia un massimo di 3 volte l'acqua dei nostri oceani di superficie nella zona di transizione è perché maggiori quantità di acqua avrebbero impedito al mantello di fratturare le placche e creare i continenti che abbiamo oggi.

Tuttavia, questi diamanti speciali non sono le uniche prove che abbiamo di oceani nascosti sotto i nostri piedi.

Quando gli scienziati hanno ricreato le condizioni della zona di transizione in un laboratorio, hanno scoperto che l'acqua nella ringwoodite ha ridotto la sua viscosità, abbinando improvvisamente i dati tratti dalle misurazioni geofisiche e sismiche del mondo reale. Le misurazioni hanno dimostrato che la zona di transizione aveva una viscosità molto più bassa rispetto ai mantelli superiore e inferiore, il che significa che la zona di transizione era molto più acquosa delle sue controparti.

Quest'acqua contribuisce quindi al comportamento del mantello in cui la convezione provoca l'aumento del magma caldo mentre tutto il resto viene spinto verso il basso (questo è il meccanismo esatto che ha permesso a quei diamanti di sollevarsi dal mantello dove venivano poi emessi dai vulcani in banchi di fango e fiumi) . Ciò significa che il nostro pianeta si troverebbe nei guai se quell'acqua dovesse scomparire. Senza convezione, i vulcani rimarrebbero silenziosi, influenzando in modo significativo la fertilità del suolo, la fauna selvatica, la formazione della terra e il clima del nostro pianeta.

Ma questa scoperta ha anche un significato diverso: dobbiamo ripensare a come l'acqua ha avuto origine sulla Terra.

A partire da ora ci sono due diverse teorie. Il primo è che, mentre la Terra si stava formando, le molecole d'acqua si attaccavano ai granelli di polvere che alla fine si fondevano con le rocce per formare il pianeta. Queste molecole sarebbero sopravvissute al calore violento e intenso del primo sistema solare. La seconda teoria afferma che gli asteroidi colpirono la Terra, i loro depositi d'acqua affondarono poi nel mantello. A partire da ora, non c'è una risposta chiara.

Queste nuove informazioni potrebbero rivelarsi inquietanti per coloro che hanno familiarità con i modelli precedenti in cui il mantello terrestre era tutto fuoco e zolfo. Ma quando l'umanità più lontana è stata in grado di scavare nella crosta è di 8 miglia, ciò che si trova sotto rimane un'incertezza. Mentre ripensiamo al nostro modello del pianeta, penso sia importante ricordare un'altra idea suggerita da Jules Verne nel suo romanzo: “La scienza, ragazzo mio, è stata costruita su molti errori; ma sono errori in cui è stato bene cadere, perché hanno portato alla verità. "

Questa storia è pubblicata in The Startup, la più grande pubblicazione sull'imprenditoria di Medium seguita da +388.456 persone.

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