Un team di geofisici dell’ETH di Zurigo, utilizzando modelli ad alta risoluzione del mantello terrestre inferiore, ha scoperto zone dove le onde sismiche si comportano in modo inatteso. Queste anomalie suggeriscono la presenza di aree composte da rocce più fredde o con una composizione diversa rispetto a quelle circostanti. La scoperta sfida le attuali teorie sulla tettonica a placche e pone nuove domande sulla storia interna della Terra.
Come si esplora il cuore del pianeta
Non potendo accedere direttamente al mantello terrestre – situato tra il nucleo e la litosfera – i geofisici si affidano a metodi indiretti per studiare cosa accade sotto la superficie. Le onde sismiche, generate dai terremoti, rappresentano uno strumento fondamentale. Proprio come i medici usano l’ecografia per osservare l’interno del corpo umano, i geofisici analizzano la velocità e il comportamento delle onde sismiche per dedurre la struttura e la composizione della Terra.
Queste onde si propagano dall’epicentro di un terremoto, subendo rifrazioni, diffrazioni e riflessioni a seconda della densità e dell’elasticità dei materiali attraversati. Grazie ai dati raccolti dalle stazioni sismografiche, i ricercatori hanno identificato la posizione delle placche tettoniche sommerse, confermando la loro presenza soprattutto nelle zone di subduzione, dove una placca si immerge sotto l’altra.
Placche nascoste dove non dovrebbero esserci
Recentemente, però, un gruppo di ricerca dell’ETH di Zurigo e del California Institute of Technology ha scoperto qualcosa di sorprendente. Utilizzando un modello sismico ad alta risoluzione, hanno individuato anomalie nel mantello terrestre che somigliano a resti di placche subdotte, ma in aree dove non ci si aspetterebbe di trovarle. Alcune di queste si trovano sotto il Pacifico occidentale e persino sotto continenti, lontano dalle attuali zone di subduzione.
La ricerca, pubblicata su Scientific Reports, mette in discussione il tradizionale ciclo tettonico e lascia aperti molti interrogativi. Non esiste infatti alcuna evidenza geologica che indichi processi di subduzione passati in quelle regioni.
Un nuovo strumento di indagine
Il segreto di questa scoperta risiede nella tecnica avanzata utilizzata dai ricercatori: l’inversione delle forme d’onda, o full-waveform inversion. Questo metodo permette di analizzare tutte le tipologie di onde sismiche per ottenere un modello più dettagliato della struttura interna della Terra. Tuttavia, il processo è estremamente complesso e richiede una potenza computazionale elevatissima, resa possibile grazie al supercomputer Piz Daint del Centro Svizzero di Calcolo Scientifico (CSCS) di Lugano.
Secondo Thomas Schouten, primo autore dello studio, queste anomalie potrebbero essere molto più diffuse di quanto si pensasse. “Con il nostro modello, possiamo osservare anomalie ovunque nel mantello, ma non sappiamo ancora cosa siano o da cosa siano generate”, ha affermato.
Un mistero che richiede nuove ricerche
I ricercatori ipotizzano che queste anomalie possano derivare da materiali antichi, risalenti a circa 4 miliardi di anni fa, o da accumuli di rocce ricche di ferro formatesi nel corso dei millenni. Tuttavia, le attuali tecnologie non sono ancora sufficienti per rispondere a queste domande. Le onde analizziate danno informazioni solo sulla velocità con cui si propagano, ma non sui dettagli dei materiali che attraversano.
Per comprendere meglio l’interno del pianeta, sarà necessario sviluppare modelli ancora più sofisticati, in grado di correlare le velocità delle onde a proprietà specifiche dei materiali. È come trovare un’arteria in una parte del corpo dove non dovrebbe esserci, ha aggiunto Andreas Fichtner, professore all’ETH Zurigo.