Scienziati cinesi e giapponesi hanno condotto uno studio congiunto che ha portato alla scoperta di prove riguardanti antichi campi di flusso del mantello inferiore sotto la placca del Mar delle Filippine, offrendo nuove prospettive sulla dinamica interna della Terra e sulla diffusa presenza di anisotropia sismica nel mantello inferiore.
Gli scienziati hanno identificato caratteristiche uniche del campo di flusso nel mantello inferiore. Attraverso lo studio dell’anisotropia sismica nella sezione superiore del mantello inferiore sotto la placca del Mar delle Filippine, hanno scoperto che il campo di flusso del mantello inferiore antico è ancora conservato in quella zona.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Geoscience.
Il mantello inferiore è uno strato importante della Terra e potrebbe svolgere un ruolo fondamentale nell’evoluzione e nel ciclo dei materiali all’interno del nostro pianeta. Si ritiene generalmente che sia non solo la destinazione finale delle placche subdotte, ma anche il luogo di origine dei pennacchi del mantello, che sono due stili principali nell’evoluzione e nel ciclo dei materiali della superficie e dell’interno della Terra. Tuttavia, la nostra conoscenza delle caratteristiche del campo di flusso e della geodinamica del mantello inferiore è ancora carente.
Metodologia di ricerca e risultati
In questo studio, i ricercatori hanno eseguito una tomografia dell’anisotropia azimutale delle onde P per visualizzare la struttura anisotropica 3D della crosta e del mantello fino a una profondità di 1.600 km sotto la placca del Mar delle Filippine. I risultati tomografici mostrano che esistono direzioni di velocità veloce N-S (FVD) a profondità di 700-900 km sotto la parte centrale della placca. Hanno anche osservato due anomalie di velocità veloce isolate con FVD NW-SE a profondità di 700-1.600 km sotto la placca.
Hanno scoperto che le FVD N-S a profondità di 700-900 km non sono correlate alla subduzione delle placche, poiché si verificano lontano dalle attuali zone di subduzione. Sono anche indipendenti da un pennacchio del mantello, poiché non c’è stato alcun pennacchio del mantello attivo sotto la placca del Mar delle Filippine dall’inizio del Cenozoico.
Basandosi su precedenti simulazioni geodinamiche e risultati sismologici, i ricercatori hanno dedotto che le FVD N-S a profondità di 700-900 km riflettono il campo di flusso del mantello inferiore del Pacifico residuo di circa 50 milioni di anni fa.
Inoltre, le due anomalie di velocità veloce isolate sono coerenti con i diffusori sismici a profondità di 1.000-1.800 km rilevati da precedenti studi sismologici, e le loro posizioni sono generalmente coerenti con quella del centro di espansione tra le placche Izanagi e Pacifico quando questo centro di espansione stava per subdurre sotto la placca Euroasiatica. Pertanto, le anomalie di velocità veloce isolate sono interpretate come resti della placca subdotta di Izanagi.
“I FVD NW-SE nelle due anomalie di velocità veloce isolate sono ulteriormente interpretati come riflessi del campo di flusso del mantello inferiore del Pacifico di circa 40 milioni di anni fa, poiché le due anomalie di velocità veloce isolate sono circondate da un campo di flusso del mantello amorfo e non sono influenzate dal flusso attuale del mantello inferiore”, ha affermato il Prof. Fan Jianke dell’Istituto di Oceanologia dell’Accademia Cinese delle Scienze (IOCAS), primo autore e corrispondente dello studio.
“Il nostro studio mostra che l’anisotropia sismica è più diffusa nel mantello inferiore di quanto si pensasse in precedenza”, ha detto il Prof. Fan. “Queste osservazioni forniscono anche importanti e indipendenti prove sismiche dell’esistenza di deformazioni passate nel mantello inferiore, che possono aiutarci a comprendere meglio le proprietà geodinamiche del mantello inferiore.”