Terra, la possibile origine di un misterioso strato

Secondo uno studio pubblicato su Nature Geoscience, l’acqua che penetra dalla superficie della Terra verso gli strati più profondi sarebbe responsabile della trasformazione della porzione più esterna del nucleo interno, e negli anni avrebbe portato alla formazione del misterioso strato noto come “E prime layer”. L’esistenza di quest’ultimo è stata ipotizzata qualche decennio fa da un gruppo di sismologi, ma fino ad oggi nessuno aveva idea di come potesse essersi formato. Gli esperimenti guidati da Sang-Heon Shim e Yongjae Lee, docenti rispettivamente presso la Arizona State University (Stati Uniti) e la Yonsei University di Seoul (Corea del Sud), forniscono per la prima volta una possibile spiegazione. Vediamo di che cosa si tratta.

Gli strati della Terra

Prima, però, facciamo un passo indietro. La Terra è costituita da quattro strati principali, che, andando da quello più profondo a quello più superficiale, sono: il nucleo interno, il nucleo esterno, il mantello e, infine, la crosta terrestre. Il primo è in sostanza una sfera di raggio pari a oltre mille chilometri, costituita da ferro e nickel alla temperatura di circa 5.400 gradi centigradi. Anche il nucleo esterno è costituito da questi due metalli e il suo spessore è pari a circa 2.300 chilometri. Il mantello, invece, è fatto essenzialmente da roccia fusa ed è il più spesso dei quattro strati, con i suoi 2.900 chilometri. Infine, sulla superficie c’è la cosiddetta crosta terrestre, quella su cui camminiamo, che ha uno spessore medio di circa 30 chilometri (che aumenta nelle zone montuose e diminuisce in corrispondenza degli oceani). Il misterioso “E prime layer”, che si pensa estendersi per poche centinaia di chilometri, si troverebbe fra il nucleo esterno e il mantello.

Lo studio

Come anticipato, gli autori del nuovo studio hanno fornito una possibile spiegazione per la sua formazione. Grazie all’impiego di particolari strumenti, i ricercatori sono stati in grado di ricreare le condizioni di temperatura e pressione che caratterizzano la zona di confine fra il nucleo esterno e il mantello. In questo modo hanno potuto studiare la reazione che avviene quando l’acqua superficiale penetra verso l’interno del pianeta a causa del movimento delle placche terrestri, venendo a contatto con i metalli presenti negli strati profondi.

“Per anni – racconta Shim – si è creduto che lo scambio di materiale tra il nucleo e il mantello della Terra fosse minimo. Tuttavia, i nostri recenti esperimenti ad alta pressione rivelano una storia diversa. Abbiamo scoperto che quando l’acqua raggiunge il confine tra nucleo e mantello, reagisce con il silicio nel nucleo, formando silice”. La conseguenza di questa reazione è la formazione di una sorta di sottile pellicola meno densa rispetto agli strati sottostanti. Questa presenterebbe caratteristiche sismiche in linea con i rilevamenti che in passato hanno portato a pensare che potesse esistere un ulteriore (sottile) strato oltre ai quattro già noti. “Questa scoperta – conclude Shim -, indica un’interazione nucleo-mantello molto più dinamica, che suggerisce un sostanziale scambio di materiali”.