A grandi profondità sottoterra, fa molto caldo e la pressione aumenta: l'inferno è peggio di quello che Dante ha descritto. Ma più recentemente, gli scienziati hanno iniziato a sospettare che ci sia qualcosa in questo inferno che nessuno si aspettava di trovare lì: l'acqua. E in grandi quantità: a una profondità di quattrocento chilometri, l'acqua sotterranea è dieci volte più che negli oceani sulla Terra.
Ma quest'acqua non scorre né schizza. Esiste sotto forma di goccioline, a volte diverse o anche una singola molecola incorporata nel reticolo cristallino dei minerali. Ma è quest'acqua che può far luce su alcuni misteri irrisolti sull'origine della Terra, su grandiose eruzioni vulcaniche con fiumi di lava.
Ci sono molte diverse allusioni all'esistenza di quest'acqua "nascosta". Il primo è la quantità insufficiente di acqua sul nostro pianeta rispetto ai meteoriti. Gli scienziati meditano su questo mistero da molti anni.
Secondo Thomas Ahrens, geofisico del California Institute of Technology di Pasadena, è possibile stimare quanta acqua c'era nel sistema solare nella sua prima giovinezza se si analizza la composizione dei meteoriti che ci sono pervenuti da quei tempi lontani. Contengono circa il tre percento di acqua e sulla Terra contengono piccole frazioni dell'uno percento (della massa totale). Una domanda naturale sorge spontanea: dove è finita tutta quest'acqua?
Molti scienziati ritengono che subito dopo la formazione della Terra, sia stata colpita da un corpo celeste delle dimensioni di Marte. Ha eliminato una parte significativa della massa da cui si era formata la luna, ha privato il nostro pianeta dell'atmosfera e allo stesso tempo la maggior parte dell'acqua. Ma ci sono indicazioni che qualcosa rimanga nel profondo della Terra.
Il primo è il contenuto di isotopi di elio-3 ed elio-4 negli affioramenti di lava dai vulcani. L'elio-4 si forma a seguito del decadimento radioattivo e l'elio-3 è rimasto dai primi momenti della nascita dell'Universo. Secondo Ahrens, l'elio-3 esce dalle rocce profonde, è molto più volatile dell'acqua. Se c'è elio-3 nelle profondità della Terra, allora è del tutto possibile che ci sia anche acqua. "L'elio-3 ci fornisce una chiara prova che la Terra contiene varie sostanze all'interno delle sue rocce", sottolinea Arens.
Il secondo sono le kimberliti, rocce arricchite di ferro e magnesio, che giungono alla superficie della Terra dal suo mantello attraverso stretti canali. Sollevano diamanti con loro, cosa che può verificarsi solo a profondità di almeno 180 chilometri. Viaggiano anche lungo questi tubi e rocce simili alla mica, che portano molta acqua verso l'alto.
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Stephen Haggerty dell'Università dello Stato americano del Massachusetts ha scoperto che le kimberliti trasportano un minerale chiamato majorite, che si forma a profondità comprese tra 300 e 670 chilometri. E da lì portano l'acqua, e 670 chilometri è il confine tra il mantello superiore e quello inferiore.
I dati sismici testimoniano anche l'acqua: l'acqua rallenta la velocità del suono che passa attraverso le rocce. Questo è esattamente ciò che vedono i geologi: le onde sismiche stanno inspiegabilmente passando lentamente attraverso il mantello. Fino alla fine degli anni ottanta del secolo scorso, si credeva che l'interno della Terra fosse abbastanza asciutto. Il punto di vista generalmente accettato era che potrebbe esserci acqua sotto la superficie, ma non più profonda di 200 chilometri, inoltre semplicemente non ha un posto dove nascondersi. Le rocce sono troppo calde per contenere l'acqua.
La svolta avvenne all'Università del Colorado quando Joseph Smith stava studiando un minerale chiamato Wadsleyite. È costituito da silicio, magnesio e ossigeno e, secondo gli scienziati, si trova a una profondità compresa tra 400 e 700 chilometri sotto la superficie della Terra. Naturalmente, gli scienziati non possono guardare a una tale profondità ed esplorare il minerale in condizioni naturali. Creano per loro un calore e una pressione "infernali" nei loro laboratori. La wadsleyite è stata studiata dal 1960, ma in forma secca. La scoperta di Smith è stata che ha scoperto la sua proprietà insolita: anche se riscaldata oltre i cento gradi, trattiene l'acqua.
Nel 1987, un gruppo di ricercatori australiani guidati da Ted Ringwood ha scoperto che molti altri minerali possono contenere acqua ad alte temperature e pressioni. Jay Bass dell'Università dell'Illinois ha osservato: "All'improvviso, ci siamo resi conto che ci sono oceani e oceani d'acqua sotto la Terra". Si stima che la wadsleyite possa contenere il 3,3% di acqua. Non sembra molto impressionante, ma potrebbe esserci un abisso di wadsleyite sotto la Terra. Secondo Smith, a una profondità di 400-500 chilometri potrebbe esserci il sessanta percento di wadsleyite, e quindi un misero 3,3% dell'acqua in esso ci darà dieci oceani d'acqua della Terra, di cui si è discusso all'inizio.
Dan Frost, geologo del Washington Geophysical Laboratory, ritiene che potrebbe esserci ancora più acqua. Il suo staff stima che i materiali lavici vetrosi possano contenere fino a cinquecento parti per milione di acqua. E questi sono altri trenta oceani. Il problema principale è che gli scienziati ottengono tutte le informazioni sui minerali del mantello dal suo strato superiore. Segue l'estrapolazione che l'intero mantello è uniforme.
La ricerca è continuata e nel 1997 un gruppo guidato da Smith ha trovato la wadsleyite-II, un altro minerale idrato che non si decompone nemmeno in profondità nel mantello. Eppure, queste sono solo ipotesi su come si comporteranno i minerali in condizioni sotterranee.
La presenza di acqua al suo interno può influenzare notevolmente eventi come l'emergere di nuove isole e massicce eruzioni di lava vulcanica. Entrambi sono esempi di "punti caldi", che, secondo gli scienziati, rappresentano gli affioramenti di lava fusa in superficie. In precedenza, si pensava che la lava affiorasse in superficie a causa della risalita di bolle calde, ma non è mai stata considerata la possibilità che il processo di evaporazione del liquido potesse essere la causa della risalita.
Le principali obiezioni degli oppositori degli oceani sotterranei sono semplici e comprensibili: sotto l'influenza delle alte temperature, l'acqua deve evaporare. Ma l'esperimento porta sempre più prove a favore dei sostenitori delle acque sotterranee. Guust Nolet di Princeton scoprì che le velocità sismiche erano inaspettatamente lente nello scudo tettonico sotto l'Europa centrale. È un vecchio continente ed è costituito da rocce fredde e dense, dove nulla dovrebbe portare a una diminuzione della velocità delle onde sismiche. Nolet crede che l'acqua profonda sia l'unica spiegazione possibile.
L'ipotesi degli oceani sottomarini è appena nata e gli scienziati non l'hanno ancora tradotta nella categoria di una teoria affidabile. Uno degli ultimi ambiti di ricerca è il tentativo di capire se l'acqua passa dalla superficie alle profondità della Terra e quanta ne fuoriesce da lì. In particolare, Nolet ritiene che l'area sotto l'Europa sia costantemente alimentata dall'acqua di superficie. Sono in corso calcoli interessanti su come le acque sotterranee possono influenzare lo stato dell'atmosfera, l'effetto serra e il clima presente e futuro.
Alexander Semyonov
