Evidenza geofisica:
* Tomografia sismica: Questa tecnica utilizza onde sismiche dai terremoti per mappare la struttura degli interni terrestri. Ha rivelato grandi zone a bassa velocità (LVZ) nel mantello, che sono interpretate come regioni di materiale più caldo e meno denso. Questi LVZ spesso si estendono dal limite del mantello del nucleo alla superficie e sono coerenti con il percorso previsto di un pennacchio di mantello.
* Anomalie di gravità: I pennacchi del mantello dovrebbero avere una densità inferiore rispetto al manto circostante, creando un'anomalia di gravità negativa. Questo è stato osservato su alcuni hotspot ed è coerente con la presenza di un pennacchio in aumento.
* Geoid Heights: Il geoide è una superficie di uguale potenziale gravitazionale ed è influenzato dalle variazioni di densità all'interno della terra. Le altezze di geoide elevate possono essere associate a pennacchi di mantello, indicando una grande anomalia di massa.
Prove geologiche:
* Hotspot: Queste sono regioni vulcaniche che si trovano lontano dai confini della piastra e si ritiene che siano alimentate da pennacchi di mantello. Gli hotspot sono caratterizzati da:
* vasti basalti di alluvione: Vaste esplosioni di lava basaltica, come quelle che si trovano nelle trappole Deccan in India o nei Basalti del fiume Columbia negli Stati Uniti.
* Catene vulcaniche: Una catena di vulcani che si forma mentre la piastra tettonica si muove su un pennacchio stazionario, come la catena di marinaio-imperatore hawaiano.
* Altopiani oceanici: Grandi, elevate regioni del fondo oceanico, che possono essere formate da una vasta attività vulcanica associata ai pennacchi del mantello.
* Isole oceaniche: Si pensa che molte isole oceaniche siano formate dall'attività vulcanica legata ai pennacchi di mantello.
* tubi di kimberlite: Queste sono prese d'aria vulcaniche che portano rocce profonde dal mantello in superficie. I kimberliti sono spesso associati ai pennacchi del mantello e forniscono una finestra diretta sul mantello.
Prove geochimiche:
* Rapporti isotopi: La composizione chimica delle rocce vulcaniche può essere utilizzata per tracciare l'origine del magma. Le rocce scoppiate da hotspot hanno spesso rapporti di isotopi distinti rispetto alle rocce scoppiate a creste medio-oceani o zone di subduzione, suggerendo che originavano da una fonte diversa, come un pennacchio di mantello.
* Firme per elementi di traccia: Gli elementi di traccia, come l'elio e lo stronzio, possono anche essere usati per identificare la fonte del magma. I vulcani di hotspot hanno spesso firme specifiche degli elementi di traccia che sono coerenti con un'origine del mantello profondo.
Sfide e limitazioni:
Sebbene vi sia un crescente corpus di prove per i pennacchi di mantello, ci sono anche sfide e limitazioni:
* Osservazione diretta: I pennacchi di mantello si trovano in profondità all'interno della terra e sono difficili da osservare direttamente. La maggior parte delle prove proviene da osservazioni e interpretazioni indirette.
* Spiegazioni alternative: Alcuni fenomeni precedentemente attribuiti a pennacchi di mantello, come gli hotspot, potrebbero anche essere spiegati da altri processi, come il magmatismo correlato alla subduzione o la deformazione crostale.
* Complessità del mantello: Il mantello terrestre è un sistema complesso e potrebbero esserci più fattori che contribuiscono alla formazione di hotspot e altri fenomeni vulcanici.
Conclusione:
Sebbene non vi siano singole prove definitive, l'evidenza combinata da studi geofisici, geologici e geochimici suggeriscono fortemente l'esistenza di pennacchi di mantello. Ricerche e progressi continui nella tecnologia sono cruciali per comprendere ulteriormente la natura e il ruolo di queste caratteristiche enigmatiche all'interno del mantello terrestre.
