L’andamento delle onde sismiche evidenzia in rosso le due “isole” di materiale caldo e antico nel mantello terrestre. Credit: Ritsema et al., 2011
Indice Articolo
Nel mantello terrestre, a una profondità di circa 2000 km in prossimità del confine con il nucleo, si trovano due grandi “isole” di materiale conosciute come LLSPV (Large Low Seismic Velocity Provinces) o “Grandi Province a Bassa Velocità Sismica”. Una si trova sotto l’Africa e l’altra sotto l’Oceano Pacifico. Queste masse rocciose sono più calde e antiche rispetto ai materiali circostanti e, secondo un nuovo studio condotto dall’Università di Utrecht, hanno un’età di almeno mezzo miliardo di anni. La scoperta è stata effettuata analizzando il comportamento delle onde sismiche generate dai terremoti, che subiscono variazioni in base ai tipi di materiali attraversati. Queste regioni non partecipano ai movimenti che animano il mantello terrestre, mantenendo il loro calore in modo isolato. Tale scoperta è cruciale per comprendere la non omogeneità del mantello terrestre e la possibile origine dell’attività vulcanica in diverse aree.
La scoperta delle Grandi Province a Bassa Velocità Sismica nel mantello terrestre
Le LLSPV sono state individuate negli anni ’90. Il coautore dello studio, Arwen Deuss, sottolinea come all’epoca non vi fosse chiarezza sulla loro natura e durata. Attorno a queste massicce formazioni ci sono resti di placche litosferiche che nel corso del tempo si sono sprofondati nel mantello in corrispondenza delle fosse oceaniche attraverso il processo di subduzione. Tali resti possiedono caratteristiche differenziate rispetto alle LLSPV, risultando più freddi e recenti. Le LLSPV, invece, seguono un meccanismo di isolamento che consente loro di trattenere calore per milioni di anni, il che è singolare considerando che il mantello terrestre si comporta come un fluido soggetto a moti convettivi a causa delle variazioni di temperatura.
Le differenze di temperatura e granulometria tra le placche in subduzione e le LLSPV. Credit: Utrecht University
Il nuovo studio sulle LLSPV della Terra
Le Grandi Province a Bassa Velocità Sismica sono denominate in questo modo perché quando le onde sismiche le attraversano, rallentano a causa della loro temperatura elevata. Tuttavia, il nuovo studio ha messo in evidenza come lo smorzamento delle onde sismiche in queste aree sia inferiore rispetto a quello osservato presso i resti delle placche litosferiche sprofondate. Ciò è in controtendenza rispetto a quanto ci si aspetterebbe, poiché con temperature alte ci si aspetta uno smorzamento elevato. Gli autori della ricerca hanno analizzato le dimensioni granularity dei minerali costituenti le LLSPV: mentre le placche soggette a subduzione presentano granuli più piccoli, le LLSPV sono formate da granuli significativamente più grandi, il che riduce lo smorzamento. Questa caratteristica suggerisce che questi materiali abbiano richiesto un lungo periodo di tempo per svilupparsi e indicherebbe quindi l’antichità delle LLSPV. Inoltre, tali masse sono rigidissime e non partecipano ai moti convettivi del mantello.
Velocità e smorzamento delle onde sismiche in corrispondenza delle LLSPV. Credit: Utrecht University
L’importanza dello studio sulle LLSPV
Sebbene tali fenomeni possano apparire distanti, le LLSPV potrebbero contribuire all’attività vulcanica di zone lontane dai margini delle placche litosferiche. I ricercatori ipotizzano che da queste masse possano risalire verso la superficie “pennacchi” di materiale caldo, similmente a quanto accade nei vulcani delle Hawaii. La dimensione delle LLSPV offre un nuovo punto di vista sul mantello terrestre, evidenziando la sua complessità e disomogeneità, in contrasto con le concezioni passate.
