Immaginate di poter scrutare nelle profondità del nostro pianeta, scoprendo dei veri e propri mondi sommersi nascosti nel mantello terrestre. È proprio ciò che un team di ricercatori ha realizzato, grazie a una nuova tecnica di imaging sismico che ha permesso di identificare numerose anomalie nel cuore della Terra. Queste strutture, simili a frammenti di antica crosta terrestre, si trovano in luoghi inaspettati, lontani dalle zone di attività tettonica dove ci si aspetterebbe di trovarle.

Da decenni gli scienziati studiano l’interno del nostro pianeta utilizzando i sismografi, strumenti che misurano le onde sismiche generate dai terremoti. Queste onde, viaggiando attraverso gli strati terrestri, vengono deviate e modificate dalla densità e dalla composizione dei materiali che attraversano. Analizzando queste variazioni, i sismologi possono ricostruire una sorta di “radiografia” dell’interno della Terra.

In passato, questa tecnica ha permesso di identificare antiche sezioni di crosta terrestre, chiamate “slab subdotti”, che sono state trascinate nel mantello attraverso le zone di subduzione, dove le placche tettoniche si scontrano. Un esempio recente è la scoperta, nel 2024, di una sezione di fondale oceanico sprofondata nel mantello sotto l’Isola di Pasqua.

La novità di questo studio, pubblicato sulla rivista Scientific Reports, risiede nell’utilizzo di un nuovo metodo di imaging sismico chiamato “inversione della forma d’onda completa”. Questo metodo, estremamente complesso dal punto di vista computazionale, ha richiesto l’utilizzo del supercomputer Piz Daint del Centro Svizzero di Calcolo Scientifico di Lugano.

Grazie a questa tecnica, i ricercatori hanno potuto combinare i dati provenienti da diversi sismografi in un’unica immagine ad alta risoluzione, scoprendo così numerose anomalie nel mantello terrestre. Queste anomalie, la cui forma, dimensione e posizione esatta non sono ancora state completamente definite, presentano caratteristiche simili a quelle degli slab subdotti, ma si trovano in zone dove non si è mai verificata attività tettonica, come ad esempio sotto l’Oceano Pacifico occidentale.

Questa scoperta ha lasciato perplessi gli scienziati. Come sono finite queste strutture in luoghi così inaspettati? Thomas Schouten, dottorando presso l’Istituto Geologico dell’ETH di Zurigo e autore dello studio, ha dichiarato.

“Con il nuovo modello ad alta risoluzione, possiamo vedere tali anomalie ovunque nel mantello terrestre. Ma non sappiamo esattamente cosa siano.”

Al momento, l’origine di queste anomalie rimane un mistero. Gli scienziati ipotizzano che potrebbero essere frammenti di crosta terrestre rimasti intrappolati nel mantello durante la sua formazione, miliardi di anni fa. Oppure potrebbero essere composti da altri materiali densi, formatisi nel mantello nel corso di milioni di anni.

Andreas Fichtner, sismologo dell’ETH di Zurigo e coautore dello studio, ha paragonato l’utilizzo dell’inversione della forma d’onda completa ai progressi nell’imaging medico. Immaginate un medico che studia il sistema circolatorio da decenni, ha detto Fichtner. “Poi, se gli date un nuovo strumento di esame migliore, improvvisamente vede un’arteria nel gluteo che non dovrebbe esserci. È esattamente così che ci sentiamo riguardo alle nuove scoperte.”

Per svelare l’enigma di questi “mondi sommersi”, i ricercatori dovranno approfondire lo studio delle proprietà dei materiali che compongono queste anomalie. “Dobbiamo calcolare i diversi parametri dei materiali che potrebbero generare le velocità osservate dei diversi tipi di onde”, ha affermato Schouten. “In sostanza, dobbiamo immergerci più a fondo nelle proprietà dei materiali che stanno dietro la velocità delle onde.”