Scoperto un nuovo minerale nel mantello terrestre

“Nel cratere Yokull dello Snaeffels che l’ombra dello Scataris tocca alle calende di luglio, scendi coraggioso viaggiatore, e raggiungerai il centro della Terra. Ciò che feci. Arne Saknussen”, questa è la soluzione del messaggio cifrato che viene trovato in un libro dal giovane Axel, nipote del professore di mineralogia Otto Lidenbrok, protagonista del famoso libro “Viaggio al centro della Terra” di Jules Verne.

Non sono andati così lontano, e non hanno incontrato ittiosauri e plesiosauri, il professore di Scienze della Terra Kei Hirose e i suoi collaboratori del politecnico di Tokyo, ma sembrano aver scoperto un minerale particolare, che si trova a circa 300 kilometri di profondità, e hanno reso noto i risultati delle loro analisi sul numero di “Le Scienze” di questo mese.

La struttura dell’interno della Terra può essere paragonata ad una cipolla: strati concentrici composti da materiali diversi. Partendo dall’interno abbiamo: il nucleo, composto in prevalenza da ferro; il mantello, composto da ossigeno, silicio e magnesio, e costituito da due strati, mantello superiore e mantello inferiore; infine la crosta, sulla quale camminiamo.

Le ricerche degli studiosi giapponesi vertono sulla struttura cristallina di alcuni minerali presenti nel mantello inferiore: al di sotto di certe profondità, le pressioni e le temperature elevatissime portano alla formazione di nuove strutture cristalline, tramite un processo fisico-chimico noto come transizione di fase. In particolare sembra che la perovskite, il minerale più abbondante nel mantello (circa il 70%), assuma negli ultimi 300 kilometri di profondità una struttura più densa detta post-perovskite.

Vista l’impossibilità di arrivare a sondare la composizione e le proprietà di rocce formatesi al di sotto dei 200 kilometri di profondità, i ricercatori hanno generato altissime pressioni e temperature in laboratorio, sintetizzando i minerali di cui ipotizzano sia formata la parte inferiore del mantello. Ad esempio la perovskite, silicato di magnesio (MgSiO3) è stata sintetizzata nel 1974 ad una pressione di 30 gigapascal, che corrispondono a circa 10000 atmosfere.

Dagli esperimenti effettuati nei laboratori del proffessor Hirose, durante i quali sono state raggiunti pressioni di oltre 120 gigapascal e temperature di 2500 kelvin, sembra emergere che la discontinuità presente al di sotto dei 2600 kilometri di profondità, il cosiddetto “strato d”, sia dovuta proprio alla transizione di fase del silicato di magnesio da perovskite a post-perovskite. Ad oggi le indagini scientifiche sulla composizione e le proprietà dello “strato d” vanno avanti: le importanti anomalie nelle velocità delle onde sismiche attraverso di esso dimostrerebbero una suo disomogeneità.

Alice Ughi

 

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