Per molti decenni gli scienziati hanno osservato, grazie ai dati sismici, la presenza di due enormi strutture anomale situate nelle profondità della Terra, al confine tra il mantello e il nucleo, a circa 2.900 chilometri sotto la superficie. Queste strutture, chiamate grandi province a bassa velocità di taglio (LLSVP) e zone a velocità ultra-bassa (ULVZ), rallentano in modo significativo la propagazione delle onde sismiche, indicando una composizione chimica e fisica diversa da quella del mantello circostante. Nonostante le numerose ricerche, la loro origine è rimasta a lungo un enigma.
Le grandi province a bassa velocità di taglio sono enormi masse di roccia calda e densa, grandi quanto continenti, localizzate principalmente sotto l’Africa e sotto l’Oceano Pacifico. Le zone a velocità ultra-bassa, invece, sono sottili strati parzialmente fusi che si accumulano direttamente sulla superficie del nucleo, simili a pozze di lava. Entrambe le strutture sembrano essere elementi stabili e persistenti nel tempo, suggerendo che possano conservare tracce della storia più antica della Terra.
Il nuovo studio, guidato dal geodinamico Yoshinori Miyazaki della Rutgers University e pubblicato su Nature Geoscience, propone una spiegazione innovativa basata sulle condizioni della Terra primordiale. In origine, il pianeta era probabilmente ricoperto da un oceano globale di magma. Con il progressivo raffreddamento, ci si sarebbe aspettati che il mantello si separasse in strati chimicamente distinti. Tuttavia, le osservazioni sismiche moderne non mostrano una stratificazione netta, ma piuttosto grandi accumuli irregolari alla base del mantello. Per risolvere questa apparente contraddizione, il team ha sviluppato un modello che include lo scambio di materiale tra nucleo e mantello. Secondo questa ipotesi, nel corso di miliardi di anni elementi come silicio e magnesio sarebbero fuoriusciti dal nucleo e si sarebbero mescolati al mantello. Questo processo avrebbe impedito una separazione chimica troppo marcata e avrebbe dato origine a un oceano di magma basale “contaminato” dal materiale del nucleo, i cui resti solidificati corrisponderebbero alle LLSVP e alle ULVZ osservate oggi.
Questa scoperta ha implicazioni che vanno oltre la struttura interna del pianeta. Le interazioni tra nucleo e mantello potrebbero aver influenzato il modo in cui la Terra si è raffreddata, l’evoluzione dell’attività vulcanica e la formazione dei punti caldi come quelli delle Hawaii e dell’Islanda. Inoltre, tali processi interni potrebbero aver avuto un ruolo cruciale nello sviluppo dell’atmosfera terrestre e nella capacità del pianeta di mantenere acqua liquida e vita. Confrontando la Terra con Venere e Marte, gli autori suggeriscono che le diverse traiettorie evolutive di questi pianeti potrebbero dipendere, almeno in parte, da ciò che è accaduto nelle loro profondità. Mentre la Terra ha un’atmosfera relativamente stabile e ospita oceani e vita, Venere presenta un’atmosfera estremamente densa e ricca di anidride carbonica, e Marte ha un’atmosfera molto sottile.
Integrando dati sismici, fisica dei minerali e modelli geodinamici, lo studio interpreta le anomalie profonde non come curiosità isolate, ma come indizi fondamentali dei processi che hanno plasmato la Terra fin dalle sue origini. In questo senso, il mantello profondo potrebbe conservare una vera e propria memoria chimica delle prime interazioni tra nucleo e mantello, offrendo nuove prospettive per comprendere perché la Terra sia diventata un pianeta unico e abitabile.
