La Terra sta lentamente sbucciando i suoi continenti dal basso, alimentando i vulcani oceanici

I ricercatori dell’Università di Southampton hanno scoperto che frammenti di continenti vengono gradualmente strappati via dal basso e trascinati nel mantello oceanico, lo strato caldo e per lo più solido sotto il fondale marino che circola lentamente. Una volta lì, questo materiale continentale può alimentare eruzioni vulcaniche per decine di milioni di anni.

Questa scoperta risolve un enigma geologico di lunga data: perché alcune isole oceaniche situate lontano dai confini delle placche tettoniche contengono firme chimiche che sembrano distintamente continentali, anche se si trovano nel mezzo di vasti oceani.

Lo studio, pubblicato in Geoscienza della naturaè stato condotto da un team internazionale dell’Università di Southampton, del GFZ Helmholtz Center for Geosciences di Potsdam, dell’Università di Potsdam, della Queen’s University (Canada) e dell’Università di Swansea.

Antichi indizi chimici nelle profondità del mantello

Le isole oceaniche come l’Isola di Natale nell’Oceano Indiano nordorientale spesso contengono concentrazioni insolitamente elevate di alcuni elementi “arricchiti” che tipicamente provengono dai continenti. Gli scienziati hanno paragonato questo processo di miscelazione al movimento di una impastatrice per torte che unisce ingredienti più vecchi e riciclati provenienti dalle profondità della Terra.

Per anni, i geologi hanno ipotizzato che questi elementi arricchiti provenissero da sedimenti oceanici trascinati nel mantello quando le placche tettoniche affondano, o da colonne di roccia calda in risalita note come pennacchi del mantello.

Tuttavia, tali spiegazioni hanno dei limiti. Alcune regioni vulcaniche non presentano tracce di crosta riciclata, mentre altre sembrano troppo superficiali e fredde per essere guidate dai profondi pennacchi del mantello.

“Sappiamo da decenni che parti del mantello sotto gli oceani sembrano stranamente contaminati, come se pezzi di antichi continenti fossero finiti in qualche modo lì dentro”, ha detto Thomas Gernon, professore di Scienze della Terra all’Università di Southampton e autore principale dello studio. “Ma non siamo stati in grado di spiegare adeguatamente come tutto quel materiale continentale sia arrivato lì.”

I continenti si stanno staccando dal basso

I ricercatori propongono un nuovo meccanismo: i continenti non solo si dividono in superficie, ma si staccano anche dal basso, e su distanze molto maggiori di quanto gli scienziati un tempo ritenessero possibile.

Per testarlo, il team ha costruito simulazioni al computer che ricreavano il modo in cui il mantello e la crosta continentale si comportano quando vengono allungati dalle forze tettoniche.

I loro risultati mostrano che quando i continenti iniziano a disgregarsi, potenti stress nelle profondità della Terra innescano una “onda di mantello” che si muove lentamente. Questo movimento rotatorio si propaga lungo la base dei continenti a una profondità compresa tra 150 e 200 chilometri, disturbando e gradualmente strappando materiale dalle loro radici profonde.

Il processo avviene a una velocità incredibilmente lenta: circa un milionesimo della velocità di una lumaca. Nel corso del tempo, questi frammenti staccati vengono trasportati lateralmente per più di 1.000 chilometri nel mantello oceanico, dove alimentano l’attività vulcanica per decine di milioni di anni.

Il coautore dello studio, il professor Sascha Brune del GFZ di Potsdam, ha spiegato: “Abbiamo scoperto che il mantello risente ancora degli effetti della disgregazione dei continenti molto tempo dopo che i continenti stessi si sono separati. Il sistema non si spegne quando si forma un nuovo bacino oceanico: il mantello continua a muoversi, riorganizzarsi e trasportare materiale arricchito lontano da dove ha avuto origine”.

Indizi dall’Oceano Indiano

Per supportare il loro modello, il team ha analizzato dati chimici e geologici provenienti da regioni come la provincia delle montagne sottomarine dell’Oceano Indiano, una catena di formazioni vulcaniche apparse dopo la disgregazione del supercontinente Gondwana oltre 100 milioni di anni fa.

Le loro scoperte mostrano che subito dopo la divisione del Gondwana, un impulso di magma insolitamente ricco di materiale continentale eruttò in superficie. Nel corso del tempo, questa firma chimica si è gradualmente attenuata man mano che il flusso di materiale proveniente da sotto i continenti è diminuito. In particolare, ciò è avvenuto senza la presenza di un profondo pennacchio del mantello, mettendo in discussione le ipotesi di lunga data sulla fonte di tale vulcanismo.

Il professor Gernon ha aggiunto: “Non escludiamo la formazione di pennacchi di mantello, ma questa scoperta indica un meccanismo completamente nuovo che modella anche la composizione del mantello terrestre. Le onde del mantello possono trasportare macchie di materiale continentale lontano nel mantello oceanico, lasciando dietro di sé una firma chimica che dura molto tempo dopo che i continenti si sono separati”.

La ricerca si basa anche sul lavoro precedente del team che mostrava che queste onde lente e ondulate del mantello possono avere effetti drammatici nelle profondità dei continenti. I loro studi precedenti suggeriscono che tali onde potrebbero contribuire a innescare eruzioni di diamanti e persino a rimodellare paesaggi a migliaia di chilometri di distanza dai confini tettonici.