La teoria dei geologi su Nature: ci sono "continenti sommersi" che potrebbero influenzare i campi magnetici della Terra

Con un'altezza di 900 chilometri e una larghezza di diverse migliaia di chilometri, si pensava che le due gigantesche strutture fossero frammenti di Theia, l'oggetto delle dimensioni di Marte che sarebbe entrato in collisione con la Terra primordiale, ma questa idea dovrà essere rivista.

Le grandi province a bassa velocità (LLVP) sono ampie anomalie della velocità delle onde sismiche di magnitudo 2 nel mantello inferiore, sotto il Pacifico e l'Africa. Entrambe le masse rocciose delle dimensioni di un continente sono note come LLSVP, Large Low-Shear-Velocity Provinces, e sono costituite da materiali molto più densi e duri rispetto all'ambiente circostante.

In altre parole, la sua origine non può essere la stessa del resto del mantello. Inoltre, le loro dimensioni li rendono entrambi in grado di generare perturbazioni nella magnetosfera, tra cui il principale fenomeno che sta attualmente indebolindo il campo magnetico terrestre, noto come "Anomalia del Sud Atlantico". Insieme, le due strutture coprono più di un quarto del nucleo terrestre, il che significa che si tratta di un fenomeno troppo importante perché il pianeta possa ignorarlo.

Sono frammenti di un altro pianeta?

Finora sono state avanzate diverse ipotesi sulla natura degli LLSVP. Una delle ipotesi più comuni è che si siano formate a partire dall'antica crosta oceanica spinta nel mantello nelle zone di subduzione delle placche tettoniche, dove una placca scivola sotto l'altra.

Secondo questa idea, questo materiale della crosta terrestre si sarebbe agitato nel mantello per milioni di anni e alla fine si sarebbe accumulato formando le LLSVP.

Tuttavia, nel marzo 2021, un team di ricercatori guidato dal geologo Qian Yuan, allora all'Arizona State University, ha sbalordito il mondo con un'idea "folle ma possibile": questi due misteriosi frammenti potrebbero essere i resti di Theia, l'oggetto delle dimensioni di Marte che si è schiantato sulla Terra 4,5 miliardi di anni fa dando origine alla Luna.

In altre parole, nel cuore della Terra giacciono due enormi frammenti di un altro mondo, di un pianeta alieno scomparso da tempo. Due anni dopo, nel 2023, un altro team di ricercatori, tra cui lo stesso Qian Yuan, ha ottenuto nuovi dati che sembravano confermare questa intrigante possibilità.

Un nuovo studio ha fatto una rivelazione che ha capovolto tutto.

In un modo o nell'altro, gli scienziati hanno sempre dato per scontato che i due LLSVP siano simili in termini di natura, composizione chimica ed età, perché le onde sismiche con cui i geologi li studiano li attraversano in modo simile. Ma un nuovo studio condotto da ricercatori delle università di Cardiff, Oxford, Bristol e Michigan ha appena rivelato qualcosa di completamente inaspettato e capovolge tutto.

Secondo lo studio, queste due misteriose regioni sotterranee hanno in realtà storie diverse: non si sono formate nello stesso momento e le loro composizioni chimiche sono diverse. I risultati, che mettono in dubbio tutte le ipotesi precedenti, sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports.

Secondo il nuovo studio, la LLSVP africana è considerevolmente più antica e "meglio mescolata" della LLSVP pacifica, la cui composizione è stata costantemente rinnovata con materiale fresco proveniente dalla crosta oceanica per 300 milioni di anni. Ciò avviene perché, in superficie, questo LLSVP è circondato e "alimentato" da un ampio cerchio di zone di subduzione, noto come "Anello di fuoco" del Pacifico.

Al contrario, l'LLSVP africano non riceve nuovo materiale alla stessa velocità, quindi si è mescolato meglio con il mantello circostante, riducendo la sua densità. Poiché le simulazioni numeriche non sono perfette, abbiamo eseguito diversi modelli per vari parametri.

Queste differenze erano state precedentemente trascurate a causa del fatto che entrambi gli LLSVP hanno la stessa temperatura (che è il fattore dominante nello spiegare la velocità con cui le onde sismiche viaggiano attraverso un materiale), il che spiega perché appaiono così simili sismicamente. Questa scoperta sottolinea l'importanza di combinare diverse discipline scientifiche per esaminare da vicino il funzionamento interno del nostro pianeta.

Squilibri nel campo magnetico

Le elevate temperature degli LLSVP e la loro posizione nel mantello profondo su entrambi i lati del pianeta influenzano il modo in cui il calore viene estratto dal nucleo terrestre. Ciò ha conseguenze sulla convezione del nucleo esterno liquido, un processo che alimenta il campo magnetico terrestre, lo scudo naturale che protegge la superficie dai raggi cosmici dannosi e mantiene le qualità che consentono alla vita di esistere sul nostro pianeta.

cación en el manto profundo a ambos lados del planeta significan que ambos afectan la forma en que se extrae el calor del núcleo de la Tierra. Y esto tiene consecuencias para la convección del núcleo externo líquido, un proceso que impulsa el campo magnético de la Tierra, el escudo natural que protege la superficie de los rayos cósmicos dañinos y mantiene las cualidades que permiten que la vida exista en nuestro planeta.

Ma se i LLSVP dell'Africa e del Pacifico sono diversi, ciò significa che il calore non può più essere estratto in modo simmetrico, il che potrebbe portare a "anomalie" come quella nell'Atlantico meridionale, o addirittura a un'instabilità generale del campo magnetico.

Pertanto è importante comprendere la struttura di queste enormi masse rocciose e il modo in cui influenzano l'estrazione del calore dal nucleo. D'ora in poi, gli scienziati dovranno tenere conto di questa asimmetria nella densità del mantello nei loro modelli delle profondità della Terra. E calcolare con maggiore precisione gli effetti che potrebbe avere sullo scudo difensivo del pianeta.

Riferimenti allo studio

James Panton, J. Huw Davies, Paula Koelemeijer, Robert Myhill & Jeroen Ritsema. Unique composition and evolutionary histories of large low velocity provinces. Scientific Reports (2025).