L'idrogeno a temperatura elevata crea un'elevata conduttività elettrica nel mantello terrestre.

Un nuovo lavoro degli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) mostra la dispersione dell'acqua (incorporata come idrogeno nell'olivina, il minerale più abbondante nel mantello superiore), potrebbe spiegare l'elevata conduttività elettrica osservata nell'astenosfera (parte del mantello superiore appena al di sotto della litosfera che è coinvolta nel movimento tettonico delle placche). La ricerca appare in Rapporti scientifici .

Il lavoro potrebbe portare a una migliore comprensione dell'attuale distribuzione dell'acqua nel mantello, che ha forti implicazioni per la dinamica e l'evoluzione planetaria. I ricercatori hanno affermato che tali informazioni potrebbero fornire prove chiave del motivo per cui la Terra è l'unico corpo planetario conosciuto nel nostro sistema solare a sviluppare la tettonica a zolle e a trattenere gli oceani di acqua liquida sulla sua superficie.

"Abbiamo affrontato il problema da una prospettiva diversa, utilizzando nuove misurazioni della diffusione dell'idrogeno per dedurre quale sarebbe il contributo dell'idrogeno alla conduttività elettrica, " ha detto Wyatt Du Frane di LLNL, il ricercatore principale del progetto. "I nostri esperimenti sull'olivina hanno indicato una maggiore dipendenza dalla temperatura di quanto si pensasse in precedenza per questo fenomeno. Il contributo dell'idrogeno alla conduttività elettrica, mentre modesto a temperature più basse, diventa piuttosto grande alle temperature previste per il mantello."

I minerali formati in profondità nel mantello e trasportati sulla superficie terrestre contengono da decine a centinaia di parti per milione in peso (ppm wt) di acqua, fornendo prove della presenza di acqua disciolta all'interno della Terra. Anche a queste basse concentrazioni, l'acqua influenza notevolmente le proprietà fisico-chimiche dei materiali del mantello. La diffusione dell'idrogeno controlla il trasporto dell'acqua nel mantello superiore della Terra, ma fino ad ora non era stato completamente compreso per l'olivina.

L'idrosfera terrestre è una caratteristica distintiva del nostro pianeta, dove enormi oceani influenzano il suo clima e supportano il suo ecosistema. La distribuzione dell'acqua sulla Terra non è limitata al suo guscio più esterno (idrosfera e minerali idratati), ma si estende a grandi profondità all'interno del pianeta. Litosfera oceanica discendente (nelle zone di subduzione) e magmi di risalita (nelle dorsali oceaniche, vulcani e hotspot) sono veicoli per il trasporto di H2O tra la superficie e le profondità interne della Terra.

"La quantità di idrogeno necessaria per abbinare le misurazioni geofisiche della conduttività elettrica all'interno della Terra è in linea con le concentrazioni osservate nei basalti oceanici. Ciò dimostra che le misurazioni geofisiche della conduttività elettrica sono uno strumento promettente per mappare le distribuzioni dell'acqua nelle profondità della Terra, " ha detto Du Frane.