Una catena montuosa con una lunghezza totale di 65, 000 chilometri attraversano tutti gli oceani. Segna i confini delle placche tettoniche. Attraverso lo spazio tra le piastre, materiale dall'interno della Terra emerge, formazione di nuovi fondali marini, costruendo montagne sottomarine e allargando le placche. Molto spesso, queste dorsali oceaniche sono descritte come enormi, vulcano allungato. Ma questo confronto è solo in parte corretto, perché il materiale che forma il nuovo fondale marino non è sempre magmatico. In alcuni centri di diffusione, il materiale proveniente dal mantello terrestre raggiunge la superficie senza essere fuso. La percentuale di fondale formato da questo materiale era sconosciuta in precedenza.

Scienziati delle Università di Kiel (Germania), Austin, Texas, Stati Uniti) e Durham (Regno Unito) hanno ora pubblicato i dati sulla rivista internazionale Geoscienze naturali Quello, per la prima volta, consentono una stima dettagliata di quanto fondo marino è formato dal materiale del mantello senza processi magmatici. "Questo fenomeno si verifica soprattutto dove i fondali si diffondono a ritmi inferiori a due centimetri all'anno, " spiega il Prof. Dr. Ingo Grevemeyer del GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, autore principale dello studio.

Una di queste zone si trova nel Cayman Trough a sud dell'isola di Grand Cayman nei Caraibi. Nel 2015, i ricercatori hanno utilizzato la nave da ricerca tedesca METEOR per studiare sismicamente il fondale marino. I segnali sonori inviati attraverso gli strati di roccia e sedimenti vengono riflessi e rifratti in modi diversi da ogni strato. La roccia che è stata sciolta e solidificata sul fondo del mare ha una firma diversa nel segnale sismico rispetto alla roccia del mantello terrestre che non è stata sciolta.

Ma gli scienziati avevano un problema:il contatto con l'acqua di mare modifica le rocce del mantello. "Dopo questo processo, serpentinizzazione, le rocce del mantello sono appena distinguibili dalle rocce magmatiche nei dati sismici, " dice il professor Grevemeyer. Fino ad ora, la roccia del mantello sul fondo del mare poteva essere rilevata solo prelevando campioni direttamente dal fondo marino e analizzandoli in laboratorio. "Ma in questo modo, ottieni solo informazioni su un piccolo punto. Non è possibile ottenere informazioni su larga scala o addirittura approfondite sulla composizione del fondale marino, " dice Grevemeyer.

Però, durante la spedizione nel 2015, il team non solo ha utilizzato l'energia delle normali onde sonore, ma ha anche rilevato le cosiddette onde di taglio, che si verificano solo nei materiali solidi. Potrebbero essere registrati in modo molto chiaro grazie a una selezione intelligente dei punti di misurazione.

Dal rapporto tra la velocità di entrambi i tipi di onde, gli scienziati sono stati in grado di differenziare il materiale del mantello dal materiale magmatico. "Così potremmo dimostrare per la prima volta con metodi sismici che fino al 25 percento del giovane fondale oceanico non è magmatico nel centro di diffusione ultra-lenta nella depressione delle Cayman, "dice Ingo Grevemeyer.

Poiché esistono centri di diffusione simili in altre regioni, come l'Artico o l'Oceano Indiano, questi risultati sono di grande importanza per l'idea generale sulla composizione globale del fondale marino. "Questo è rilevante, se vogliamo creare modelli globali sulle interazioni tra fondale marino e acqua di mare o sui processi della tettonica a zolle, " riassume il professor Grevemeyer.