Un nuovo studio rivela che i segnali sismici precursori di PKP, che hanno confuso gli scienziati per anni, provengono da zone a bassissima velocità nelle profondità del Nord America e del Pacifico occidentale. Questi risultati dei ricercatori dell’Università dello Utah collegano queste zone a caratteristiche geologiche significative come i vulcani hotspot, utilizzando tecniche sismiche avanzate per risalire alle loro origini fino al confine nucleo-mantello.
Nel vasto e misterioso cuore della Terra, dove la materia è plasmata dalla pressione e dal calore, i geofisici stanno finalmente iniziando a decifrare alcuni dei più intriganti enigmi della sismologia. Recenti studi hanno rivelato nuovi dettagli sui segnali sismici noti come precursori PKP, che da anni hanno stuzzicato e sfidato la comprensione degli scienziati. Questi segnali, che giungono prima delle principali onde sismiche che attraversano il nucleo della Terra, sono ora collegati a regioni particolarmente interessanti e complesse del mantello terrestre: le zone a velocità ultra-bassa (ULVZ). Questa nuova ricerca, condotta dai geofisici dell’Università dello Utah e recentemente pubblicata su AGU Advances, ha rivelato una connessione tra queste zone e caratteristiche geologiche significative come i vulcani hotspot.
Il mistero dei precursori PKP
Per decenni, i segnali sismici precursori PKP sono stati oggetto di studi intensivi e, al contempo, di grande confusione. Le onde sismiche percorrono il mantello terrestre, uno strato di roccia calda e viscosa che si estende per circa 2.900 chilometri tra la crosta terrestre e il nucleo metallico. Quando un terremoto si verifica, le onde sismiche viaggiano attraverso questo strato e, a causa delle irregolarità nel mantello, si verificano fenomeni di dispersione. Alcune di queste onde disperse diventano i precursori PKP, che arrivano prima delle onde sismiche principali attraversano il nucleo della Terra.
L’origine di questi segnali era rimasta incerta fino ad ora. I ricercatori dell’Università dello Utah hanno utilizzato tecniche avanzate per analizzare questi segnali e hanno scoperto che i precursori PKP provengono da regioni con velocità sismiche estremamente basse, situate nelle profondità del Nord America e del Pacifico occidentale. Queste zone a velocità ultra-bassa si trovano vicino al confine nucleo-mantello, un’area critica per la dinamica interna della Terra.
Caratteristiche geologiche
Il professor Michael Thorne, autore principale dello studio, ha osservato che le zone a velocità ultra-bassa sono tra le caratteristiche più estreme della Terra. Questi strati sottili e misteriosi, con spessori di soli 20-40 chilometri, sono stati collegati a fenomeni geologici di grande rilevanza. “Queste zone sembrano accumularsi sotto i vulcani hotspot“, ha dichiarato Thorne. I vulcani hotspot, come quelli di Yellowstone, delle isole Hawaii, delle Samoa, dell’Islanda e delle Galapagos, sono noti per la loro persistenza e per la loro attività vulcanica prolungata nel tempo.
La scoperta di Thorne indica che i precursori PKP potrebbero derivare direttamente da questi pennacchi, che sono flussi di materiale caldo provenienti dalle profondità del mantello e che danno origine ai vulcani hotspot. Questi pennacchi sono responsabili della creazione di alcuni dei vulcani più imponenti e duraturi del pianeta.
Progresso tecnologico
Il progresso nella sismologia ha giocato un ruolo cruciale nella risoluzione di questo enigma. I geologi hanno utilizzato le onde sismiche per decenni per esplorare l’interno della Terra, portando a scoperte significative. Tuttavia, la ricerca di Thorne e del suo team ha introdotto tecniche innovative per analizzare i dati sismici.
Utilizzando un metodo di array sismico avanzato e nuove osservazioni teoriche basate su simulazioni di terremoti, i ricercatori hanno analizzato i dati di 58 terremoti registrati intorno alla Nuova Guinea e rilevati in Nord America dopo aver attraversato il pianeta. Questa tecnica ha permesso di modellare le onde sismiche e identificare con maggiore precisione la provenienza della dispersione lungo il confine nucleo-mantello. Questo approccio ha fornito nuovi indizi su come i precursori PKP si originano e come si collegano alle zone a velocità ultra-bassa.
Interazioni nucleo-mantello e ULVZ
I risultati della ricerca suggeriscono che i precursori PKP hanno origine in regioni caratterizzate da zone a velocità ultra-bassa, che si formano dove le placche tettoniche subdotte colpiscono il confine nucleo-mantello nella crosta oceanica. Questi strati, che hanno uno spessore limitato ma un impatto significativo, potrebbero essere il risultato della fusione dei basalti delle dorsali oceaniche.
Thorne sospetta che queste zone a velocità ultra-bassa non siano limitate solo ai punti caldi, ma possano essere diffuse lungo tutto il confine nucleo-mantello sotto il Nord America e altre aree del pianeta. “Sembra davvero che queste ULVZ vengano generate attivamente, anche se non comprendiamo completamente il processo“, ha detto Thorne. La ricerca futura dovrà determinare ulteriormente le implicazioni di queste scoperte e il loro ruolo nella dinamica terrestre globale.
La scoperta delle zone a velocità ultra-bassa e il loro collegamento ai precursori PKP rappresentano un significativo passo avanti nella nostra comprensione della Terra. Le tecniche sismiche avanzate utilizzate dagli scienziati dell’Università dello Utah hanno permesso di fare luce su fenomeni che erano rimasti enigmatici per decenni. Comprendere queste complesse interazioni tra il mantello terrestre e il nucleo non solo arricchisce la nostra conoscenza della geofisica, ma potrebbe anche avere implicazioni importanti per la comprensione del vulcanismo e dei fenomeni sismici globali.
