Per la prima volta, gli scienziati hanno prove che uno strato profondo sotto la superficie terrestre può creare vulcani.
Lo strato, noto come zona di transizione, si nasconde nel mantello terrestre tra 250 e 400 miglia (da 400 a 640 chilometri) sotto la crosta. Questa zona è ricca di acqua, cristalli e roccia fusa.
Lo studio ha scoperto che questi materiali superflui possono percolare in superficie per formare vulcani.
Gli scienziati sanno da tempo che i vulcani spuntano quando convergono placche tettoniche in cima al mantello terrestre o quando pennacchi di mantello formano punti caldi sulla crosta terrestre, proprio come brufoli che esplodono sulla faccia di una persona. Ma fino ad ora, gli scienziati non sapevano che la zona di transizione - una regione inserita tra il mantello superiore e inferiore - era coinvolta, hanno detto i ricercatori.
"Abbiamo trovato un nuovo modo di costruire vulcani", ha dichiarato in una nota il ricercatore senior Esteban Gazel, professore associato presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Atmosfera della Cornell University. "Questa è la prima volta che abbiamo trovato una chiara indicazione dalla zona di transizione in profondità nel mantello terrestre che i vulcani possono formarsi in questo modo."
Gli scienziati hanno fatto la scoperta studiando un campione di 2.690 piedi (790 metri) che è stato perforato nelle Bermuda nel 1972. Questo nucleo è ora ospitato presso la Dalhousie University in Nuova Scozia, dove è stato esaminato dalla coautrice di studio Sarah Mazza, ricercatrice di planetologia all'Università di Münster in Germania.
Si aspettava che il nucleo mostrasse che il vulcano che ha prodotto le Bermuda è nato da un pennacchio di mantello, ed è così che si sono formate le Hawaii. Ma analizzando gli isotopi della firma del core, o versioni di elementi; contenuto di acqua; e altri composti, ha trovato qualcos'altro interamente.
Sembra che questo particolare punto nella zona di transizione - situato in profondità sotto l'Oceano Atlantico - sia stato creato, in parte, da eventi di subduzione durante la formazione del supercontinente Pangea. Circa 30 milioni di anni fa, un disturbo nella zona di transizione, probabilmente correlato al flusso del mantello, portò il magma dalla zona a salire verso la superficie terrestre, scoprirono Mazza e i suoi colleghi. Questo magma in aumento, a sua volta, formò il vulcano ormai inattivo sotto l'Oceano Atlantico che formò le Bermuda.
"Ho sospettato per la prima volta che il passato vulcanico delle Bermuda fosse speciale mentre campionavo il nucleo e ho notato le diverse trame e mineralogia conservate nei diversi flussi di lava", ha detto Mazza nella dichiarazione. "Abbiamo rapidamente confermato estremi arricchimenti nelle composizioni di oligoelementi. È stato emozionante esaminare i nostri primi risultati ... i misteri di Bermuda hanno iniziato a manifestarsi."
Enigma principale
Durante lo studio del nucleo, Mazza e i suoi colleghi hanno trovato firme geochimiche che corrispondevano a quelle della zona di transizione. Questi indizi includevano quantità più elevate di acqua con cristalli rispetto alle zone di subduzione, o regioni in cui una placca tettonica si tuffa sotto l'altra, ha detto.
C'è così tanta acqua nella zona di transizione, che potrebbe formare almeno tre oceani, ha detto Gazel. Ma piuttosto che sostenere la vita marina come fa l'acqua sopra la crosta, l'acqua nella zona di transizione aiuta a sciogliere le rocce.
Ora che i ricercatori sanno che i disturbi nella zona di transizione possono portare alla creazione di vulcani, probabilmente troveranno più esempi di questi fenomeni geologici sulla Terra, hanno detto gli scienziati.
"Con questo lavoro, possiamo dimostrare che la zona di transizione terrestre è un serbatoio chimico estremo", ha detto Gazel. "Ora stiamo appena iniziando a riconoscere la sua importanza in termini di geodinamica globale e persino vulcanismo".
