Sismologia

Viaggio al Centro della Terra con la Cristallografia

Dettagli: Categoria: Sismologia; Pubblicato 28 Marzo 2014; Scritto da Paolo lui

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La grande sfida per la cristallografia sono le profondità del nucleo interno della Terra

I viaggiatori del romanzo di Jules Verne "Viaggio al centro della Terra" (1864) hanno trovato cristalli che erano come globi di luce. Centocinquanta anni dopo, viene in aiuto uno studio sulla cristallografia dalle profondità della Terra. Nel 2004 si è scoperto che il più comune minerale del manto, la perovskite (Mg, Fe) SiO3, si trasforma in una versione compatta nota come post-perovskite, il confine tra il nucleo e il mantello.

Questa regione, chiamata D, ha uno spessore di circa 200 chilometri, e si crede essere un residuo della formazione della Terra. Si pensa possa avere un ruolo chiave, ma poco compreso, nella struttura termica del pianeta.

Earth science: Crystallography's journey to the deep Earth, Nature.

1 Cristallografia

Le transizioni di fase passano attraverso il materiale del mantello e il nucleo della Terra, mentre ci avviciniamo al centro che ancora nasconde molti segreti da svelare. La pressione nel mantello a 660 chilometri (km) di profondità è di 24 Gigapascal (GPa), raggiungendo i 135 GPa al confine tra il nucleo e il mantello. La barriera Megabar (100 GPa pressione è un milione di barre) è difficile da superare in laboratorio, e richiede temperature anche di 2.000 gradi Kelvin. In laboratorio, le alte pressioni si ottengono utilizzando cellule a incudine di diamante, permettendo ai campioni di minerali una compressione inferiore a 50 micron, ai raggi laser di riscaldare i campioni, e ai raggi X lo studio della struttura cristallina.

La grande sfida per la cristallografia sono le profondità del nucleo interno della Terra (una solida sfera di 1216 km di raggio), dove vengono raggiunte pressioni comprese tra 330-363 GPa e temperature superiori ai 5000 gradi Kelvin. Studi sismici hanno rivelato che il nucleo interno è complesso e affascinante. Sembra che mostri qualche stratificazione, e gli emisferi orientale e occidentale hanno diversi comportamenti (le onde sismiche viaggiano più velocemente lungo l'asse di rotazione rispetto al piano equatoriale), e tuttavia gli studiosi non hanno ancora ben compreso queste proprietà. Una sfida formidabile, se mai si vorrà intraprendere un giorno un viaggio scientifico al centro della Terra...

Paolo Lui mpi end