I supercomputer hanno rivelato giganteschi “pennacchi di calore” che stanno convogliando diamanti verso l’alto dalle profondità della Terra

I supercomputer hanno rivelato giganteschi “pennacchi di calore” che stanno convogliando diamanti verso l’alto dalle profondità della Terra
(MENAFN- The Conversation) La maggior parte dei diamanti si forma nelle profondità della terra e si avvicina alla superficie in piccole ma potenti eruzioni vulcaniche di un tipo di roccia chiamato kimberlite.

La modellazione del supercomputer, pubblicata su Nature Geoscience, mostra che queste eruzioni sono alimentate da giganteschi “pennacchi di calore” che si estendono per 2.900 chilometri sottoterra, appena sopra il nucleo del nostro pianeta.

La comprensione della storia interna della Terra può essere utilizzata per prendere di mira le riserve di minerali, non solo i diamanti, ma anche minerali importanti come il nichel e gli elementi delle terre rare.

Kimberlite e punti caldi

Le eruzioni di kimberlite lasciano dietro di sé un caratteristico “tubo” profondo sotto forma di isole di roccia kimberlite, che spesso contiene diamanti. Centinaia di queste eruzioni avvenute negli ultimi 200 milioni di anni sono state scoperte in tutto il mondo. La maggior parte di loro è stata trovata in Canada (178 eruzioni), Sud Africa (158), Angola (71) e Brasile (70).

Tra la solida crosta terrestre e il nucleo fuso si trova il mantello, uno spesso strato di roccia calda e leggermente viscosa. Per decenni, i geofisici hanno utilizzato i computer per studiare come il mantello scorre lentamente per lunghi periodi di tempo.

Negli anni ’80, uno studio ha dimostrato che le eruzioni di kimberlite possono essere correlate a piccoli pennacchi termoplastici nel mantello – getti verso l’alto simili a piume di mantello caldo che si alzano a causa della loro maggiore galleggiabilità – sotto i continenti che si muovono lentamente.

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Già negli anni ’70 era stato suggerito che questi pennacchi potessero originarsi dal confine nucleo-mantello, a una profondità di 2.900 km.

Quindi, nel 2010, i geologi hanno suggerito che le eruzioni di kimberlite potrebbero essere spiegate da pennacchi termoplastici derivanti dai bordi di due punti profondi e caldi ancorati sotto l’Africa e l’Oceano Pacifico.

E l’anno scorso abbiamo riferito che questi punti fissi sono più mobili di quanto pensassimo.

Tuttavia, non sappiamo ancora esattamente come l’attività in profondità nel mantello abbia guidato le eruzioni di kimberlite.

poli termici

I geologi hanno ipotizzato che i pennacchi del mantello potrebbero essere responsabili dell’accensione delle eruzioni di kimberlite. Tuttavia, rimane ancora una grande domanda: come è stato trasferito il calore dal profondo della Terra alle kimberliti?

Un’istantanea della convezione globale del mantello incentrata sulla subduzione sotto la placca sudamericana. Ömer F. Bodur, autore fornito

Per rispondere a questa domanda, abbiamo utilizzato dei supercomputer a Canberra, in Australia, per generare modelli geodinamici 3D della copertura del suolo. I nostri modelli rappresentano il movimento dei continenti in superficie e nel mantello negli ultimi miliardi di anni.

Abbiamo calcolato i movimenti verso l’alto del calore dal nucleo e scoperto che ampi strati di mantello, o “pennacchi di calore”, collegano la Terra molto profonda alla superficie. La nostra modellazione mostra che questi pennacchi forniscono il calore sotto la kimberlite e spiegano la maggior parte delle eruzioni di kimberlite negli ultimi 200 milioni di anni.

Rappresentazione schematica dei pennacchi geotermici e di come portano calore alle kimberliti, basata sull’output del nostro modello geodinamico. Ömer F. Bodur, autore fornito

Il modello cattura con successo le eruzioni di kimberlite in Africa, Brasile, Russia e in parte negli Stati Uniti e in Canada. I nostri modelli prevedono anche eruzioni vulcaniche di kimberlite precedentemente non rilevate nell’Antartide orientale e Yilgarn Craton nell’Australia occidentale.

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I “poli di calore” della Terra possono essere utilizzati in un modello di convezione globale per prevedere le eruzioni di kimberlite. Credito: Ömer F. Bodur.

Verso il centro dei pennacchi, i pennacchi del mantello si alzano più velocemente e trasportano materiale denso attraverso il mantello, il che può spiegare le differenze chimiche tra le kimberliti nei diversi continenti.

I nostri modelli non tengono conto di alcune delle kimberliti in Canada, che potrebbero essere correlate a un diverso processo geologico chiamato “subduzione delle placche”. Finora abbiamo proiettato le kimberliti fino a 1 miliardo di anni fa, che è l’attuale limite per ricostruire i movimenti delle placche tettoniche.

Giustina Rizzo

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