L'idratazione del mantello, la quantità di acqua presente nel mantello terrestre, gioca un ruolo cruciale in vari processi geologici e influenza la dinamica delle zone di subduzione. Man mano che una zona di subduzione si evolve nel tempo, l'idratazione del mantello sottostante subisce cambiamenti significativi. Ecco una panoramica di come cambia l'idratazione del mantello nel corso della vita di una zona di subduzione:

1. Fase iniziale:

All'inizio della subduzione, il cuneo del mantello sopra la placca in subduzione è relativamente asciutto. Quando la placca oceanica discende, trasporta la crosta oceanica idratata e i sedimenti nel mantello. Il rilascio di acqua da questi materiali porta ad un aumento dell'idratazione del mantello nella regione dell'avambraccio.

2. Fase intermedia:

Man mano che la subduzione continua, il cuneo del mantello diventa progressivamente più idratato a causa del continuo afflusso di acqua dalla lastra in subduzione. Questa idratazione provoca lo scioglimento del mantello, portando alla formazione di magmi che possono eruttare formando vulcani ad arco. La presenza di acqua abbassa anche la temperatura di fusione del mantello, contribuendo ad aumentare la produzione di magma.

3. Fase avanzata:

Con una subduzione prolungata, il cuneo del mantello diventa ampiamente idratato, portando alla formazione di minerali idrati come serpentino e anfibolo. Questo elevato grado di idratazione può causare l'indebolimento del mantello e il fenomeno noto come "serpentinizzazione". Il mantello serpentinizzato è meno denso e può sollevarsi in modo sostenuto, portando alla formazione di caratteristiche topografiche come montagne sottomarine o archi di isole.

4. Fase stagnante:

Alla fine, la zona di subduzione può entrare in una fase stagnante in cui il processo di subduzione rallenta o cessa. Durante questa fase, l'idratazione del mantello sotto la zona di subduzione rimane elevata a causa dell'acqua accumulata nelle fasi precedenti. Tuttavia, l’assenza di subduzione continua riduce l’apporto di nuova acqua e l’idratazione del mantello diminuisce gradualmente nel tempo.

5. Fase avanzata:

Nelle fasi finali di una zona di subduzione, il cuneo del mantello può subire disidratazione poiché la lastra in subduzione raggiunge profondità maggiori e temperature più elevate. Questo processo di disidratazione si verifica a causa della scomposizione dei minerali idrati e del rilascio di acqua nel mantello sovrastante. L'idratazione del mantello diminuisce e la zona di subduzione alla fine diventa inattiva.

In sintesi, l’idratazione del mantello cambia in modo significativo nel corso della vita di una zona di subduzione. Aumenta durante le fasi iniziali e intermedie a causa dell'ingresso di acqua dalla lastra in subduzione, raggiunge un picco durante la fase avanzata, per poi diminuire gradualmente durante le fasi stagnanti e tardive quando si verificano processi di disidratazione. Comprendere questi cambiamenti nell’idratazione del mantello è essenziale per svelare i complessi processi che modellano le zone di subduzione e influenzano le loro attività vulcaniche e tettoniche.