Secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista *Science*, le rocce nel mantello medio della Terra scorrono lentamente perché un minerale importante diventa più duro e più resistente alla deformazione alle alte temperature e pressioni presenti in questa regione.
Questa scoperta potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio il movimento delle placche tettoniche, che sono guidate dalla convezione del calore e delle rocce nel mantello. Il mantello è lo strato di roccia che si trova sotto la crosta e costituisce circa l'84% del volume terrestre.
"Abbiamo scoperto che un cambiamento nella struttura cristallina del minerale bridgmanite lo rende molto più forte di quanto si pensasse in precedenza", ha detto l'autore principale Oliver Tschauner, professore di mineralogia e petrologia all'Università del Nevada, a Las Vegas. "Ciò significa che il mantello è più resistente alla deformazione e spiega perché le rocce scorrono così lentamente nel mantello centrale."
La bridgmanite è il minerale più abbondante nel mantello terrestre. È una forma di silicato di magnesio-ferro che è stabile solo a pressioni e temperature molto elevate. Nel mantello medio, la pressione può raggiungere fino a 2,5 milioni di atmosfere (circa 2,5 miliardi di volte la pressione a livello del mare) e la temperatura può raggiungere fino a 2.000 gradi Celsius (circa 3.600 gradi Fahrenheit).
In queste condizioni estreme la bridgmanite subisce un cambiamento nella sua struttura cristallina, diventando più compatta e densa. Questo cambiamento rende più difficile la deformazione del minerale e rallenta il flusso delle rocce nel mantello centrale.
"La nostra comprensione del flusso delle rocce nel mantello è importante perché ci aiuta a comprendere il movimento delle placche tettoniche", ha affermato il coautore Stephen Jacobsen, professore di geochimica alla Northwestern University. "Il movimento delle placche tettoniche è responsabile di molte delle caratteristiche della superficie terrestre, come montagne, oceani e terremoti."
Le nuove scoperte potrebbero anche aiutare gli scienziati a comprendere meglio la formazione dei diamanti. I diamanti si formano quando il carbonio è sottoposto a pressioni e temperature estremamente elevate. Nel mantello intermedio, la pressione e la temperatura sono sufficientemente elevate da trasformare il carbonio in diamanti. Tuttavia, il lento flusso delle rocce nel mantello centrale implica che occorre molto tempo prima che i diamanti si formino.
"I nostri risultati forniscono una nuova comprensione delle condizioni in cui si formano i diamanti", ha affermato Tschauner. "Ciò potrebbe portare a nuovi modi per trovare diamanti e altri minerali preziosi nel mantello terrestre."
Lo studio è stato finanziato dalla National Science Foundation, dal Deep Carbon Observatory e dalla Alfred P. Sloan Foundation.