Il mantello terrestre è lo spesso strato di roccia calda e solida che si trova tra la crosta terrestre e il nucleo di ferro fuso. Costituisce la maggior parte della Terra, rappresentando due terzi della massa del pianeta. Il mantello inizia a una profondità di circa 30 km e ha uno spessore di circa 2.900 km.
Fatti interessanti sulla geologia
La Terra ha la stessa formula degli elementi del Sole e degli altri pianeti (esclusi idrogeno ed elio, che sono sfuggiti alla gravità terrestre). Sottraendo il ferro dal nucleo, possiamo calcolare che il mantello è una miscela di magnesio, silicio, ferro e ossigeno, all'incirca la stessa composizione del granato.
Ma stabilire esattamente quale miscela minerale sia presente a una determinata profondità è una questione complessa a cui non è stata ancora data una risposta definitiva. È utile avere campioni provenienti dal mantello, rocce portate in superficie durante alcune eruzioni vulcaniche, da profondità di 300 km o più. Questi campioni mostrano che la parte superiore del mantello è costituita da rocce peridotitiche ed eclogitiche. Tuttavia, la cosa più interessante che otteniamo dal rivestimento sono i diamanti.
La parte superiore del mantello viene lentamente agitata dai movimenti delle placche che si verificano al di sopra di esso. Ciò è dovuto a due tipi di operazioni. In primo luogo, c'è il movimento verso il basso delle placche in subduzione che scivolano l'una sotto l'altra. In secondo luogo, si verifica un movimento verso l'alto della roccia del mantello quando due placche tettoniche si separano e si allontanano. Tutta questa attività, tuttavia, non riesce a mescolare completamente il mantello superiore, e i geochimici lo considerano una versione rocciosa della torta marmorea.
Le formazioni vulcaniche in tutto il mondo riflettono l'attività della tettonica a placche, fatta eccezione per alcune aree del pianeta note come hotspot. Il punto caldo potrebbe essere un indizio del sollevamento e della discesa di materiale molto più in profondità nel mantello, forse a partire dal suo fondo. O forse no.
La tecnica più potente attualmente disponibile per esplorare il mantello consiste nel monitorare le onde sismiche provenienti dai terremoti di tutto il mondo. Due diversi tipi di onde sismiche, le onde P (simili alle onde sonore) e le onde S (simili alle onde di una corda vibrante), rispondono alle proprietà fisiche della roccia che attraversano. Queste onde si riflettono su alcuni tipi di superfici e si rifrangono (si piegano) quando colpiscono altri tipi di superfici. Questo effetto viene utilizzato per mappare l'interno della Terra.
I minerali e le rocce si trasformano sotto l'effetto di alta pressione. Ad esempio, il minerale comune olivina presente nel mantello si trasforma in diverse forme cristalline a una profondità di circa 410 km e poi nuovamente a una profondità di 660 km.
Gli scienziati studiano il comportamento dei minerali nelle condizioni del mantello utilizzando due metodi: modelli computerizzati basati su equazioni geofisiche ed esperimenti di laboratorio. Gli studi moderni sul mantello vengono quindi condotti da sismologi, programmatori informatici e ricercatori di laboratorio che ora possono ricreare le condizioni in qualsiasi punto del mantello utilizzando apparecchiature di laboratorio ad alta pressione come le celle a incudine di diamante.
Un secolo di ricerche ci ha aiutato a colmare alcune lacune del mantello. Questo rivestimento è costituito da tre strati principali. Il mantello superiore si estende dalla base della crosta (Moho) fino a una profondità di 660 km. La zona di transizione si trova tra 410 e 660 km; a questa profondità si verificano importanti cambiamenti fisici nei minerali.
Il mantello inferiore si estende da 660 km fino a circa 2.700 km. A questo punto, le onde sismiche furono influenzate così fortemente che la maggior parte dei ricercatori ritiene che le rocce sottostanti avessero composizioni chimiche diverse, non solo cristallografiche. Questo controverso strato alla base del mantello, spesso circa 200 km, ha lo strano nome "D-doppio-primo".
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