La Terra ha un cuore che batte, spingendo ondate di roccia fusa verso la superficie. Questa sorprendente realtà è stata appena scoperta dai geologi dell'Università di Southampton al di sotto del continente africano. Si tratta di una pulsazione ritmica proveniente dal profondo mantello terrestre che sta lentamente, ma inesorabilmente, lacerando l'Africa per dare vita a un nuovo oceano. I dettagli di questa affascinante ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature Geoscience e rivelano che la regione di Afar, in Etiopia, è il punto caldo di questa trasformazione.
L'Africa si sta spaccando: scienziati scoprono i "battiti del cuore" di roccia fusa che formeranno un nuovo oceano
Qui, un "pennacchio" di mantello caldo pulsa verso l'alto come un vero e proprio battito cardiaco sotterraneo. La scoperta del team getta nuova luce su come il flusso ascendente di materiale incandescente proveniente dalle profondità del mantello sia profondamente influenzato dalle placche tettoniche, le gigantesche lastre rocciose che compongono la crosta terrestre e che si muovono lentamente sulla superficie del nostro pianeta. Nel corso di milioni di anni, le placche tettoniche tendono a separarsi in quelle che i geologi chiamano "zone di rift", come appunto la regione di Afar. In questi punti, la crosta si allunga e si assottiglia, quasi come una morbida plastilina che si sta stirando fino al punto di rottura. Ed è proprio questa rottura che segna la nascita di un nuovo bacino oceanico.
"Abbiamo scoperto che il mantello al di sotto di Afar non è uniforme o stazionario: pulsa, e queste pulsazioni portano firme chimiche distinte," ha spiegato la dottoressa Emma Watts, autrice principale dello studio (University of Swansea), che ha condotto la ricerca mentre era all'Università di Southampton. "Queste pulsazioni ascendenti del mantello parzialmente fuso sono incanalate dalle placche di rifting sovrastanti. Questo è importante per il nostro modo di concepire l'interazione tra l'interno della Terra e la sua superficie."
Il progetto ha visto la collaborazione di esperti provenienti da ben 10 istituzioni internazionali, tra cui spiccano l'Università di Southampton, l'Università di Swansea, le italiane Università di Firenze e Pisa, e centri di ricerca in Germania, Irlanda ed Etiopia. La regione di Afar è un luogo unico al mondo, un punto di convergenza di ben tre fratture tettoniche: la dorsale etiope principale, la dorsale del Mar Rosso e la dorsale del Golfo di Aden. Da tempo i geologi sospettavano la presenza di una risalita di mantello caldo, un "pennacchio", sotto questa area, che contribuisse all'espansione della crosta e alla potenziale nascita di un futuro bacino oceanico. Tuttavia, finora, la struttura e il comportamento di questa risalita sotto le placche in via di frattura erano rimasti un mistero.
Per svelare questi segreti, il team ha raccolto oltre 130 campioni di roccia vulcanica dalla regione di Afar e dalla Rift Valley etiope principale. Combinando questi dati con modelli statistici avanzati, sono riusciti a studiare la struttura della crosta e del mantello, e le fusioni contenute al loro interno. I risultati hanno rivelato che sotto Afar si cela un unico pennacchio asimmetrico, caratterizzato da "bande chimiche distinte che si ripetono lungo tutto il sistema di rift, come codici a barre geologici". La spaziatura di questi schemi varia in base alle condizioni tettoniche in ciascun "braccio" del rift. "La striatura chimica suggerisce che il pennacchio pulsa, come un battito cardiaco," ha commentato Tom Gernon, professore di Scienze della Terra all'Università di Southampton e coautore dello studio. "Queste pulsazioni sembrano comportarsi in modo diverso a seconda dello spessore della placca e della velocità con cui si separa. Nelle fratture che si espandono più rapidamente, come il Mar Rosso, le pulsazioni viaggiano in modo più efficiente e regolare, come una pulsazione attraverso un'arteria stretta."
Questa nuova ricerca dimostra che il pennacchio del mantello sotto la regione di Afar non è una struttura statica, ma un sistema dinamico e reattivo al movimento della placca tettonica sovrastante. "Abbiamo scoperto che l'evoluzione delle emersioni del mantello profondo è intimamente legata al moto delle placche sovrastanti," ha dichiarato il dottor Derek Keir, Professore Associato di Scienze della Terra presso l'Università di Southampton e l'Università di Firenze, e coautore dello studio. "Questo ha profonde implicazioni sul modo in cui interpretiamo il vulcanismo superficiale, l'attività sismica e il processo di disgregazione dei continenti." Keir ha aggiunto che "il lavoro dimostra che le profonde correnti di risalita del mantello possono fluire sotto la base delle placche tettoniche e contribuire a concentrare l'attività vulcanica dove la placca tettonica è più sottile. Ulteriori ricerche includeranno la comprensione di come e a quale velocità avviene il flusso del mantello sotto le placche."
La dottoressa Watts ha concluso sottolineando l'importanza della collaborazione scientifica: "Collaborare con ricercatori con competenze diverse in diverse istituzioni, come abbiamo fatto per questo progetto, è essenziale per svelare i processi che avvengono sotto la superficie terrestre e collegarli al recente vulcanismo. Senza utilizzare tecniche diverse, è difficile avere una visione completa, come comporre un puzzle quando non si hanno tutti i pezzi." Una metafora perfetta per descrivere la complessità di indagare i segreti più profondi del nostro pianeta.