Scoperto un fondo marino sotto l’Oceano Pacifico risalente all’era dei dinosauri

Una vasta e antica porzione di fondo marino è sprofondata sotto l’Oceano Pacifico e ha stazionato nel mantello terrestre per più di 120 milioni di anni. La scoperta aiuta a collegare la storia della tettonica a placche degli ultimi 250 milioni di anni alle strutture attuali del mantello, fornendo indizi sul complesso passato della Terra
di Jeanna Bryner/Scientific American
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Un’antica parte di placca che scende al di sotto di un’altra (slab in inglese) sul fondo marino, che era già presente quando sono emersi i primi dinosauri conosciuti della Terra, è stata scoperta sotto l’Oceano Pacifico, dove sembra aver stazionato in una sorta di immersione intermedia per più di 120 milioni di anni.

Oltre a illuminare i processi geologici nelle profondità della Terra, la lastra fredda e discendente di roccia densa, situata a circa 410-660 chilometri sotto la superficie del pianeta, potrebbe spiegare un misterioso divario tra due sezioni di un gigantesco blob nello strato di mantello.

“Questo studio fornisce un primo esempio attuale di come uno sprofondamento freddo dall’alto stia rompendo un ammasso informe (blob) di mantello profondo”, afferma Sanne Cottaar, professoressa di sismologia globale all’Università di Cambridge, che non ha partecipato alla scoperta. L’articolo è stato pubblicato on line su “Science Advances”.

Nel profondo del nostro pianeta, due gigantesche masse di materiale rovente, grandi come continenti, risalgono dal nucleo esterno caldo e liquido della Terra fino allo strato roccioso del mantello. Gli scienziati non possono vedere direttamente queste megastrutture, alte centinaia di chilometri e larghe migliaia di chilometri. I ricercatori hanno invece dedotto la loro esistenza da tecniche di imaging che si basano sul modo in cui le onde sismiche le attraversano. All’interno dei blob, le onde sismiche rallentano, dando il nome più tecnico di grandi province a bassa velocità di taglio (large low-shear-velocity provinces, LLSVP). La LLSVP più grande e meglio compresa, chiamata blob africano, si trova sotto la Rift Valley dell’Africa orientale, che va dal Mar Rosso al Mozambico. Lì due placche tettoniche si stanno lentamente allontanando l’una dall’altra e potrebbero dividere il continente.

“Nella zona del rift dell’Africa orientale, abbiamo un esempio attuale di come un grande pennacchio di mantello caldo in risalita, che ha origine in questi profondi blob di mantello (così chiamati in modo appropriato LLSVP), inizi a spaccare un continente”, dice Cottaar.

Gli scienziati non sanno esattamente come si siano formati queste LLSVP (alcune ricerche suggeriscono che siano resti della collisione che ha creato la Luna), di cosa siano fatte o come contribuiscano a eventi di superficie come il vulcanismo.

“L’idea generale è che blob del mantello siano probabilmente spinti da slab subdotte. I due blob principali sono circondati da ‘cimiteri’ di slab subdotte”, spiega Cottaar, riferendosi ai bordi delle placche oceaniche che sono affondate sotto un’altra placca, nel processo di subduzione.

Jingchuan Wang, geologo dell’Università del Maryland a College Park e i suoi colleghi erano interessati a esaminare il blob del mantello sotto la placca di Nazca nell’Oceano Pacifico, al largo delle coste del Sud America. Ricerche precedenti avevano suggerito l’esistenza di un’anomalia strutturale che sembra dividere il blob a metà. Nella nuova analisi, che ha coinvolto le misurazioni delle proprietà delle onde sismiche che viaggiano in profondità nel sottosuolo, i ricercatori hanno visto le prove di qualcosa di freddo e denso incastrato nella fessura del mantello.

“La spiegazione più plausibile per la temperatura fredda e l’alta velocità sismica è la presenza di una slab di subduzione – afferma Wang – ma in quest’area non c’è una subduzione attiva e la slab fotografata si è già staccata dalla superficie. È per questo che riteniamo di osservare un’antica slab.”

Il gruppo descrive due possibili scenari per spiegare come questo antico fondo marino sia finito incastrato nel mezzo del blob del mantello nel Pacifico. In uno di questi, un bordo frantumato dell’antico fondo marino è sprofondato tra il predecessore della placca di Nazca e la parte dell’antico supercontinente Gondwana che divenne il Sud America circa 250 milioni di anni fa.

Quella parte di placca spezzata, che era parte del fondo marino durante l’inizio dell’era mesozoica, sarebbe andata in subduzione sotto quelle due placche, il cui confine forma oggi la dorsale oceanica che si allarga più rapidamente al mondo, chiamata dorsale del Pacifico orientale.

In alternativa, secondo Wang, la slab discendente potrebbe essere sprofondata sotto il predecessore della placca di Nazca, in un antico rimescolamento tettonico.

Indipendentemente da come ci sia arrivata, una parte del fondo marino sta lentamente scendendo verso il basso a un ritmo di circa 0,5-1 centimetri all’anno – quasi la metà della velocità con cui un oggetto simile affonderebbe se fosse alloggiato proprio sotto questa zona del mantello.

Secondo Wang, lo spessore della lastra e la viscosità (o gommosità) di questa regione del mantello potrebbero spiegare la lentezza dell’affondamento.

“I nostri risultati aiutano a collegare la storia della tettonica a placche degli ultimi 250 milioni di anni alle strutture attuali del mantello – afferma Wang – fornendo indizi sul complesso passato della Terra, in particolare su ciò che accadeva nel sottosuolo, che spesso non lascia impronte geologiche distinguibili sulla superficie.”