Il misterioso strato all’interno della Terra potrebbe provenire da un altro pianeta

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La Terra, dalla superficie fino al nucleo interno, presenta diversi strati che ancora oggi sono un enigma per la scienza. Recentemente, si è scoperto che uno di questi strati potrebbe essere composto da materiale proveniente da un altro pianeta!

Profondo all’interno del nostro pianeta si trova uno strato misterioso e disomogeneo noto come strato D”. Situato a circa 3.000 chilometri sotto la superficie, questa zona si colloca appena sopra il confine che separa il nucleo esterno fuso della Terra dal suo mantello solido. A differenza di una sfera perfetta, lo spessore dello strato D” varia drasticamente in tutto il globo, con alcune regioni che ne sono completamente prive – un po’ come i continenti che emergono dagli oceani sulla superficie terrestre.

Queste variazioni sorprendenti hanno a lungo sconcertato i geofisici, che descrivono lo strato D” come eterogeneo, ovvero non uniforme nella sua composizione. Tuttavia, un nuovo studio potrebbe finalmente fare luce su questo enigma profondo, proponendo che lo strato D” potrebbe essere un residuo di un altro pianeta che si è scontrato con la Terra nei suoi primi giorni, miliardi di anni fa.

Gli incredibili risultati della ricerca

La ricerca, pubblicata su National Science Review e guidata dal Dr. Qingyang Hu del Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research e dal Dr. Jie Deng della Princeton University, si basa sulla ampliamente accettata ipotesi del Grande Impatto. Questa ipotesi suggerisce che un oggetto delle dimensioni di Marte si sia violentemente scontrato con il proto-Terra, creando un oceano globale di roccia fusa, o magma, come conseguenza.

Hu e Deng credono che l’unica composizione dello strato D” potrebbe essere il residuo di questo impatto colossale, potenzialmente contenente preziosi indizi sulla formazione del nostro pianeta. Un aspetto chiave della loro teoria riguarda la presenza di notevoli quantità di acqua all’interno di questo antico oceano di magma. Sebbene l’origine di quest’acqua sia ancora oggetto di dibattito, i ricercatori si concentrano su ciò che è accaduto quando la roccia fusa ha iniziato a raffreddarsi.

Un oceano nascosto all’interno della Terra?

Questa ricca presenza di acqua al fondo dell’oceano di magma avrebbe creato condizioni di pressione e temperatura estreme, favorendo reazioni chimiche uniche tra acqua e minerali. Questo perossido, con una formula chimica (Fe,Mg)O2, ha un’affinità ancora maggiore per il ferro rispetto ad altri componenti principali attesi nel mantello inferiore, come spiegato da Hu:

La nostra ricerca suggerisce che questo oceano di magma idrato abbia favorito la formazione di una fase ricca di ferro chiamata perossido di ferro-magnesio. Secondo i nostri calcoli, la sua affinità per il ferro potrebbe aver portato all’accumulo di perossido a predominanza di ferro in strati che vanno da diversi a decine di chilometri di spessore.

 

I nostri risultati suggeriscono che il perossido ricco di ferro, formato dall’antica acqua all’interno dell’oceano di magma, ha giocato un ruolo cruciale nel modellare le strutture eterogenee dello strato D”.

La presenza di una fase di perossido così ricca di ferro altererebbe la composizione minerale dello strato D”, deviando dalla nostra attuale comprensione. Secondo il nuovo modello proposto da Hu e Deng, i minerali nello strato D” sarebbero dominati da un insieme di silicati poveri di ferro, perossido di ferro-magnesio ricco di ferro e ossido di ferro-magnesio povero di ferro.

Interessantemente, questo perossido a predominanza di ferro possiede anche proprietà uniche che potrebbero spiegare alcune delle caratteristiche geofisiche enigmatiche dello strato D”, come le zone a velocità ultra-bassa e gli strati ad alta conduttività elettrica – entrambi contribuiscono alla nota eterogeneità compositiva dello strato D”.

I ricercatori propongono che la forte affinità del perossido per il ferro crei un netto contrasto di densità tra queste zone ricche di ferro e il materiale circostante del mantello. Questa differenza di densità agisce come un isolante, impedendo alle regioni ricche di ferro di mescolarsi con il resto del mantello, come sottolineato da Deng:

La visione prevalente suggerisce che l’acqua si sarebbe concentrata verso il fondo dell’oceano di magma man mano che si raffreddava. Alla fine, il magma più vicino al nucleo avrebbe potuto contenere volumi d’acqua comparabili a quelli degli oceani attuali della Terra.

 

Questo modello è in linea con i recenti risultati della modellazione numerica, suggerendo che l’eterogeneità del mantello inferiore potrebbe essere una caratteristica di lunga durata.

In altre parole, la disomogeneità dello strato D” potrebbe essere un’impronta duratura della tumultuosa nascita della Terra, un relitto delle condizioni estreme che esistevano all’interno dell’antico oceano di magma formato dall’impatto gigante che ha plasmato il nostro mondo.