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Crosta, rocce e strati: viaggio al centro della Terra

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Ci passiamo la vita ma la conosciamo poco: scopriamo cosa nascondono le profondità del nostro pianeta

Cinquant’anni fa abbiamo messo piede sulla Luna, a 380mila chilometri di distanza, e il 26
novembre 2018 , dopo un viaggio di mezzo miliardo di chilometri, è atterrato su Marte InSight, il più nuovo dei robot esploratori del Pianeta rosso. Distanze enormi, che fanno apparire i 6.371 chilometri che ci separano dal centro della Terra come bruscolini.

Eppure scendere nelle viscere del nostro pianeta è ancora fantascienza, un’avventura che possiamo vivere solo immergendoci a capofitto nella lettura del memorabile libro di Jules Verne Viaggio al centro della Terra.

UN'AVVENTURA ANCORA IMPOSSIBILE

L’interno della Terra è inaccessibile: al centro la pressione è circa tre milioni e mezzo di volte quella atmosferica e si stima che la temperatura sia di 6.000 °C (la superficie del Sole arriva a 6.500!). E l’idea di scavare un tunnel è impraticabile: con le tecnologie attuali siamo riusciti a raggiungere a malapena i 14 chilometri.

Come fare, allora, a conoscere cosa c’è sotto di noi?

«Immaginate di viaggiare a cavallo delle onde sismiche, quelle che vengono sprigionate dai terremoti e attraversano il pianeta» spiega Lucia Margheriti, sismologa dell’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (Ingv). «Si propagano a velocità diverse in base alle rocce e ai materiali che attraversano e per di più non sono tutte uguali: alcune (le onde P) viaggiano più veloci e si propagano sia nei liquidi sia nei solidi; altre (le onde S) sono invece più lente e si propagano solo nei solidi. Registrandole con i sismografi e analizzandole possiamo ottenere un’immagine dettagliata dell’interno della Terra allo stesso modo in cui, grazie all’ecografo, riusciamo a vedere un bambino che si trova ancora nella pancia della mamma».

Insomma, le onde sismiche sono come dei raggi X che ci permettono di vedere cosa c’è dentro, senza dover scavare alcun tunnel. Ed è così che gli scienziati sono riusciti a comprendere che l’interno della Terra non è omogeneo ma ha una struttura a cipolla. Anzi a uovo!

«Semplificando, la Terra è costituita da tre strati concentrici, proprio come un uovo: la crosta, il mantello e il nucleo, le cui reciproche proporzioni sono simili a quelle tra guscio, albume e tuorlo» spiega Margheriti.

GLI STRATI DELLE PROFONDITÀ TERRESTRI

La crosta terrestre è l’involucro esterno del nostro pianeta e ha uno spessore che va dai sei chilometri (sotto gli oceani) fino ai 70 (sotto le montagne più alte). Sotto la crosta c’è uno strato chiamato mantello, la cui parte più superficiale è solida e, insieme alla crosta, forma una struttura rigida chiamata litosfera.

La litosfera -che secondo studi accreditati si inoltra fino a 130-190 chilometri sotto i nostri piedi - è suddivisa in placche, i cui movimenti sono all’origine di fenomeni violenti quali le eruzioni dei vulcani e i terremoti. Le placche possono avvicinarsi, allontanarsi o scorrere una rispetto all’altra perché “galleggiano” sullo strato sottostante del mantello - chiamato astenosfera - che è formato da rocce solo parzialmente fuse (anche se è qui, in effetti, che si originano i magmi fusi dei vulcani).

Ecco un piccolo schema riassuntivo:

Crosta terrestre: è l’involucro su cui camminiamo e il suo spessore va dai 6 chilometri (sotto gli oceani) ai 70 (sotto i continenti). Sotto la crosta, separato da una zona detta “discontinuità di Moho” si trova il mantello superiore.

Mantello superiore: è uno strato solido spesso circa 650 chilometri: è il suo continuo movimento che dà origine a violenti fenomeni terrestri quali i terremoti e le eruzioni vulcaniche.

Mantello inferiore: è spesso circa 2.200 chilometri ed è composto di rocce fuse, con una temperatura di circa 1.000 °C. Il mantello inferiore è separato dal nucleo esterno dalla “discontinuità di Gutenberg”.

Nucleo esterno: spesso circa 2.250 chilometri, è costituito per lo più da metalli quali ferro e nichel fusi e allo stato liquido. La “discontinuità di Lehmann” lo separa dal nucleo interno.

Nucleo interno: il centro della Terra inizia a circa 5.100 chilometri di profondità ed è spesso circa 1.200 chilometri. Lì la temperatura è altissima (6.000 °C) ma l’enorme pressione mantiene solida la lega di ferro, nichel e altri elementi di cui è fatto

COSA SI TROVA AL CENTRO DELLA TERRA?

Nel suo famoso romanzo Viaggio al centro della Terra, scritto nel 1864, Verne immaginava che nelle profondità del nostro pianeta si nascondesse un enorme oceano. Ebbene, uno studio ha effettivamente riscontrato che, tra 400 e 670 chilometri di profondità, l’acqua c’è davvero e potrebbe essere fantasticamente abbondante, come quella di tutti gli oceani messi insieme. Ma non si trova in forma liquida, bensì intrappolata dentro la ringwoodite, un materiale che si forma solo in condizioni di altissima pressione.

A circa 2.900 chilometri di profondità inizia il nucleo, che è formato soprattutto da ferro e nichel. Questo è lo strato esterno del nucleo, in cui i minerali sono praticamente fusi. Più in basso, alla profondità di circa 5.150 chilometri, si trova il nucleo interno, i cui componenti, a causa della pressione elevatissima, sono solidi nonostante la temperatura sia simile a quella del Sole. «Le onde sismiche» puntualizza Margheriti «atttraverso deviazioni di velocità e di traiettoria lungo il loro percorso ci raccontano le variazioni nella struttura interna della Terra».

CHI CI AIUTA A STUDIARE LA "PANCIA" DEL PIANETA? I VULCANI!

Per conoscere quello che c’è sotto di noi, però, non sempre occorre andare in profondità: le rocce della crosta possono contenere messaggeri come gli xenoliti, rocce che, dal mantello, sono arrivate in super ficie seguendo, per esempio, la lava.

«I vulcani sono un’importante finestra sull’interno della Terra» spiega la sismologa «perché il magma, risalendo, trascina con sé rocce e minerali, quali la peridotite (è la roccia più tipica del mantello superiore) e la kimberlite (la roccia al cui interno sono intrappolati i diamanti!). E siccome i vulcani del mondo sono tanti e le loro lave hanno composizioni diverse, capiamo che anche in profondità le rocce non sono omogenee e che, anche a distanze abbastanza brevi (co- me per esempio tra l’Etna e le Eolie) il man- tello da cui provengono i magmi può avere composizioni diverse».

NUOVE SFIDE

Insomma, i 6.371 km che ci separano dal cuore della Terra sono un susseguirsi di materiali differenti a temperatura e a pressione via via più elevate tali da renderlo un ambiente assolutamente inospitale. Per questo è uno scrigno di cui ancora conosciamo poco.

E se raggiungere il centro della Terra, come fanno i protagonisti del romanzo di Verne, resta una sfida impossibile, gli scienziati non abbandonano la titanica impresa di perforare il fondo marino grazie all’International Ocean Discovery Program.

Si tratta di un progetto internazionale che, forando la crosta oceanica (più sottile di quella continentale), prevede di arrivare fino al mantello e lì prelevare campioni di rocce da aggiungere a un puzzle ancora incompleto: quello che racconta com’è fatto il nostro pianeta e come si evolve nel tempo. E che ci potrà dire se esistono forme di vita sotterranea, di certo diverse dalle fantastiche creature immaginate dallo scrittore francese!

Chris standing up holding his daughter Elva