Una scoperta scuote le conoscenze sul mondo del sottosuolo
Con la loro violenza, i terremoti e le eruzioni vulcaniche ci ricordano che gli eventi sulla superficie sono connessi a processi che avvengono nelle profondità della Terra. «La ragione dietro a questi fenomeni è che il mantello, che si estende fino a metà del pianeta verso il centro della Terra, è in movimento», spiega Arwen Deuss, coordinatrice del progetto ATUNE attiva presso l’Università di Utrecht nei Paesi Bassi. «Se vogliamo sapere perché in alcuni luoghi si verificano eruzioni vulcaniche di grande entità, dobbiamo conoscere ciò che accade nel sottosuolo.»
Misurare le onde sismiche
Per tracciare un quadro di questi processi, scienziate come Deuss rilevano e misurano le onde sismiche prodotte dai terremoti. «Onde del genere possono viaggiare, ad esempio, dalla Nuova Zelanda fino all’Europa», afferma la studiosa. «Successivamente i sismometri europei le registrano in un sismogramma.» Deuss spiega che il proprio lavoro è come eseguire una «scansione cerebrale» al pianeta Terra: il risultato della scansione delle onde sismiche è un’immagine della loro velocità di propagazione all’interno del pianeta, rappresentata in rosso se lenta e in blu se rapida. «Inizialmente, si stabilisce se le onde sono veloci o lente», aggiunge Deuss, «presumiamo che si spostino lentamente se attraversano materiale caldo, ma altri fattori oltre la temperatura possono influenzarne la rapidità del movimento».
Occhi puntati sull’energia
L’obiettivo del progetto ATUNE, che è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, era quello di ampliare le nostre conoscenze sugli eventi sismici attraverso lo sviluppo di un modo per misurare non solo la velocità delle onde, ma anche la quantità di energia persa nel processo noto come smorzamento. «Mi piace usare l’analogia con una corsa», afferma Deuss. «Se fuori fa caldo, non si riuscirà a correre molto velocemente e si rallenterà, perdendo anche molta energia. Lo stesso accade per le onde sismiche. Tuttavia, quando si corre, un ritmo lento e un basso livello di energia possono essere dovuti anche a un altro fattore di riduzione dell’energia, come la presenza di sabbia libera sotto i piedi: non necessariamente si tratta di un problema di temperatura.» Deuss ha applicato la matematica complessa per stabilire il punto del mantello in cui le onde perdono energia, utilizzando un gruppo di supercomputer per svolgere una serie di calcoli. In questo modo, ha potuto sviluppare una modello che mostra, per ogni regione del mantello, la rapidità con cui si dissipa l’energia di un grande evento sismico. In futuro, il modello dovrebbe aiutare i sismologi a tracciare un quadro più completo delle complesse dinamiche della Terra.
Scoperte inaspettate
Il team del progetto ha anche scoperto qualcosa che non prevedeva. In due enormi regioni del mantello sottostante all’Africa e al Pacifico, grandi quanto un continente, Deuss è riuscita a dimostrare che l’energia si dissipa molto lentamente. Questa osservazione è spiegabile dalla grandezza maggiore dei cristalli minerali rilevati in quell’area, che svolgono un importante ruolo stabilizzatore. Il fenomeno aiuta a chiarire, ad esempio, perché i vulcani sopra tali regioni, come quelli hawaiiani, esistano da centinaia di milioni di anni. «Queste zone sembrano fungere da ancore del mantello», osserva la studiosa. «Tali informazioni potrebbero cambiare la nostra idea della tettonica delle placche.» La scoperta ha effettivamente aperto nuove strade per le ricerche di Deuss, che attualmente sta lavorando a una proposta di progetto insieme a tre esperti, rispettivamente di geologia, vulcanologia e geocronologia, con l’obiettivo di comprendere meglio i cambiamenti del mantello nel corso del tempo. «Come sismologa, possono solo fornire una fotografia del presente», spiega. «Ma se aggiungiamo la storia e il tempo, e includiamo ciò che avviene sulla superficie, possiamo capire meglio l’evoluzione del nostro pianeta.»
Parole chiave
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