Un ricercatore dell'Università di Leicester ha rivelato nuove intuizioni sui modelli di convezione del mantello terrestre e sulla sua composizione chimica.

Le nuove scoperte suggeriscono che il mantello non scorre ubiquitariamente, come si è pensato in precedenza – e che è invece diviso in due grandissimi domini che convetiscono solo in se stessi, con poche prove del loro mescolarsi insieme.

La ricerca, guidato dalla dottoressa Tiffany Barry dell'Università di Leicester, Dipartimento di Geologia, e pubblicato sulla rivista Rapporti scientifici , suggerisce che uno di questi domini si trova sotto l'Oceano Pacifico mentre l'altro esiste al di fuori di esso.

La ricerca suggerisce che il materiale del mantello superiore fluisce verso le parti inferiori del mantello quando raggiunge una zona di subduzione, dove una placca tettonica scende sotto un'altra.

Questa lastra di materiale discendente agisce come una sorta di tenda, impedendo al materiale del mantello superiore di mescolarsi in tutto il mondo e mantenendo separati i due domini.

Il dottor Barry ha spiegato:"Uno dei modi in cui il nostro pianeta è unico è nel modo sorprendente in cui ha placche mobili sulla superficie che si muovono e si spingono nel tempo. Questo movimento delle placche si traduce nel processo che chiamiamo tettonica a zolle, e nessun altro pianeta che conosciamo mostra prove di questo processo. Perché o come sia iniziata la tettonica a zolle su questo pianeta non è chiaro, ma è stato assolutamente essenziale nella produzione della crosta e degli oceani che oggi riconosciamo come Terra. Ciò che non è ben vincolato è anche l'effetto che la tettonica a zolle ha sui meccanismi interni della Terra.

"Abbiamo scoperto che quando il materiale del mantello raggiunge il fondo del mantello, al nucleo esterno, non si allarga e non va da nessuna parte intorno al nucleo, ma invece ritorna nello stesso emisfero del globo da cui è venuto. Abbiamo modellato questo movimento di convezione prevalentemente su-giù e abbiamo scoperto che può persistere per centinaia di milioni di anni.

"Sulla base dei movimenti passati delle placche e delle prove geochimiche, ipotizziamo che questo processo di convezione del mantello potrebbe essere stato un processo dominante da almeno 550 milioni di anni fa, e potenzialmente dall'inizio della tettonica a zolle."

I ricercatori hanno combinato modelli computerizzati numerici sferici (modellazione a elementi finiti 3-D) con le migliori ricostruzioni disponibili di come le placche della Terra si sono spostate negli ultimi 200 milioni di anni per tracciare particelle matematiche poste a diverse profondità del mantello modellato.

Con questi modelli hanno esaminato dove il mantello si muove liberamente durante la storia delle placche che si muovono in superficie. Dopo aver tracciato dove scorrono le particelle nei modelli, il team ha quindi esaminato le prove degli isotopi chimici dai bacini oceanici del passato, che sono una buona analogia per la composizione del mantello superiore in passato.

Con questi dati sono stati in grado di verificare se gli ex bacini oceanici, che non sono più presenti, avevano la stessa o diversa composizione ai bacini successivi che si formavano geograficamente nella stessa regione del globo.

Il dottor Barry ha aggiunto:"Sono incredibilmente entusiasta di questo lavoro; è stata una domanda di ricerca su cui ho riflettuto per quasi due decenni. Mi sembra un vero privilegio essere stato in grado di mettere insieme un modello robusto e convincente in grado di spiegare la caratteristica delle differenze chimiche nella crosta del fondo oceanico.

"Questa nuova ricerca capovolge la nostra comprensione di come l'interno della terra si convetisce e si muove, e come è suddiviso, e per la prima volta spiega le osservazioni che furono notate per la prima volta alla fine degli anni '80."