Impatti di dimensioni lunari: il segreto dell’oro e platino nel mantello terrestre?
La composizione del mantello terrestre: un nuovo studio rivela l’origine dei metalli preziosi
Un recente studio ha proposto un’ipotesi geofisicamente plausibile per spiegare la presenza di alcuni metalli preziosi, come l’oro e il platino, nel mantello terrestre. Questa ricerca, alla quale ha collaborato il Dr. Simone Marchi dell’Istituto di Ricerca del Sudovest, suggerisce che l’attuale composizione del mantello potrebbe essere il risultato di un processo di mescolamento dei materiali del mantello, innescato da impatti.
• La composizione del mantello terrestre: un nuovo studio rivela l’origine dei metalli preziosi
• La storia primordiale della Terra
• La formazione della Terra e della Luna
• La questione dei metalli preziosi nel mantello terrestre
• Nuove intuizioni sulla composizione del mantello terrestre
• La permanenza degli HSE nel mantello
• La dinamica del mantello terrestre
La storia primordiale della Terra
La formazione della Terra e della Luna
Circa 4,5 miliardi di anni fa, durante la sua evoluzione, la Terra subì un impatto con un pianeta delle dimensioni di Marte. Da questo scontro violento si formò la Luna, a partire dai detriti espulsi in un disco in orbita attorno alla Terra. Seguì un lungo periodo di bombardamento, noto come “accrezione tardiva”, durante il quale planetesimi grandi quanto la nostra Luna colpirono la Terra, portando con sé materiali tra cui elementi altamente “siderofili” (HSE) – metalli con una forte affinità per il ferro – che si integrarono nella giovane Terra.
La questione dei metalli preziosi nel mantello terrestre
Le simulazioni precedenti degli impatti che penetravano nel mantello terrestre mostravano che solo piccole frazioni del nucleo metallico dei planetesimi erano disponibili per essere assimilate dal mantello terrestre, mentre la maggior parte di questi metalli – compresi gli HSE – scendevano rapidamente verso il nucleo terrestre. Questo ha portato alla domanda: come ha fatto la Terra ad acquisire alcuni dei suoi metalli preziosi? Per cercare di rispondere a questa domanda, sono state sviluppate nuove simulazioni.
Nuove intuizioni sulla composizione del mantello terrestre
La permanenza degli HSE nel mantello
La relativa abbondanza di HSE nel mantello indica che questi elementi sono stati portati sulla Terra attraverso impatti, dopo la formazione del nucleo terrestre. Tuttavia, la permanenza di questi elementi nel mantello è stata difficile da modellare fino ad ora. La nuova simulazione ha preso in considerazione come una zona parzialmente fusa sotto un oceano di magma generato da un impatto locale potrebbe aver rallentato la discesa dei metalli dei planetesimi nel nucleo terrestre.
La dinamica del mantello terrestre
In questo scenario, un impattore si schianta sulla Terra, creando un oceano di magma liquido locale in cui i metalli pesanti affondano verso il fondo. Quando i metalli raggiungono la regione parzialmente fusa sottostante, il metallo percola rapidamente attraverso il magma e, successivamente, affonda lentamente verso il fondo del mantello. Durante questo processo, il mantello fuso si solidifica, intrappolando il metallo. A questo punto interviene la convezione: il calore proveniente dal nucleo terrestre provoca un lento movimento di materiali nel mantello solido e le correnti risultanti trasportano il calore dall’interno alla superficie del pianeta.
La convezione del mantello si riferisce al processo di risalita del materiale del mantello caldo e di affondamento del materiale più freddo. Il mantello è quasi interamente solido, sebbene, su lunghe scale di tempo geologico, si comporti come un fluido duttile e altamente viscoso, mescolando e ridistribuendo i materiali del mantello, compresi gli HSE accumulati da grandi collisioni avvenute miliardi di anni fa.