I precursori PKP sono segnali che precedono le onde sismiche principali e si propagano da regioni profonde del pianeta. Questi segnali sono collegati alle zone a ultra-bassa velocità (ULVZs), sottili strati del mantello dove la velocità delle onde sismiche rallenta drasticamente. Tali zone si trovano a circa 2.900 chilometri sotto la superficie terrestre, in corrispondenza del confine tra il nucleo esterno liquido e il mantello.
Il professor Michael Thorne, che ha guidato lo studio, ha evidenziato che queste ULVZs potrebbero essere legate alle colonne di materiale che risalgono dal mantello e che alimentano fenomeni vulcanici in aree come Yellowstone, le Hawaii, le Samoa, l’Islanda e le isole Galápagos. Thorne ha anche identificato una delle più grandi zone a ultra-bassa velocità mai osservate, situata sotto le Samoa.
Il progresso nelle tecniche di analisi sismica è stato fondamentale per questa scoperta. Il team ha sviluppato metodi innovativi che hanno permesso di modellare con precisione le onde sismiche, rilevando dettagli finora sfuggiti. Grazie all’uso di array sismici e simulazioni teoriche avanzate di terremoti, i ricercatori hanno analizzato i dati provenienti da 58 terremoti verificatisi vicino alla Nuova Guinea e registrati in Nord America dopo aver attraversato il pianeta.
Questo nuovo approccio ha consentito di localizzare con precisione la dispersione delle onde sismiche al confine tra il nucleo esterno e il mantello, fornendo prove che i precursori PKP originano dalle zone a ultra-bassa velocità. Questi strati, con spessori che vanno dai 20 ai 40 chilometri, si formano dove le placche tettoniche subdotte raggiungono il confine tra nucleo e mantello, nella crosta oceanica.
Thorne ha suggerito che la formazione delle ULVZs potrebbe essere il risultato della fusione di basalti della dorsale medio-oceanica. Questo materiale fuso potrebbe poi accumularsi nelle vicinanze di punti caldi o lungo i margini delle Grand Large Low Velocity Provinces (LLVP), strutture geologiche di vasta scala presenti sotto il Pacifico e l’Africa, che si distinguono per la loro composizione.
La ricerca, finanziata dalla National Science Foundation, è stata realizzata in collaborazione con geoscienziati dell’Arizona State University e dell’Université de Leeds nel Regno Unito. Queste scoperte aprono nuove strade per comprendere meglio la dinamica interna del nostro pianeta e i complessi processi che avvengono al confine tra il mantello e il nucleo terrestre.