Quando il nostro pianeta si formò, 4,5 miliardi di anni fa, era ricoperto da uno spesso strato di magma con temperature estreme. Un lento processo di raffreddamento ha poi caratterizzato il nostro pianeta con la nascita della crosta mentre l’enorme energia termica prodotta dall’interno ha provocato processi come la convezione del mantello, la tettonica delle placche e il fenomeno del vulcanesimo. Da allora il calore emanato dall’interno ha guidato processi fondamentali come la tettonica a zolle. In questo processo di trasporto del calore, il confine tra il nucleo e il mantello, dove il primo caldo fuso è a diretto contatto con i minerali del mantello solido, ha svolto un ruolo fondamentale per il trasferimento dell’energie termiche dal nucleo al mantello. Ora una nuova ricerca ha analizzato la conduttività termica dei minerali presenti nella linea di demarcazione tra i due strati ed ha fornito indizi sulla velocità con la quale si sta raffreddando l’interno del nostro pianeta. A realizzare la ricerca è stata Motohiko Murakami, docente del Politecnico di Zurigo, dipartimento di Scienza della Terra con i colleghi del Carnegie Institution for Science dell’Università di Stanford. Gli esperti hanno sviluppato un sistema di misurazione che permette di individuare la conduttività termica del minerale che compone una percentuale del 93% del mantello inferiore.
Prende il nome della bridgmanite ed è misurata riproducendo in laboratorio le condizioni con pressioni e temperature presenti nella profondità del nostro pianeta. Il metodo di valutazione usato misura il grado di assorbimento ottico di recente sviluppo in un’unità diamantata riscaldata con un laser pulsato. “Si tratta di un sistema che ci permette di risalire al livello della conduttività termica della bridgmanite che è pari a 1,5 volte maggiore rispetto alle previsioni“, spiega Murakami. Secondo gli esperti, la quantità di calore prodotta dal nucleo e trasmessa al mantello è superiore rispetto alle previsioni; di conseguenza, questo meccanismo accresce la convezione del mantello accelerando il processo di raffreddamento del pianeta. Sulla base di questi dati, Murakami e gli altri esperti hanno anche dimostrato come il rapido raffreddamento del mantello cambia le fasi minerali stabili presenti al confine tra il nucleo e il mantello. Quando si raffredda, la bridgmanite si trasforma nel minerale post-perovskite. Ma appena la post-perovskite appare al confine tra il nucleo e il mantello e inizia ad essere dominante, il processo di raffreddamento del mantello accelera ulteriormente perché il minerale conduce il calore più efficientemente rispetto alla bridgmanite. “I dati potrebbero fornirci una nuova prospettiva sull’evoluzione delle dinamiche del nostro pianeta, coinvolto in un processo di raffreddamento”, spiega Murakami. In ogni caso occorre un’ulteriore stima dei tempi per consentire agli scienziati per comprendere il funzionamento della convezione del mantello in termini di spazio e tempo. Rimane ancora un sostanziale mistero come il decadimento degli elementi radioattivi nel nostro pianeta, una delle principali fonti di calore, influisca sulle dinamiche che coinvolgono il mantello.
Fonte:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X21005859?via%3Dihub
