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Attualità lunedì 09 gennaio 2023 ore 11:40

Non solo acqua nel viaggio al centro della Terra

La microfotografia del diamante studiato
La microfotografia del diamante studiato

Ci sono anche metano e idrogeno molecolare nel ventre del pianeta. A scoprirlo studiando un diamante super profondo anche uno scienziato toscano



FIRENZE — Non solo acqua nel ventre della Terra, ma anche metano e idrogeno molecolare: la scoperta arriva in uno studio internazionale a cui a contribuito il mineralogista e scienziato toscano Luca Bindi del dipartimento di scienze della Terra dell'università di Firenze dove è docente ordinario di mineralogia. La ricerca è confluita in una pubblicazione dal titolo Extreme redox variations in a superdeep diamond from a subducted slab comparsa sulla rivista Nature e a prima firma Fabrizio Nestola del Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova.

Gli studiosi, spiega una nota dell'università fiorentina, hanno effettuato un viaggio al centro della Terra esaminando i diamanti super profondi, quelli estremamente rari che si formano a profondità da 300 fino a 1000 chilometri all’interno del mantello terrestre, vere e proprie capsule inerti capaci di trasportare “frammenti” di terra profonda fino alla superficie terrestre senza quasi alcuna alterazione chimica.

Le ricerca - a cui hanno partecipato anche l’Università canadese di Alberta, la tedesca di Bayreuth, l’americana Northwestern University e l’inglese University of Glasgow - descrive la composizione di un diamante davvero unico, che incorpora particolari inclusioni che testimoniano una sequenza complessa di reazioni chimiche che avvengono su una placca tettonica che scorre sotto un'altra con possibilità di sprofondare verso l'interno del manto terrestre (subduzione) al “confine” tra la zona di transizione, tra i 410 e i 660 chilometri di profondità e il mantello inferiore, settore che si estende fino al nucleo terrestre esterno a 2.900 chilometri di profondità. 

Il processo di subduzione è uno dei principali fenomeni geologici alla base della tettonica delle placche, la teoria che indica come la litosfera, l'involucro solido più esterno della Terra dello spessore di 70-100 chilometri, sia divisa in circa venti porzioni rigide, dette appunto placche.

La placca in subduzione che si muove in modo non lineare raggiungendo il mantello inferiore

La placca in subduzione che si muove in modo non lineare raggiungendo il mantello inferiore

La tipologia di inclusioni analizzate come il ritrovamento di forsterite pura, un caso unico, che è un minerale del mantello terrestre con composizione Mg2SiO4 e le reazioni chimiche che sono avvenute all’interno del diamante studiato indicano e confermano la presenza di acqua a grandissime profondità (circa 660 chilometri), in concomitanza a metano (CH4), idrogeno molecolare H2 e la presenza di settori, sempre a queste profondità, costituiti da ferro metallico ritenuto fino a oggi essere presente solo nel nucleo terrestre. 

La microfotografia del diamante studiato, con in evidenza le inclusioni all'interno

La microfotografia del diamante studiato, con in evidenza le inclusioni all'interno

Allo stesso tempo, la scoperta conferma empiricamente per la prima volta ciò che era stato solo simulato in geofisica da calcoli molto complessi: le placche tettoniche penetrano nel mantello talvolta seguendo percorsi non lineari. Questo potrebbe, spiega Nestola, essere elemento da considerare per i sismologi che studiano lo sviluppo di terremoti profondi.

“L’effettiva presenza di acqua a grandissime profondità nella Terra era stata già scoperta nel 2014 grazie a un altro diamante super profondo - rammenta Bindi - tuttavia con questo nuovo studio non solo confermiamo che l’acqua deve essere assolutamente presente tra la zona di transizione e il mantello inferiore, ma che a quelle profondità dobbiamo anche avere altri fluidi come il metano e l’idrogeno molecolare”.

Luca Bindi

Luca Bindi

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