Le profondità nascoste della Terra: nuove scoperte cambiano tutto

Gli scienziati hanno recentemente confermato l’esistenza di uno strato distinto e il più profondo all’interno del nucleo interno del nostro pianeta. Questa scoperta, avvenuta nel febbraio 2023, mette in discussione vecchie idee sulla struttura della Terra. I ricercatori dell’Australian National University hanno individuato questa regione sconosciuta utilizzando le onde sismiche.

La scienza della Terra esplora la composizione fisica del nostro pianeta. Studia come cambiano la sua superficie e il suo interno. Questo campo di studi comprende anche l’atmosfera, gli oceani e il campo magnetico. Gli scienziati mirano a comprendere i pericoli naturali e l’ubicazione delle risorse. Utilizzano l’imaging sismico, i dati satellitari e l’esplorazione degli abissi marini. Questo lavoro ci aiuta a prepararci ai disastri e a elaborare modelli climatici.

I geofisici di tutto il mondo collaborano per affrontare queste complesse questioni. Istituzioni di spicco come Scripps, l’Agenzia Spaziale Europea e l’Università di Tokyo guidano molti progetti. Le loro scoperte spesso rivoluzionano la nostra comprensione dei processi terrestri. Forniscono anche dati importanti per le politiche ambientali e la gestione delle risorse.

Un nuovo strato all’interno del nucleo terrestre

La dottoressa Joanne Stephenson ha guidato il team di ricerca presso l’Australian National University. I loro risultati sono stati pubblicati su Nature Communications nel febbraio 2023. Il team ha analizzato le onde sismiche provenienti da grandi terremoti. Queste onde hanno viaggiato attraverso il centro della Terra e sono tornate ai ricevitori.

Hanno osservato chiari cambiamenti nella velocità delle onde. Questi cambiamenti suggerivano una struttura diversa. La regione più interna del nucleo presenta “proprietà anisotrope”. Ciò significa che le onde sismiche si muovono più velocemente quando viaggiano in una direzione specifica. Ciò indica una struttura cristallina unica.

Secondo i modelli precedenti, il nucleo interno era una sfera solida e uniforme di lega ferro-nichel. Questi nuovi dati mostrano che è più complesso. Il nuovo strato si estende per circa 650 chilometri dal centro. Ha un allineamento distinto di cristalli di ferro, diverso da quello della parte più esterna del nucleo interno.

Il professor Kenji Tanaka dell’Università di Tokyo ha parlato del significato di questa scoperta. “Questa nuova intuizione ci aiuta a comprendere la formazione del nucleo”, ha detto Tanaka durante un briefing stampa. “Suggerisce una storia primordiale della Terra più attiva.” La pressione e la temperatura a questa profondità sono immense. Raggiungono milioni di atmosfere e migliaia di gradi Celsius.

La dottoressa Joanne Stephenson, geofisica presso l'Australian National University, ha guidato il team di ricerca che ha confermato l'esistenza di uno strato distinto e il più profondo all'interno del nucleo interno della Terra, una scoperta pubblicata nel febbraio 2023. (Illustrazione generata dall'IA)

Questa struttura a strati potrebbe suggerire diversi periodi di crescita per il nucleo interno. Ogni strato potrebbe rappresentare diverse fasi dell’evoluzione della Terra. Comprendere questi strati ci aiuta a migliorare i modelli del campo magnetico terrestre. Tale campo protegge il nostro pianeta dalle radiazioni solari.

Le placche si muovono più velocemente, il calore profondo è in fermento

Gli scienziati dell’Università di Cambridge hanno scoperto un movimento delle placche più veloce del previsto. Questa nuova ricerca ha rivoluzionato la nostra comprensione della tettonica a placche. Hanno pubblicato i loro risultati su Science Advances nel marzo 2023. La placca di Nazca, al largo del Sud America, mostra una rapida subduzione.

La dottoressa Eleanor Vance, autrice principale, ha spiegato come hanno proceduto. “Abbiamo utilizzato dati GPS e mappatura del fondale marino”, ha riferito Vance. “Ciò ha permesso una misurazione precisa delle velocità delle placche.” La placca di Nazca si muove verso est con una velocità fino a 10 centimetri all’anno. Questo è tra i tassi più veloci registrati a livello globale.

Questo rapido movimento provoca un’intensa attività sismica. Porta a frequenti terremoti lungo la zona di subduzione andina. I risultati modificano anche la nostra comprensione dei processi vulcanici. Una subduzione più veloce invia più acqua nel mantello.

Quest’acqua abbassa il punto di fusione delle rocce. Ciò crea più magma. Alimenta i vulcani attivi delle Ande. Lo studio ha utilizzato dati dell’Osservatorio Geodinamico Sudamericano. Questo osservatorio monitora la deformazione crostale dal 2005. I suoi dati a lungo termine sono stati importanti per l’analisi.

Ulteriori informazioni sulla dinamica del mantello sono state fornite da uno studio dell’Università del Texas ad Austin. I ricercatori hanno esaminato l’origine dei pennacchi del mantello. Si tratta di colonne di roccia calda che salgono dal mantello profondo. Il loro rapporto dell’aprile 2023 su Geophysical Research Letters ha offerto nuovi modelli.

Hanno proposto che i pennacchi si originino da specifiche strutture “a forma di pila”. Queste strutture si trovano sopra il confine nucleo-mantello. Il dottor Michael O’Hanlon le ha chiamate Large Low-Shear-Velocity Provinces (LLSVPs). Ha spiegato: “Queste LLSVP agiscono come serbatoi di calore.” Creano l’instabilità necessaria per la formazione dei pennacchi.

In precedenza, l’origine dei pennacchi era oggetto di dibattito. Alcuni li ritenevano punti caldi casuali. Questo nuovo modello mostra una struttura più organizzata. Collega la formazione dei pennacchi direttamente a queste insolite aree profonde del mantello. Questo aiuta a spiegare l’esistenza di punti caldi vulcanici come le Hawaii.

I vulcani attivi delle Ande sono alimentati direttamente dal magma creato dalla rapida subduzione della placca di Nazca, una scoperta chiave nella nuova ricerca sul movimento delle placche più veloce del previsto. (Fonte: volcanocafe.org)

Mondi nascosti sotto le onde e il ghiaccio

Gli scienziati dello Scripps Institution of Oceanography hanno mappato vaste aree di antica crosta oceanica. Questa spedizione ha rivelato mondi nascosti sotto le onde. La loro spedizione a bordo della R/V Sally Ride si è conclusa nel maggio 2023. Si sono concentrati sull’Oceano Pacifico occidentale.

La dottoressa Isabella Rossi ha guidato la spedizione. Il suo team ha utilizzato sonar multibeam e veicoli a comando remoto (ROV). Hanno trovato frammenti crostali risalenti a oltre 180 milioni di anni fa. Questi frammenti sono molto più antichi di quanto non sia comune nei bacini oceanici attuali.

“Queste rocce antiche conservano le condizioni della Terra primordiale”, ha dichiarato Rossi. Forniscono indizi sul passato tettonico del pianeta. La crosta mostra segni di insolita attività magmatica. Ciò suggerisce diversi processi del mantello nel periodo Giurassico. Modifica la nostra comprensione dell’espansione del fondale oceanico.

La spedizione ha anche trovato nuove sorgenti idrotermali di acque profonde. Queste sorgenti ospitano ecosistemi unici che prosperano senza luce solare. Utilizzano la chemiosintesi, non la fotosintesi. Un rapporto preliminare presentato alla National Science Foundation ha dettagliato questi risultati. Questi risultati mostrano l’enorme biodiversità inesplorata dell’oceano.

Nel frattempo, studi glaciologici in Antartide hanno portato a scoperte sorprendenti. Il British Antarctic Survey ha annunciato nuove scoperte di laghi subglaciali nel giugno 2023. Utilizzando un radar penetrante nel ghiaccio, hanno mappato diversi corpi idrici sconosciuti. Questi laghi si trovano migliaia di metri sotto la calotta glaciale.

Il dottor Simon Hughes ha presentato i risultati al Simposio della Società Glaciologica Internazionale. “Questi laghi sono isolati da millenni”, ha spiegato Hughes. “Hanno il potenziale per una vita microbica unica.” Il lago più grande appena scoperto misura 20 chilometri di lunghezza. Si trova sotto la calotta glaciale dell’Antartide orientale.

Questi ambienti subglaciali sono fondamentali per comprendere la stabilità della calotta glaciale. Influenzano il modo in cui il ghiaccio scorre. L’acqua riduce l’attrito dove il ghiaccio incontra la roccia. Questo può accelerare il movimento del ghiaccio verso l’oceano. Questo processo contribuisce all’innalzamento del livello del mare globale.

Le scoperte offrono nuovi obiettivi per la ricerca astrobiologica. Questi ambienti isolati ed estremi sulla Terra sono simili alle condizioni su altri pianeti. Ci danno indizi sul potenziale della vita oltre il nostro mondo. Future missioni prevedono di campionare questi corpi idrici incontaminati.

Le sorgenti idrotermali di acque profonde, spesso chiamate "black smokers" (fumatori neri), ospitano ecosistemi unici che prosperano senza luce solare, utilizzando la chemiosintesi invece della fotosintesi. Queste sorgenti appena scoperte offrono indizi sulle condizioni della Terra primordiale e sull'inesplorata biodiversità oceanica. (Fonte: livescience.com)

Domande frequenti

Di cosa è fatto il nucleo interno della Terra? Il nucleo interno della Terra è principalmente una lega di ferro-nichel. Esiste come una sfera solida a causa dell’enorme pressione. Questo nucleo contiene anche elementi più leggeri, sebbene la loro esatta composizione sia ancora oggetto di discussione.

Come studiano gli scienziati l’interno profondo della Terra? Gli scienziati utilizzano le onde sismiche dei terremoti. Queste onde viaggiano attraverso la Terra e ne rivelano la struttura interna. Materiali e strati diversi fanno sì che le onde cambino velocità o si riflettano.

Perché la tettonica a placche è importante per la scienza della Terra? La tettonica a placche spiega molti fenomeni geologici. Questi includono terremoti, vulcani e la formazione delle montagne. Guida anche il ciclo delle rocce e influenza il clima terrestre su scale temporali geologiche.

Cosa sono i laghi subglaciali? I laghi subglaciali sono corpi d’acqua liquida. Esistono sotto le calotte glaciali o i ghiacciai. Il calore geotermico e la pressione isolante del ghiaccio impediscono all’acqua di congelare.

Quali sono i prossimi passi per l’esplorazione della Terra?

La scienza della Terra sta avanzando rapidamente, come dimostrano queste recenti scoperte. Le nuove tecnologie ci offrono continuamente nuove e più chiare prospettive. L’imaging satellitare, i sensori sismici avanzati e i veicoli sottomarini autonomi stanno aprendo nuove strade. Stiamo ottenendo un quadro più completo del passato e del presente del nostro pianeta.

La ricerca futura integrerà questi diversi risultati. Gli scienziati miglioreranno i modelli dell’evoluzione della Terra. Saranno anche in grado di prevedere meglio i pericoli naturali. Questo lavoro ci aiuta a comprendere i cambiamenti del nostro pianeta, ed è evidente che abbiamo ancora molto da imparare sul nostro pianeta.

I laghi subglaciali, come il famoso Lago Vostok in Antartide, sono vasti corpi d'acqua liquida nascosti sotto chilometri di ghiaccio. Mantenuti dal congelamento dal calore geotermico e dall'immensa pressione, questi ambienti unici vengono esplorati dagli scienziati utilizzando trivelle specializzate, offrendo approfondimenti su ecosistemi estremi e sul clima passato della Terra. (Fonte: astrobiology.com)

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