Nonostante la missione GOCE dell'ESA si sia conclusa oltre sette anni fa, gli scienziati continuano a utilizzare i dati gravitazionali di questo straordinario satellite per scavare in profondità e svelare segreti sul nostro pianeta. Ricerche recenti mostrano come gli scienziati abbiano combinato i dati GOCE con misurazioni effettuate in superficie per generare un nuovo modello della crosta terrestre e del mantello superiore. È la prima volta che un modello del genere viene creato in questo modo e sta gettando nuova luce sui processi della tettonica a zolle, quale, a sua volta, sono legati a fenomeni quali terremoti ed eruzioni vulcaniche.

La litosfera, che comprende la crosta dura del pianeta e la parte superiore parzialmente fusa del mantello superiore, è fondamentale per la tettonica a zolle.

La tettonica a placche descrive come la crosta sia divisa in un mosaico di placche che scivolano lateralmente sulla parte superiore malleabile del mantello superiore e così facendo danno origine a nuovi fondali marini lungo le dorsali medio-oceaniche, montagne, vulcani e terremoti. Una migliore comprensione di questi processi si basa sulla conoscenza delle differenze nella temperatura e nella composizione chimica della litosfera.

I geofisici tradizionalmente misurano la velocità con cui le onde sismiche si propagano quando si verifica un terremoto per determinare la distribuzione delle proprietà fisiche del sottosuolo. La velocità delle onde sismiche è determinata principalmente dalla temperatura delle rocce del sottosuolo e in misura minore dalla densità.

Qui, i dati di gravità dallo spazio possono aggiungere all'immagine perché la forza del segnale di gravità è correlata alla densità. Inoltre, i dati dai satelliti sono uniformi nella copertura e nella precisione, e i satelliti coprono aree dove le misurazioni al suolo sono scarse.

Da oltre quattro anni, GOCE ha mappato la gravità terrestre con estrema precisione e dettaglio. Ciò ha portato ad alcune scoperte straordinarie, dal profondo sotto la superficie del nostro pianeta fino in alto nell'atmosfera e oltre.

Nuova ricerca pubblicata su Giornale geofisico internazionale descrive come gli scienziati hanno generato un nuovo modello della litosfera utilizzando la potenza congiunta dei dati sulla gravità GOCE e delle osservazioni sismologiche combinate con i dati petrologici, che deriva dallo studio delle rocce portate in superficie e dai laboratori dove si replicano le pressioni e le temperature estreme dell'interno della Terra.

Javier Fullea, dall'Università Complutense di Madrid e dall'Istituto di studi avanzati di Dublino, e anche co-autore del documento, disse, "I precedenti modelli globali della crosta o della litosfera soffrivano di una risoluzione limitata o si basavano su un singolo metodo o set di dati.

"Solo i modelli disponibili di recente sono stati in grado di combinare più dati geofisici, ma spesso erano solo su scala regionale o erano limitati da come i diversi dati sono integrati.

"Per la prima volta, siamo stati in grado di creare un nuovo modello che combina set di dati multipli terrestri e satellitari GOCE su scala globale in un'inversione congiunta che descrive la temperatura effettiva e la composizione delle rocce del mantello".

Jesse Reusen, dalla Delft University of Technology, aggiunto, "Questo nuovo modello fornisce un'immagine dell'attuale composizione e struttura termica del mantello superiore che può essere utilizzata per stimare la viscosità. Infatti, è già stato utilizzato per stimare il restante sollevamento post-glaciale - o l'innalzamento della terra dopo la rimozione del peso del ghiaccio - in seguito allo scioglimento della calotta glaciale Laurentide in Canada, migliorare la nostra comprensione delle interazioni tra la criosfera e la Terra solida. Questa ricerca è stata pubblicata lo scorso anno nel Giornale di ricerca geofisica ."

Il nuovo modello prodotto nello studio 3D sulla Terra dell'ESA mostra per la prima volta quanto sia dissimile il mantello sublitosferico sotto i diversi oceani, e fornisce informazioni su come la morfologia e le velocità di diffusione delle dorsali medio-oceaniche possono essere collegate alla struttura chimica e termica profonda.

Roger Haagmans dell'ESA, commentato, "La nostra missione GOCE non smette mai di stupire. I dati forniti durante i suoi quattro anni di vita in orbita continuano a essere utilizzati per comprendere le complessità del nostro pianeta. Qui lo vediamo brillare di nuova luce sulla struttura della Terra in profondità sotto i nostri piedi. Anche se i processi stanno avvenendo in profondità, hanno un effetto sulla superficie terrestre, dalla generazione di rinnovati fondali marini ai terremoti, così a sua volta, interessare tutti noi.

"Inoltre, questo è un risultato notevole del progetto 3D Earth e un altro passo significativo verso la realizzazione di uno degli obiettivi principali del nostro programma Science for Society:sviluppare la ricostruzione più avanzata della nostra Terra solida dal nucleo alla superficie, e i suoi processi dinamici."