Un gruppo di misteriose strutture ultradense appena fuori dal nucleo della Terra potrebbe essere i resti di un'antica collisione interplanetaria, suggerisce una nuova ricerca.Queste strane strutture sono conosciute come zone a velocità ultrabassa (ULTZ), perché le onde sismiche generate dai terremoti viaggiano circa il 50% più lentamente attraverso queste zone che attraverso il mantello circostante. Ciò significa che gli ULLZ sono anche molto più densi del resto del mantello e possibilmente fatti di elementi più pesanti.
È difficile dire qualcosa di certo su queste dense macchie di roccia, perché gli ULDZ si trovano a quasi 2.900 chilometri sotto la superficie terrestre – un gruppo raggruppato in profondità sotto l'Africa e un altro sotto l'Oceano Pacifico, dove il mantello roccioso e il nucleo esterno di metallo liquido si incontrano. È troppo profondo per essere visto dagli occhi umani; solo i dati sismici possono offrire indizi sulle dimensioni, la forma e la struttura degli ULLVZ.
Ora, utilizzando un nuovo modello computerizzato e nuove osservazioni sismiche dal profondo sotto l'Australia e la Nuova Zelanda, i ricercatori potrebbero aver aggiunto un pezzo importante al puzzle ULVZ. Secondo uno studio pubblicato il 30 dicembre 2021 sulla rivista Nature Geoscience,queste zone non sono strutture uniformi ma piuttosto sembrano essere fatte di strati di materiali diversi che si sono accumulati nel corso degli eoni.
"La scoperta più sorprendente è che le zone a velocità ultra-bassa non sono omogenee ma contengono forti variazioni strutturali e compositive al loro interno", ha detto in una dichiarazionel'autrice principale dello studio Surya Pachhai, studiosa post-dottorato presso l'Australian National University. "Questo tipo di ULVZ può essere spiegato da [variazioni] chimiche create all'inizio della storia della Terra, che non sono ancora ben miscelate dopo 4,5 miliardi di anni di convezione del mantello".
Dopo che le loro simulazioni al computer hanno mostrato che una struttura stratificata o mista era probabilmente all'interno degli ULLZ, i ricercatori hanno suggerito una possibile storia di origine per le strutture – una storia che inizia più di 4 miliardi di anni fa, all'incirca nel periodo in cui si è formata per la prima volta la crosta rocciosa della Terra. Sotto la superficie, elementi più pesanti, come il ferro,stavano affondando verso il nucleo del pianeta, mentre elementi più leggeri, come il silicio,salivano verso il mantello.
Questa organizzazione è andata in tilt quando un pianeta delle dimensioni di Marte noto come Theia si è schiantato direttamente sulla Terra primordiale – un antico cataclisma che i ricercatori chiamano l'ipotesi dell'impatto gigante. La collisione potrebbe aver disperso enormi quantità di detriti nell'orbita terrestre – forse portando alla formazione della luna – aumentando anche la temperatura dell'intero pianeta e creando un grande "oceano" di magma sulla superficie del pianeta, ha detto Pachhai.
Varie rocce, gas e cristalli forgiati durante la collisione sarebbero stati dispersi in questo oceano di magma, hanno detto i ricercatori, ma non per sempre. Nel corso dei successivi miliardi di anni, materiali più pesanti sarebbero affondati verso il fondo del mantello, seguiti da quelli più leggeri, creando infine una struttura densamente stratificata di ferro e altri elementi al confine nucleo-mantello. Mentre il mantello si agitava nel corso dei secoli, questo strato denso si sarebbe separato in piccoli ciuffi sparsi sul mantello inferiore, dandoci effettivamente gli ULLZ che conosciamo oggi.
Questo scenario potrebbe non spiegare la fonte di tutti gli ULLZ, hanno aggiunto i ricercatori, poiché ci sono anche alcune prove che altri fenomeni – come lo scioglimento della crosta oceanica che affonda nel mantello – potrebbero spiegare gli ULLZ. Tuttavia, i modelli del team mostrano che l'ipotesi dell'impatto gigante spiega in modo affidabile come potrebbero essere state create le zone dense e stratificate.