Un gigantesco “buco gravitazionale” nell’oceano potrebbe essere il fantasma di un antico mare

Una vasta distesa dell’Oceano Indiano è più bassa di ben 100 metri rispetto al livello medio globale del mare a causa di un’importante diminuzione della gravità terrestre. Gli scienziati pensano ora di conoscerne la causa
di Tom Metcalfe/Scientific American
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Secondo alcuni ricercatori, nell’Oceano Indiano c’è un enorme “buco”, ma non è del tipo che potrebbe far defluire tutta l’acqua. Si tratta invece di un termine che i geologi usano per descrivere un punto in cui la gravità della Terra è più bassa della media. Un nuovo studio potrebbe averne finalmente rivelato le origini: sembra che sia causato da pennacchi di roccia fusa che risalgono dalle profondità dell’Africa, ai margini dei resti di un antico fondo oceanico che sta sprofondando.

In un universo ideale, la Terra sarebbe una sfera perfetta e la sua gravità sarebbe esattamente la stessa in ogni punto della sua superficie. In realtà, però, la Terra è più appiattita di una vera sfera sia intorno al Polo Nord che al Polo Sud e si rigonfia in prossimità dell’equatore. Inoltre, le diverse regioni esercitano una diversa attrazione gravitazionale a seconda della massa della crosta terrestre, del mantello e del nucleo sotto di esse.

Le misurazioni della gravità locale effettuate da sensori a terra e da satelliti possono essere combinate per mostrare come apparirebbe la superficie dell’oceano solo a causa di questi diversi strattoni gravitazionali, escludendo altre influenze come i venti e le maree. In questo modo si ottiene una visualizzazione esagerata dei punti gravitazionali alti e bassi del nostro pianeta, il geoide globale. Uno dei modelli più famosi è noto come “patata gravitazionale di Potsdam” (dal nome del tubero a cui somiglia e della sede dell’istituto di ricerca tedesco in cui è stato sviluppato).

Una pronunciata depressione del geoide sotto lOoceano Indiano, chiamata Indian Ocean Geoid Low (IOGL), è l’anomalia gravitazionale più importante del pianeta. Copre più di tre milioni di chilometri quadrati ed è centrata a circa 1200 chilometri a sud-ovest della punta meridionale dell’India. (La sua enormità e il fatto che l’oceano appaia relativamente piatto in qualsiasi punto, fanno sì che l’avvallamento non sia visibile in superficie.) Come risultato della bassa forza di gravità in quel punto, combinata con la maggiore forza di gravità delle aree circostanti, il livello del mare dell’Oceano Indiano sopra il “buco” è di ben 106 metri più basso della media globale, spiega l’autore senior del nuovo studio, Attreyee Ghosh, geofisico all’Indian Institute of Science (IISc) di Bangalore.

Secondo l’autore principale dello studio, Debanjan Pal, dottorando dell’IISc, l’IOGL è stato scoperto nel 1948 dal geofisico olandese Felix Andries Vening Meinesz durante un’indagine gravitazionale via nave. Da allora è stato confermato da altre spedizioni navali e da misurazioni satellitari. Ma gli scienziati non sapevano perché fosse lì.

Per rispondere a questa domanda, Pal e Ghosh hanno confrontato più di una dozzina di modelli computerizzati di come la regione si sia formata negli ultimi 140 milioni di anni, in seguito allo spostamento delle placche tettoniche della Terra. Ogni modello usava variabili diverse per la convezione del materiale fuso all’interno del mantello.

I risultati, pubblicati sulle “Geophysical Research Letters”, indicano che l’IOGL è presente a causa di una struttura distintiva del mantello, combinata con una perturbazione adiacente sotto l’Africa, chiamata grande provincia a bassa velocità di taglio (o LLSVP, da large low shear velocity province), più comunemente nota come “blob africano”. “Quello che vediamo è che il materiale caldo e a bassa densità proveniente da questa LLSVP sotto l’Africa si trova sotto l’Oceano Indiano e crea questo  geoide basso”, spiega Ghosh.

Pal spiega che il blob africano, che causa in gran parte l’IOGL, è probabilmente formato da “placche della Tetide” (Tethyan slabs) in profondità nel mantello. I geologi ritengono che queste lastre siano antichi resti di fondi marini dell’Oceano Tetide, che si trovava tra i supercontinenti di Laurasia e Gondwana più di 200 milioni di anni fa. Sia l’Africa che l’India facevano parte del Gondwana, ma l’attuale India si spostò a nord nell’Oceano Tetide, creando l’Oceano Indiano, circa 120 milioni di anni fa. “I pennacchi [di roccia fusa]si formano quando le placche subdotte appartenenti al vecchio Oceano Tetide affondano all’interno del mantello e raggiungono il confine nucleo-mantello”, spiega Pal. “Mostriamo anche che le strutture del mantello circostante hanno un ruolo nel dare origine a questa depressione, oltre che a questi pennacchi”.

Il geofisico Shijie Zhong dell’Università del Colorado a Boulder, che non è stato coinvolto nell’ultimo studio, afferma che si tratta di uno sforzo interessante e attento per comprendere meglio l’IOGL. “Ci piace parlare delle anomalie gravitazionali positive, come i super-pennacchi sopra l’Africa e il Pacifico”, afferma. “Ma il minimo geoidico nell’Oceano Indiano è una delle anomalie gravitazionali più profonde del nostro pianeta”.

Secondo Pal, il minimo geoidico ha assunto la forma attuale probabilmente circa 20 milioni di anni fa, quando i pennacchi hanno iniziato a diffondersi nel mantello superiore. E probabilmente durerà fino a quando il materiale del mantello fluirà lungo il pennacchio dal blob africano, il che probabilmente continuerà per molti altri milioni di anni. Ma quando questi flussi cesseranno, cesserà anche il minimo. “Quando le anomalie di temperatura che causano questa depressione del geoide si sposteranno dalla posizione attuale – dice Pal – il minimo geoidico inizierà a dissiparsi.”