L'origine della terra sotto il mare

In questo approfondimento potete leggere come gli scienziati sono riusciti a capire il meccanismo con cui la lava risale dal mantello fino alla crosta oceanica. La crosta oceanica è l'insieme di tutti i fondali marini e oceanici formata da roccia spessa fino a 7 km. Fin dagli anni sessanta i geofisici avevano capito che le lunghe catene montuose sottomarine, chiamate dorsali oceaniche, sono formate da catene di vulcani responsabili dell'85 % di tutte le eruzioni vulcaniche che avvengono sul nostro pianeta.
In corrispondenza delle dorsali oceaniche la crosta tende ad aprirsi e il materiale incandescente all'interno del pianeta risale per riempire il vuoto creatosi. Il processo di risalita della roccia fusa non è stato capito se non in tempi recenti e sembra che inizi con la formazione di minuscole gocce di roccia liquida situate anche a 150 km di profondità. Queste "goccioline", meno dense di ciò che le circonda, risalgono verso zone di pressione minore inizialmente alla velocità di 10 cm all'anno (velocità paragonabile a quella della crescita delle unghie) e a mano a mano che si avvicinano alla superficie il processo diventa sempre più veloce fino a quando un veloce flusso di lava non fuoriesce dalle dorsali alimentando la formazione dei fondali oceanici.

Le dorsali oceaniche
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/World_Distribution_of_Mid-Oceanic_Ridges.gif)

Sotto i fondali oceanici si trova lo strato di roccia incandescente spesso 3200 km, situato tra la crosta e il nucleo metallico della Terra, che chiamiamo mantello. All'interno del mantello le rocce sono sottoposte a temperature e pressioni tali da fondere. Questa roccia liquida, una specie di "sudore delle rocce", viene chiamata fuso dai geologi e rappresenta ciò che attraverso le dorsali oceaniche arriva in superficie. Studiando un particolare tipo di roccia che si chiama ofiolite si è arrivati a spiegare il fenomeno della risalita del fuso dal mantello e la formazione di crosta oceanica.

Ofiolite
(http://digilander.libero.it/libs/img/ps_ofiolite.jpg)

L'ofiolite è una sezione di crosta oceanica e di parte del mantello sottostante affiorata su un continente in seguito alla collisione tra due placche tettoniche. Ebbene studiando le ofioliti gli scienziati hanno evidenziato la presenza di venature di colore chiaro, dette dicchi, corrispondenti a spaccature in cui il fuso risalente dalle profondità del mantello si è cristallizzato prima di arrivare in superficie.
Nel mantello la roccia "trasuda" per le enormi temperature e pressioni originando il fuso. Questo fuso si raccoglie tra i cristalli dei minerali stessi che formano le rocce e risale verso le regioni con pressione più bassa formando dei veri e propri canali di risalita. Durante la risalita i bordi dei cristalli vengono in parte dissolti e gli spazi che si formano sono detti canali di dissoluzione. Inizialmente il movimento del fuso è lento perché i canali sono ostruiti da particelle di rocce che non si sono dissolte ma gradualmente molti canali si uniscono e formano passaggi più grandi.

Esempi di dicchi
(http://www.pi.ingv.it/Galleria/Foto/UF3/d11.JPG)

Risalendo nel mantello superiore più freddo, una parte del fuso cristallizza e forma degli sbarramenti solidi che ostacolano la risalita del fuso stesso. Il fuso cristallizzato si accumula in sacche sotto la dorsale oceanica. All'interno di queste sacche la pressione aumenta fino al punto di rompere le rocce soprastanti. Quando si creano queste spaccature il fuso risale velocemente svuotando la sacca. Parte del fuso viene eruttata dai vulcani della dorsale, ma la maggior parte cristallizza all'interno della crosta.
Gli esperimenti in laboratorio con rocce fuse hanno confermato questo modello nato dall'osservazione delle ofioliti. Come vedete basta osservare una roccia con occhi curiosi e si può capire molto di quello che avviene a migliaia di chilometri sotto i nostri piedi.

Referenze
Peter B. Kelemen (2009) L'origine della terra sotto il mare. Le Scienze 488: 80-85.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)