In un trionfo geologico, gli scienziati perforano una finestra nel mantello terrestre

Jul 18, 2023

Presso una montagna sottomarina nel mezzo dell'Oceano Atlantico, gli scienziati hanno perforato quasi un miglio sotto il fondo dell'oceano e hanno estratto una risorsa scientifica senza precedenti: pezzi del mantello roccioso della Terra.

Il risultato da record ha elettrizzato i geoscienziati, che per decenni hanno sognato di perforare chilometri di crosta terrestre per campionare il misterioso regno che costituisce la maggior parte del pianeta. L’agitazione del mantello, guidata dal calore, è ciò che alimenta la tettonica a placche nella crosta, dando origine a montagne, vulcani e terremoti.

La nuova spedizione, condotta da una nave di perforazione oceanica chiamata JOIDES Risoluzione, tecnicamente non ha perforato il mantello, e il buco non è il più profondo mai praticato sotto il fondo dell'oceano. Invece, i ricercatori si sono spostati verso una speciale “finestra tettonica” nel Nord Atlantico, dove le trivelle non devono scavare tunnel così lontani per colpire il terreno fertile. Qui, le rocce del mantello sono state spinte vicino alla superficie mentre il fondale oceanico si separa lentamente nella vicina Dorsale Medio Atlantica.

Il 1° maggio iniziarono a perforare il foro, noto come U1601C. Andrew McCaig, il co-capo scienziato della spedizione, si aspettava di fare una "punta di spillo" superficiale perché il record per la perforazione nella roccia del mantello, stabilito negli anni '90, era di appena un decimo di miglio. I ricercatori speravano di recuperare campioni sufficienti per aiutare a chiarire come le reazioni chimiche tra le rocce del mantello e l’acqua avrebbero potuto dare origine alla vita sul nostro pianeta. Ma la perforazione oceanica può essere un’impresa incerta: le trivelle si bloccano o i lunghi nuclei di roccia recuperati potrebbero essere solo campioni parziali.

Questa volta, però, la trivella ha prodotto un tubo dopo l'altro di roccia scura, molti dei quali sorprendentemente completi.

“Continuava ad andare sempre più in profondità, sempre più in profondità. Poi tutti nel partito della scienza hanno detto: "Ehi, questo è quello che volevamo da sempre". Dal 1960, volevamo ottenere un buco così profondo nel mantello roccioso", ha detto McCaig, parlando dalla Risoluzione JOIDES pochi minuti prima che un'altra lunga sezione di roccia scura fosse tirata a bordo. Quando la squadra ha interrotto la perforazione il 2 giugno, aveva prelevato campioni di roccia fino a 4.157 piedi di profondità sotto il fondale marino.

"Abbiamo realizzato un'ambizione che alimenta la comunità scientifica da molti decenni", ha affermato McCaig.

Gli scienziati a terra hanno tenuto d’occhio con entusiasmo la spedizione, anticipando un jackpot di dati che aprirà una nuova finestra sulle profondità della Terra e alimenterà anni di ricerca.

"Siamo sulla Luna con entusiasmo per quello che hanno - una straordinaria sezione di rocce", ha detto Andrew Fisher, un idrogeologo dell'Università della California a Santa Cruz, che consiglia uno studente laureato che è a bordo della nave e ha hanno monitorato i loro progressi da remoto.

Nel 1909, un sismologo croato di nome Andrija Mohorovičić scoprì un confine all'interno della Terra.

Mohorovičić ha monitorato il modo in cui le onde sismiche generate da un terremoto viaggiavano attraverso il terreno, in modo simile all'utilizzo dei raggi X per sondare l'interno del corpo umano. Più vicino alla superficie, le onde sismiche viaggiavano ad una velocità, ma oltre una certa zona in tutto il mondo viaggiavano più velocemente, suggerendo che le onde si muovevano attraverso due distinti strati di roccia.

Questa discontinuità, chiamata Moho, è ora riconosciuta come la linea tra la crosta terrestre e il suo mantello. La sua profondità varia, ma il mantello generalmente inizia a circa cinque miglia sotto il fondo dell'oceano e a circa 20 miglia sotto i continenti.

"Pensa alla crosta come a una torta meravigliosamente ghiacciata, ma quello che vuoi è la torta, non la glassa", ha detto Jessica Warren, professoressa di scienze della Terra all'Università del Delaware che ha anche monitorato gli sviluppi del progetto. progredire da remoto. "Se vogliamo comprendere la Terra nel suo insieme, c'è un'enorme, enorme quantità di roccia al di sotto."

Il nucleo interno della Terra sembra rallentare la propria rotazione

Il mantello non è completamente sconosciuto. Occasionalmente, le eruzioni vulcaniche ne emettono pezzi: pezzi di peridotite verdastra, il tipo di roccia che domina il mantello superiore, incastonati nella roccia basaltica. Ma questi campioni, chiamati xenoliti del mantello, hanno i loro limiti, perché sono spesso masticati e alterati dalle intemperie durante il loro viaggio in superficie. Sono presenti anche ofioliti, fogli di crosta oceanica tinta con parte del mantello superiore che furono sollevati e incollati sulla terra. Ma anche loro sono stati alterati dal viaggio.