Anomale masse informi nel mantello terrestre potrebbero essere le reliquie di una massiccia collisione

L’impatto con un corpo chiamato Theia che sarebbe avvenuto 4,5 miliardi di anni fa avrebbe lasciato resti nelle profondità della Terra e potrebbe aver creato la Luna
di Anil Oza/Nature
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Per decenni gli scienziati sono rimasti perplessi di fronte a due grandi e misteriose masse informi (blob) nel mantello terrestre. Queste formazioni rocciose sono lunghe migliaia di chilometri e leggermente più dense di quelle circostanti, il che fa pensare che siano composte di materiale diverso dal resto del mantello.

Una nuova modellizzazione computerizzata sostiene una drammatica storia dell’origine di questi strani blob: sono reperti di una gigantesca collisione avvenuta 4,5 miliardi di anni fa tra la Terra primitiva e un altro giovane pianeta, la stessa collisione che si pensa abbia formato la Luna. La modellizzazione suggerisce che questo violento incontro abbia fatto sì che il materiale del mondo che ha subito l’impatto, chiamato Theia, si sia incorporato nella metà inferiore del mantello terrestre. La collisione ha anche fatto sì che alcuni resti di Theia venissero proiettati in orbita e che alla fine si fondessero nella Luna.

L’idea che le anomalie del mantello siano resti di Theia non è nuova, afferma Robin Canup, planetologo al Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado. “Ma questo articolo è il primo, a mio avviso, a prendere davvero sul serio questa idea”, afferma. Lo studio è apparso su “Nature”.

Collisione cosmica
Una gigantesca collisione tra la giovane Terra e un protopianeta più piccolo è stata a lungo la teoria prevalente per la formazione della Luna. Tale origine spiegherebbe caratteristiche come la mancanza di molti composti volatili, che sarebbero stati vaporizzati durante la collisione con la Terra.

Un impatto così forte all’inizio dello sviluppo della Terra avrebbe dovuto lasciare tracce. Yuan e i suoi colleghi si sono chiesti se queste tracce potessero includere le strane regioni del mantello terrestre, lo strato tra la crosta e il nucleo. Gli scienziati chiamano queste formazioni large low-velocity provinces [grandi province a bassa velocità NdT], perché le onde sismiche viaggiano più lentamente attraverso di esse rispetto al resto del mantello.

I ricercatori hanno effettuato simulazioni al computer dell’interazione tra il mantello di Theia e quello della Terra, dal momento della collisione a oggi. Ciò ha mostrato che una parte del materiale di Theia è inizialmente sprofondata nella porzione inferiore del mantello terrestre e che, nel corso del tempo, altro materiale di Theia si è ammassato lì, formando i blob. Gli autori hanno riferito questi risultati in occasione di un meeting di scienze planetarie nel 2021.

Nel loro ultimo lavoro, gli autori hanno ampliato i loro modelli. Hanno scoperto che l’energia della collisione planetaria avrebbe parzialmente fuso il mantello terrestre, che avrebbe quindi avuto due strati: una parte superiore fusa e una parte inferiore prevalentemente solida.

Lo strato superiore, fuso, avrebbe fatto confluire parte del materiale di Theia in quello della Terra. Ma altro materiale di Theia sarebbe affondato attraverso la porzione fusa del mantello e si sarebbe depositato nello strato inferiore. Alla fine avrebbe formato due blob separati. Nel frattempo, altro materiale di Theia è stato lanciato in orbita e ha formato la Luna.

Confronto tra mantello e Luna
Il modello non è una prova inconfutabile che le anomalie del mantello siano resti di Theia, ma Yuan e i suoi colleghi hanno “dimostrato che [lo scenario]può essere preso sul serio”, afferma Canup. “Non è solo un’idea buttata lì, come penso fosse prima di questo lavoro.” Il prossimo passo sarà la convalida dei modelli confrontando i campioni di roccia del mantello con quelli della Luna.

Maxim Ballmer, geodinamico all’University College di Londra, non è sicuro che l’idea delle anomalie del mantello regga. Il modello “deve essere assolutamente testato”, afferma Ballmer. “Ma penso che sia un’idea che vale la pena di perseguire.”

Yuan spera che questa e le successive ricerche possano far luce su ciò che ha reso la Terra così unica, fattori che potrebbero includere la collisione con Theia. Questo studio, dice, suggerisce che “questo impatto gigante [abbia]creato alcune eterogeneità nella Terra che possono durare per miliardi di anni”.