Le lentissime collisioni delle placche tettoniche che avvengono sotto l’oceano trascinano circa tre volte più acqua nella Terra profonda di quanto precedentemente stimato, secondo uno studio sismico, primo nel suo genere, che attraversa la Fossa delle Marianne. Le osservazioni dalla fossa oceanica più profonda del mondo hanno importanti implicazioni per il ciclo globale dell’acqua, secondo i ricercatori di Arts & Sciences della Washington University di St. Louis.
“La gente sapeva che le zone di subduzione potevano inglobare acqua, ma non sapevano in che quantità”, ha detto Chen Cai, che ha recentemente completato i suoi studi di dottorato presso la Washington University. Cai è il primo autore dello studio pubblicato nel numero del 15 novembre della rivista Nature .
“Questa ricerca mostra che le zone di subduzione spostano molta più acqua nelle profondità della Terra, molte miglia sotto la superficie, di quanto si pensasse in precedenza”, ha detto Candace Major, direttore del programma della Divisione Ocean Sciences della National Science Foundation, che ha finanziato lo studio. “I risultati evidenziano l’importante ruolo delle zone di subduzione nel ciclo idrico della Terra.”
“Le stime precedenti variano ampiamente nella quantità di acqua che viene subdotta a più di 60 miglia di profondità”, ha detto Doug Wiens, l consulente di ricerca di Cai per lo studio. “La principale fonte di incertezza in questi calcoli era il contenuto di acqua iniziale del mantello che si trova più in alto della subduzione.”
Per condurre questo studio, i ricercatori hanno ascoltato per oltre un anno i “rumori” della Terra, dal rumore ambientale ai terremoti reali, usando una rete di 19 sismografi passivi, a fondo oceanico, dispiegati attraverso la Fossa delle Marianne, insieme a sette sismografi posizionati sull’isola . La trincea è il punto in cui la placca dell’Oceano Pacifico occidentale scorre sotto la piattaforma delle Marianne e sprofonda in basso nel mantello terrestre mentre le placche convergono lentamente.
Le nuove osservazioni sismiche dipingono un’immagine più sfumata della placca del Pacifico che si piega nella trincea, svelando la sua struttura tridimensionale e rintracciando le velocità relative dei tipi di roccia che hanno diverse capacità di trattenere l’acqua. La roccia può attirare e trattenere l’acqua in vari modi.
L’acqua dell’oceano in cima alla placca scorre nella crosta terrestre e nel mantello superiore lungo le linee di faglia che confluiscono nella zona in cui le placche si scontrano e si piegano. Quindi viene intrappolata e in determinate condizioni di temperatura e pressione, le reazioni chimiche trasformano l’acqua in uno stato non liquido come minerali idrati. Per tutto il tempo, la piattaforma continua a strisciare sempre più in profondità nel mantello terrestre, portando l’acqua con se
Precedenti studi in zone di subduzione come la Fossa delle Marianne hanno notato che la zona di subduzione poteva trattenere l’acqua. Ma non potevano determinare quanta acqua contenesse e quanto fosse profonda. “Le convinzioni precedenti erano basate su studi di sorgenti attive, che possono mostrare solo le prime 3-4 miglia nella placca in entrata”, ha detto Cai. Si riferiva a un tipo di studio sismico che utilizza le onde sonore create con l’esplosione di cariche ad aria compressa da una nave oceanografica per creare un’immagine della struttura rocciosa del sottosuolo.
Le immagini sismiche ottenute da Cai e Wiens mostrano che l’area di roccia idrata della Fossa delle Marianne si estende per quasi 20 miglia sotto il fondo del mare, molto più profonda di quanto si pensasse in precedenza. La quantità di acqua che può essere contenuta in questo blocco di roccia idratata è considerevole. Solo per la regione della Fossa delle Marianne, quattro volte di più di quanto precedentemente calcolato. Queste caratteristiche possono essere estrapolate per prevedere le condizioni in altre trincee oceaniche in tutto il mondo.
