Gli scienziati sanno da tempo che la Terra custodisce segreti straordinari nelle sue profondità, ma due colossali e misteriose strutture sepolte sotto i nostri piedi potrebbero finalmente spiegare perché il nostro pianeta è diventato abitabile in modo unico.
Secondo un nuovo studio pubblicato su Nature Geoscience, queste antiche formazioni potrebbero conservare le impronte chimiche delle prime interazioni tra nucleo e mantello — processi che potrebbero aver plasmato gli oceani, l’atmosfera e, in ultima analisi, la nascita della vita.
Per decenni, i ricercatori hanno cercato di comprendere la vera natura di queste enormi strutture, la cui dimensione, temperatura e composizione differiscono così radicalmente dal mantello circostante da rendere insufficienti i modelli geologici tradizionali.
Oggi, un nuovo lavoro guidato dal geodinamicista Yoshinori Miyazaki (Rutgers University) offre una teoria convincente che ridefinisce la nostra comprensione della storia più antica della Terra.
Cosa si nasconde sotto: strutture giganti al confine tra nucleo e mantello
Le due strutture al centro di questo enigma scientifico sono note come province a bassa velocità di taglio (LLSVP) e zone a velocità ultra-bassa (ULVZ).
Si trovano a circa 1.800 miglia (2.900 chilometri) sotto la superficie, appoggiate sul nucleo esterno fuso.
- Le LLSVP sono masse rocciose enormi, grandi come continenti, estremamente calde e dense — una sotto l’Africa e l’altra sotto il Pacifico.
- Le ULVZ sono strati sottili, parzialmente fusi, simili a “pozzanghere incandescenti” attaccate al nucleo.
Entrambe rallentano drasticamente le onde sismiche, indicando che contengono materiali esotici, diversi dal mantello circostante. Le loro dimensioni sono impressionanti: se emergessero in superficie, ciascuna supererebbe per estensione interi continenti.
“Non sono anomalie casuali,” ha dichiarato Miyazaki. “Sono impronte della storia più antica della Terra. Capire perché esistono significa capire come si è formato il nostro pianeta — e perché è diventato abitabile.”
L’inizio infuocato della Terra: indizi dall’antico oceano di magma
Miliardi di anni fa, la Terra appena nata era ricoperta da un oceano globale di roccia fusa. Questo antico “oceano di magma”, raffreddandosi, avrebbe dovuto generare strati chimici distinti, un po’ come acqua e olio che si separano.
Eppure i dati sismici raccontano un’altra storia: il mantello profondo non mostra strati ordinati, ma accumuli irregolari come LLSVP e ULVZ.
“Quella contraddizione era il punto di partenza,” ha spiegato Miyazaki. “Se modelliamo il mantello partendo da un oceano di magma, non otteniamo nulla che assomigli alla Terra attuale. Mancava un pezzo.”
Il colpevole inatteso: materiali che filtrano dal nucleo terrestre
La svolta è arrivata considerando un processo spesso ignorato: il lento trasferimento chimico dal nucleo al mantello avvenuto nel corso di miliardi di anni.
Usando simulazioni geodinamiche e dati di fisica mineralogica, i ricercatori suggeriscono che elementi come silicio e magnesio siano gradualmente fuoriusciti dal nucleo, mescolandosi alla base del mantello.
Questa infiltrazione avrebbe:
- impedito la formazione di strati chimici netti,
- modificato la composizione del mantello profondo,
- generato le firme sismiche anomale di LLSVP e ULVZ.
“Aggiungendo la componente del nucleo, tutto improvvisamente si spiega,” ha affermato Miyazaki.
Lo studio suggerisce che le LLSVP potrebbero essere i resti raffreddati di un antico “oceano di magma basale”, alterato dai materiali provenienti dal nucleo.
Come i processi delle profondità terrestri hanno plasmato la vita
Le implicazioni di questa scoperta vanno ben oltre la chimica delle rocce. Nucleo e mantello controllano il raffreddamento della Terra, la formazione dei vulcani e perfino l’evoluzione dell’atmosfera.
Questi processi interni potrebbero spiegare perché:
- la Terra ha trattenuto l’acqua,
- l’attività vulcanica ha alimentato la nascita dell’atmosfera,
- il pianeta è rimasto geologicamente attivo,
- Venere è diventata un inferno serra irrespirabile,
- Marte si è prosciugato ed è diventato freddo e arido.
Il modo in cui un pianeta raffredda il proprio interno potrebbe essere la chiave per capire perché alcuni diventano abitabili e altri no.
Una nuova visione del mantello terrestre — e dei grandi hotspot vulcanici
Oltre a riscrivere la storia primordiale della Terra, lo studio offre indizi su fenomeni geologici moderni. Le condizioni estreme delle LLSVP e delle ULVZ potrebbero alimentare i pennacchi del mantello, gli immensi getti di roccia calda che danno origine a vulcani hotspot come:
- Hawaii,
- Islanda,
- Galápagos,
- e altri punti caldi globali.
Ciò significa che tracce della formazione primordiale della Terra potrebbero ancora oggi influenzare l’attività vulcanica sulla superficie.
“Questo lavoro mostra come unire scienze planetarie, geodinamica e fisica dei minerali possa risolvere alcuni dei misteri più antichi del nostro pianeta,” ha affermato Jie Deng, coautore dello studio.
Ricostruire i primi capitoli della Terra
Ogni nuova scoperta aggiunge un tassello al puzzle della formazione terrestre. Ciò che un tempo sembrava un insieme di indizi isolati — firme sismiche anomale, chimica inattesa, hotspot vulcanici — ora appare parte di un’unica storia coerente.
“Anche con pochi indizi, stiamo iniziando a costruire una storia che ha senso,” ha concluso Miyazaki. “Questo studio ci dà un po’ più di certezza su come la Terra si è evoluta, e perché è così speciale.”
