Qual è la composizione chimica dell'interno della Terra? Poiché è impossibile perforare più di una decina di chilometri di profondità nella Terra, rocce vulcaniche formate dalla fusione delle profondità interne della Terra spesso forniscono tali informazioni. I geochimici delle Università di Münster (Germania) e Amsterdam (Paesi Bassi) hanno studiato le rocce vulcaniche che costituiscono il gruppo di isole portoghesi delle Azzorre. Il loro obiettivo:raccogliere nuove informazioni sull'evoluzione compositiva del mantello terrestre, che è lo strato più o meno tra 30 e 2, 900 chilometri di profondità all'interno della Terra. Utilizzando sofisticate tecniche analitiche, hanno scoperto che la composizione del mantello al di sotto delle Azzorre è diversa da quanto si pensava in precedenza, il che suggerisce che gran parte di esso contiene sorprendentemente pochi cosiddetti elementi incompatibili. Sono elementi chimici che, a causa del costante scioglimento del mantello terrestre, accumularsi nella crosta terrestre, che è lo strato solido più esterno della Terra.

I ricercatori concludono che, sulla storia della Terra, una quantità maggiore di mantello terrestre si è fusa, e alla fine ha formato la crosta terrestre, di quanto si pensasse in precedenza. "Per sostenere il bilancio materiale tra il mantello e la crosta terrestre, i flussi di massa tra la superficie e l'interno della Terra devono aver operato a una velocità maggiore, " afferma il prof. Andreas Stracke dell'Università di Münster, chi dirige lo studio.

Poiché il materiale al di sotto delle Azzorre sale dalle profondità del mantello terrestre - ed è inaspettatamente simile alla maggior parte della sua parte superiore - la composizione dell'intero mantello terrestre potrebbe differire dal pensiero attuale. "I nostri risultati hanno aperto una nuova prospettiva, "dice Andreas Stracke, "perché ora dovremo rivalutare la composizione della maggior parte della Terra, dopotutto, Il mantello terrestre rappresenta oltre l'80% del volume della Terra." Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Geoscienze naturali .

Contesto e metodo

Nel loro studio, i geochimici hanno esaminato l'olivina minerale e le sue inclusioni di fusione, cioè magma incapsulato durante la cristallizzazione dell'olivina prima dell'eruzione delle lave. I ricercatori hanno isolato queste inclusioni di fusione, dimensioni di pochi micrometri, li dissolse chimicamente e separò alcuni elementi chimici. Questi elementi sono alterati dal decadimento radioattivo durante la loro vita e dall'ascesa dall'interno della Terra, viaggiando per migliaia di chilometri per centinaia o addirittura migliaia di milioni di anni.

I ricercatori hanno analizzato la composizione isotopica dei fusi con spettrometri di massa altamente sensibili. Tali metodi consentono di misurare l'abbondanza relativa di diversi atomi in un elemento, i cosiddetti isotopi. "Grazie all'elevata efficienza delle nostre misurazioni, siamo riusciti ad analizzare la composizione isotopica di un miliardesimo di grammo dell'elemento, " afferma il co-autore Dr. Felix Genske dell'Istituto di Mineralogia dell'Università di Münster, che ha svolto la maggior parte del lavoro analitico. In questo modo, i ricercatori hanno ottenuto indirettamente informazioni sulla composizione del materiale nel mantello terrestre:le analisi degli isotopi hanno mostrato che contiene molti meno elementi rari della Terra come samario e neodimio, ma anche di elementi chimicamente simili come torio e uranio.

"Sulla base di dati geochimici simili in rocce vulcaniche di diverse regioni, per esempio. Hawaii, altre parti del mantello terrestre possono anche contenere una proporzione maggiore di materiale che è fortemente impoverito in elementi incompatibili, " afferma Andreas Stracke. I ricercatori presumono che questo deficit globale possa essere compensato da un tasso più elevato di riciclaggio della crosta terrestre ricca di elementi incompatibili nel mantello terrestre. Con i loro studi continui i ricercatori vogliono confermare la loro ipotesi di lavoro indagando su campioni di altri vulcani isole di tutto il mondo.