L'acqua immagazzinata nel mantello per milioni di anni potrebbe essere collegata al vulcanismo continentale

La zona di transizione del mantello (MTZ), situata tra 410 e 670 chilometri sotto la superficie terrestre, può immagazzinare una quantità d'acqua equivalente a quella di diversi oceani. Quest'acqua, trasportata a tali profondità dalla subduzione delle placche tettoniche, è immagazzinata in minerali come la ringwoodite e la wadsleyite.

La distribuzione dell'acqua nella ZTM, sia attuale che passata, non è del tutto compresa o mappata. Tuttavia, poiché le placche idratate penetrano nel mantello in punti diversi e con velocità, forme e dimensioni diverse, i ricercatori prevedono che l'acqua non sarà distribuita uniformemente in tutta l'area.

Il vulcanismo intraplacca, ovvero il vulcanismo che si verifica al di fuori dei confini delle placche, può fornire indizi su quali aree della ZTM siano maggiormente idratate. Parte di questo vulcanismo si verifica quando le risalite ricche di acqua nel mantello innescano la fusione delle rocce del mantello, formando magma che può eruttare.

I ricercatori hanno poi confrontato queste mappe dell'acqua nel mantello con le località in cui si è verificato il vulcanismo intraplacca negli ultimi 250 milioni di anni. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Geochemistry, Geophysics, Geosystems.

Zone umide del mantello profondo e vulcanismo continentale

I risultati hanno evidenziato una forte correlazione tra le zone umide nella TMZ e il vulcanismo intraplacca continentale, con una percentuale compresa tra il 42% e il 68% del vulcanismo intraplacca che si verifica nelle regioni della TMZ più sature al mondo.

La correlazione è più forte nei luoghi in cui l'acqua è rimasta nella MTZ per 30-100 milioni di anni; Pertanto, i ricercatori suggeriscono che è necessaria una scala temporale lunga con molteplici eventi di subduzione per idratare la TMZ e potenzialmente innescare l'attività vulcanica intraplacca.

Il legame tra l'accumulo di acqua nella TMZ e il vulcanismo intraplacca continentale potrebbe spiegare la scarsa attività vulcanica nell'Asia orientale, nell'America settentrionale occidentale e nell'Australia orientale, nonché i modelli globali del vulcanismo intraplacca degli ultimi 200 milioni di anni.

Al contrario, l'Oceano Indiano, l'Africa sudorientale e l'Atlantico meridionale si trovano su tratti della MTZ rimasti asciutti negli ultimi 400 milioni di anni, il che potrebbe aver contribuito alla mancanza di attività vulcanica in queste regioni, affermano i ricercatori.

Riferimenti allo studio

Helene Wang et al, Hydrous Regions of the Mantle Transition Zone Lie Beneath Areas of Continental Intraplate Volcanism, Geochemistry, Geophysics, Geosystems (2025). DOI: 10.1029/2024GC011901

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitata dall'American Geophysical Union.