Una nuova ricerca della Curtin University sul modo in cui le rocce si sciolgono nello strato del mantello terrestre ha scoperto nuove proprietà dello spinello di cristallo chiave, suggerendo che potrebbe essere necessario rivedere studi precedenti che lo hanno utilizzato per studiare lo scioglimento del mantello e la tettonica.

Pubblicato da Comunicazioni sulla natura , la ricerca guidata da Curtin Ph.D. studente il signor Hamed Gamal El Dien, dall'Earth Dynamics Research Group della Curtin's School of Earth and Planetary Sciences, dimostrato che lo spinello di cristallo, comunemente usato dagli scienziati per definire i processi di fusione nel mantello, potrebbe essere modificato in modi sconosciuti in precedenza, con conseguente necessità di rivalutare le precedenti ricerche geologiche in quest'area.

"Mentre questi risultati mettono in discussione numerosi risultati di ricerche passate, offrono anche molte applicazioni future, aprendo la porta per una nuova tendenza scientifica nello studio dell'evoluzione del mantello profondo attraverso la storia della Terra, " Ha detto il signor Gamal El Dien.

Il mantello terrestre è lo strato intermedio del nostro pianeta, ed è anche il più grande, ha uno spessore di circa 2900 chilometri e costituisce circa l'84 percento del volume della Terra. I ricercatori ritengono che questo strato si sia formato durante le prime fasi della differenziazione planetaria, quando metalli più densi come il ferro e il nichel affondarono per formare il nucleo della Terra, e materiali più leggeri sono saliti verso la superficie terrestre per creare la crosta, lasciandosi dietro quello che chiamiamo il mantello.

"Il mantello conserva molti dei segreti su come la Terra si è evoluta negli ultimi quattro miliardi di anni, compreso ciò che guida la tettonica a zolle come la conosciamo. Tuttavia abbiamo bisogno di "messaggeri dal profondo" che ci permettano di attingere a questi segreti, e lo spinello fa proprio questo, " Ha detto il signor Gamal El Dien.

"Lo spinello è un cristallo che si trova comunemente nella peridotite della roccia del mantello, e a differenza di altri minerali comuni che formano le rocce, si credeva che fosse molto resistente alle alterazioni chimiche durante i vari processi ed eventi geologici che possono interessare le rocce del mantello dopo la loro prima cristallizzazione. A causa di questa convinzione, lo spinello è stato usato come un tipo di punto di riferimento o "messaggero del passato" quando si valutano gli eventi geologici che si verificano nello strato del mantello, poiché si riteneva conservasse perfettamente la sua composizione chimica originaria.

"Anzi, la nostra ricerca ha scoperto che lo spinello può essere, e la maggior parte è stata, ricercato, da processi geologici dopo che si è formato, compresi i cambiamenti di temperatura e pressione durante complessi processi metamorfici, che può avere un impatto sui risultati della ricerca precedente."

Il coautore della ricerca e leader del progetto John Curtin Distinguished Professor e Australian Laureate Fellow Professor Zheng-Xiang Li, anche dalla Scuola di Scienze della Terra e Planetarie di Curtin, hanno affermato che le loro nuove scoperte suggeriscono che i ricercatori devono rivalutare la composizione dello spinello, notando in particolare i potenziali cambiamenti compositivi all'interno del minerale che potrebbero essersi verificati nel corso della storia geologica della Terra.

"Precedenti scoperte e teorie scientifiche presumevano l'omogeneità e la composizione primaria dello spinello, ma la nostra ricerca sfida questi presupposti, " ha detto il professor Li.

"Eccitante, ora che lo sappiamo, possiamo usare la composizione di spinelli come tracciante per scoprire nuovi, segreti precedentemente svelati dal mantello terrestre, permettendoci di scoprire ancora di più sul nostro pianeta.

"Per esempio, il nostro lavoro ha dimostrato che lo spinello è un buon minerale vettore per elementi mobili fluidi e volatili, e ha la capacità di riportare tali fluidi e volatili nel mantello profondo, come quello che accade durante i processi di subduzione delle placche oceaniche in cui il vecchio fondo marino profondo viene "risucchiato" nel mantello terrestre.

"Essenzialmente, i nostri risultati hanno il potenziale per portare allo sviluppo di un nuovo modo di decifrare il riciclaggio chimico del mantello profondo attraverso l'analisi degli isotopi non tradizionali, come il litio, zinco, titanio e nichel, presente in spinello."

I ricercatori hanno utilizzato la sonda atomica Geoscience su nanoscala presso il John de Laeter Research Center della Curtin University per completare la loro indagine sull'eterogeneità chimica dello spinello.