A differenza di una sfera perfetta, lo strato D" è sorprendentemente irregolare. Il suo spessore varia notevolmente da luogo a luogo, con alcune regioni addirittura prive dello strato D", proprio come i continenti si innalzano sopra gli oceani della Terra. Queste intriganti variazioni hanno catturato l'attenzione dei geofisici, che descrivono lo strato D" come una regione eterogenea o non uniforme.

Un nuovo studio condotto dal Dr. Qingyang Hu (Centro per la ricerca avanzata sulla scienza e la tecnologia ad alta pressione) e dal Dr. Jie Deng (Università di Princeton) suggerisce che lo strato D" potrebbe aver avuto origine nei primi giorni della Terra. La loro teoria si basa sull'ipotesi dell'impatto gigante , che propone un oggetto delle dimensioni di Marte schiantato sulla proto-Terra, creando in seguito un oceano di magma su tutto il pianeta. Si ritiene che lo strato D" possa essere una composizione unica rimasta da questo impatto colossale, che potenzialmente contiene indizi sulla formazione della Terra.

L'articolo è pubblicato sulla rivista National Science Review .

Il dottor Jie Deng evidenzia la presenza di una notevole quantità di acqua all'interno di questo oceano di magma globale. L'origine esatta di quest'acqua rimane oggetto di dibattito, sono state proposte varie teorie tra cui la sua formazione attraverso reazioni tra il gas della nebulosa e il magma, o il rilascio diretto da parte delle comete.

"L'opinione prevalente", continua il dottor Deng, "suggerisce che l'acqua si sarebbe concentrata verso il fondo dell'oceano di magma mentre si raffreddava. Negli stadi finali, il magma più vicino al nucleo avrebbe potuto contenere volumi d'acqua paragonabili all'attuale volume della Terra. oceani diurni."

Le condizioni estreme di pressione e temperatura all’interno dell’oceano di magma del fondo avrebbero creato un ambiente chimico unico, favorendo reazioni inaspettate tra acqua e minerali. Il dottor Qingyang Hu spiega:"La nostra ricerca suggerisce che questo oceano di magma idrato ha favorito la formazione di una fase ricca di ferro chiamata perossido di ferro-magnesio."

Questo perossido, con la formula (Fe,Mg)O₂ , ha una preferenza ancora più forte per il ferro rispetto ad altri componenti principali previsti nel mantello inferiore. "Secondo i nostri calcoli, la sua affinità con il ferro avrebbe potuto portare all'accumulo di perossido di ferro in strati di spessore compreso tra diversi e decine di chilometri", aggiungono i ricercatori.

La presenza di questa fase di perossido ricca di ferro altererebbe la composizione minerale dello strato D", deviando dalla nostra attuale comprensione. Secondo il nuovo modello, i minerali in D" sarebbero dominati da un nuovo assemblaggio:il silicato povero di ferro, perossido ricco di ferro (Fe, Mg) e ossido povero di ferro (Fe, Mg).

Questo perossido a predominanza di ferro possiede anche basse velocità sismiche e un'elevata conduttività elettrica, il che lo rende un potenziale candidato per spiegare le caratteristiche geofisiche uniche dello strato D". Queste caratteristiche includono zone a velocità ultra-bassa e strati ad alta conduttanza, che contribuiscono entrambi allo strato D" la ben nota eterogeneità compositiva dello strato.

"I nostri risultati suggeriscono che il perossido ricco di ferro, formato dall'antica acqua all'interno dell'oceano di magma, ha svolto un ruolo cruciale nel modellare le strutture eterogenee dello strato D", ha affermato Qingyang. La forte affinità di questo perossido per il ferro crea un netto contrasto di densità tra queste zone ricche di ferro e il mantello circostante.

Essenzialmente, agisce come un isolante, impedendo loro di mescolarsi e spiegando potenzialmente l’eterogeneità di lunga durata osservata alla base del mantello inferiore. Jie ha aggiunto:"Questo modello si allinea bene con i recenti risultati della modellazione numerica, suggerendo che l'eterogeneità del mantello più basso potrebbe essere una caratteristica di lunga durata."