Trovata la ringwoodite, minerale che prova l'esistenza di 'oceani' nel mantello | Chimici.info

Trovata la ringwoodite, minerale che prova l’esistenza di ‘oceani’ nel mantello

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C’è anche un pezzo di ricerca italiana in una recente scoperta che potrebbe seriamente rimettere in discussione alcune conoscenze basilari su magnetismo e tettonica delle placche terrestri. Su Nature nei giorni scorsi è stato pubblicato un articolo (“Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond”) che documenta la scoperta di un team internazionale di cui fa parte anche il prof. Fabrizio Nestola del Dipartimento di geoscienze dell’Università di Padova. I ricercatori hanno individuato per la prima volta un campione di ringwoodite terrestre ancora incapsulato all’interno di un diamante trovato in un giacimento brasiliano del distretto di Juina, e che contiene circa l’1,4% di acqua.

Il ritrovamento di questo campione permetterebbe di stimare un contenuto medio dell’1% di acqua nella zona di transizione, ovvero quella parte tra mantello superiore e mantello inferiore tra i 410 e i 660 chilometri di profondità, finora esistente in ‘teoria’ ma senza prove concrete.

“Tale percentuale”, spiega Nestola, “corrisponde a uno spessore di acqua liquida di circa 8 km sull’intera superficie terrestre. Considerando che l’Oceano Pacifico copre circa un quinto di tutta la superficie terrestre ed è profondo in media 4.2 km, per confronto, è come se avessimo ben “nascosta” all’interno della Terra una quantità di acqua pari a circa 10 oceani profondi come il Pacifico”.

La ringwoodite è un materiale che deriva dall’olivina, formula (Mg,Fe)2SiO4. Quest’ultima, che costituisce il 60% dell’interno della terra, si riscontra dalla superficie fino ai 410 km. Più in profondità, per pressione e temperatura, l’olivina si trasforma in wadsleyite che ha stessa formula ma differente disposizione spaziale dei suoi atomi. Arrivando poi ai 520 km diventa un nuovo minerale chiamato ringwoodite. Wadsleyite e ringwoodite non sono mai state trovate sulla terra, ma ottenuti in laboratorio dai geologi che sottopongono l’olivina alle straordinarie condizioni presenti in profondità.

Valutando la velocità di propagazione delle onde sismiche in profondità, i geologi hanno ipotizzato che il materiale presente in questa zona di transizione avrebbe dovuto avere una densità minore, cioè contenere una maggiore quantità di acqua al suo interno, caratteristica che la ringwoodite e wadsleyite di laboratorio non hanno. Perciò i geologi dagli anni Novanta provano a sintetizzare in laboratorio wadsleyite e ringwoodite con un minore densità, generando artificialmente wadsleyite e ringwoodite in grado di ospitare fino al 2,5% di acqua, avvicinando così la densità dei due materiali a quella dell’olivina. Ma finora non era mai stato trovato nessun campione naturale terrestre di wadsleyite o ringwoodite capace di dimostrare che la zona di transizione sia davvero una fascia idratata all’interno di due aree molto più “aride” come il mantello superiore e il mantello inferiore.

Con il ritrovamento effettivo del campione di ringwoodite, vengono aperti nuovi scenari e ipotesi sull’evoluzione del magmatismo terrestre e della tettonica delle placche del nostro pianeta. “I diamanti sono veri e propri “scrigni geologici” capaci di portare in superficie frammenti di Terra profonda in tempi estremamente veloci”, spiega Nestola. “Si ritiene infatti che i diamanti possano percorrere centinaia di chilometri in poche ore contro velocità di millimetri all’anno (e nei casi più estremi di alcuni centimetri) con i quali si sposta invece una placca terrestre. È stata proprio l’enorme velocità di trasporto dei diamanti che ha conservato la ringwoodite ancora intatta: se infatti il diamante avesse impiegato i normali tempi geologici per portare la ringwoodite in superficie, tale minerale si sarebbe trasformato di nuovo in olivina”.

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