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Trovati i resti del planetoide Theia nelle profondita’ terrestri

Gli scienziati hanno trovato i resti del planetoide Theia, che si e’ scontrato con la Terra 4 miliardi e mezzo di anni fa, strappandogli ampie porzioni di mantello e dando cosi’ luogo alla formazione della Luna.


Questa teoria, della nascita della Luna per impatto di un planetoide, era uno dei principali risultati scientifici delle missioni Apollo: la Luna e’ fatta di Terra, in particolare di mantello terrestre.
I resti di Theia si troverebbero, disposti in modo non uniforme, sulla superficie esterna del nucleo ferroso del nostro pianeta, circa 2900 Km sotto la superficie.


Era gia’ noto da alcuni decenni la presenza di due massicci “blobs” di materiale lassivo, di diverse migliaia di Km di dimensione orizzontale e spessi alcune centinaia di Km, posizionati nelle profondita’ sotto al mantello. Uno si trova sotto l’Africa e uno sotto l’Oceano Pacifico.


Questi blobs sono chiamati “large low-velocity provinces” (LLVP per gli amici…) a causa della differente velocita’ con cui le onde sismiche si propagano attraverso essi, rispetto alla velocita’ di propagazione nel mantello e nel nucleo ferroso della Terra.

I risultati della ricerca sono pubblicati sulla rivista scientifica Nature.

Si noti comunque che questa tesi e’ una di quelle possibili: un’altra interpretazione attribuisce l’origine degli LLVP a rimanenze di crosta oceanica finita nel mantello per subduzione miliardi di anni fa.

Commento redatto da Davide Borghi

Articolo su “Nature”, a cui si fa riferimento:

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06589-1.epdf?sharing_token=nqg1_93hPSU85C7twBAzR9RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0OUGDu6sS_mNfR5UvQfwmQuhRBG9RUEBCCNnqd9DYb0Af1sH0DFPRJ8mdBQFieBE-5vvedOZ_aS6wmrxslx9ti28U_9-dEYmgJpaYjmcS-7UZAesbzTGQ1Y1sHE-wS6Qj4yt6fiGAJYWlD8HDEvN0rufQLSLmKQX4lqpGNlWJvIMK3xNk-z25RMqAA_Vl7hgCI%3D&tracking_referrer=edition.cnn.com

Scoperto Elio-3 molto piu’ abbondante del previsto sulla Terra

Gli scienziati hanno rilevato una quantità sorprendente, per la Terra, di Elio-3, una rara versione di Elio, che e’ famosa per la sua relativa abbondanza sulla superficie lunare e per la sua utilita’ per alimentare reattori a fusione nucleare con alto rendimento e con meno emissione di neutroni rispetto alla versione con Deuterio e Trizio (isotopi dell’Idrogeno). E’ stata trovata una abbondanza circa 67 volte maggiore del normale nelle rocce vulcaniche dell’isola canadese di Baffin, avvalorando la teoria secondo cui il gas nobile sta fuoriuscendo dal nucleo della Terra – e ciò avviene da millenni.

Il gruppo di ricerca ha rilevato anche l’Elio-4 all’interno delle rocce.

Ma mentre l’Elio-4 è comune sulla Terra, l’Elio-3 si trova più facilmente altrove nel cosmo, motivo per cui gli scienziati sono rimasti sorpresi nel rilevare una quantità maggiore dell’elemento rispetto a quanto precedentemente riportato nelle rocce dell’isola di Baffin. Uno studio che descrive la scoperta e’ stato pubblicato di recente sulla rivista Nature.

Questo non cambia molto nel forte interesse di Cina e Stati Uniti per l’Elio-3 lunare, siccome sulla Terra rimane comunque mooolto raro rispetto alla Luna. E quindi rimane tutto l’interesse per tornare sulla Luna, al di la’ ovviamente delle ovvie ragioni scientifiche e di esplorazione.

La scoperta scientifica e’ invece molto utile per caratterizzare meglio le profondita’ estreme del mantello terrestre, giu’ giu’ fino alla superficie del nucleo ferroso del nostro pianeta.


E’ stato osservato che la lava associata ai pennacchi del mantello hanno rapporti Elio-3/Elio-4 più elevati rispetto al mantello convettivo superiore, cosa che aiuta a raffinare i modelli geofisici, geodinamici e geochimici dell’interno profondo della Terra. Gli autori dell’articolo sostengono che la concentrazione estremamente elevata di Elio-3 rispetto all’Elio-4 potrebbe derivare direttamente dal nucleo della Terra.

Illustrazione schematica del trasferimento dal nucleo al pennacchio. Gli ossidi espulsi galleggianti dal nucleo esterno possono mescolarsi in una zona del mantello più bassa composto da mantello impoverito subdotto (cioè un cimitero di placche tettoniche affondate decine di milioni di anni fa). Il mantello arricchito da materiale derivato dal nucleo potrebbe quindi ereditare elevati livelli di Elio-3 dal nucleo. Nel corso di decine di milioni di anni, l’Elio derivato dal nucleo potrebbe poi diffondersi nel mantello impoverito circostante. Entrambi i domini – uno arricchito da ossidi derivati ​​dal nucleo, l’altro dalla diffusione di Elio – potrebbero essere incorporati nei pennacchi del mantello, come il pennacchio (di tipo “islandese”) che ha prodotto le lave dell’isola di Baffin.

Distribuzione globale dell’abbondanza di Elio-3 (ppb – parts per billion) per la superficie lunare: (a) lato vicino, (b) lato lontano.

Commentato da Davide Borghi

Links correlati e articolo originale su Nature:

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06590-8.epdf?sharing_token=wRu9ZwbpBKabZReN0Z9A3tRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0PKmXMX8n7E_pqStH5omCW26qpSsyne8kcCIqZL3QnJhv41PDOUbXpwQH_D5BNKa8PW1DwlOVdDGeWfZjcLyz7l8txun10CBdnFJl3BlzTYuGaC52nGm_sAqAyc-ckOF4xv_6Q0hDCDK9T4mOZfnLTyli6w5Di_VCQCu1l1Jv8N3JA9AzBv5z3IuRwbNeTBAic%3D&tracking_referrer=edition.cnn.com

https://webthesis.biblio.polito.it/17228/1/tesi.pdf

https://www.researchgate.net/figure/Global-distribution-of-3-He-abundance-ppb-for-lunar-surface-a-nearside-b-farside_fig5_227194157#:~:text=According%20to%20the%20above%20remote,estimation%20has%20not%20been%20reported.

https://edition.cnn.com/2023/10/27/world/earth-core-helium-leak-scn/index.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Helium-3

L’Incredibile eruzione del vulcano Hunga Tonga

L’eruzione avvenuta lo scorso 15 gennaio è stata una delle più potenti mai immortalate dai satelliti in orbita intorno alla terra

Quella che vedete qui sopra è una foto satellitare di una spettacolare eruzione avvenuta il 15 gennaio scorso in un posto chiamato Hunga Tonga, nell’oceano pacifico al largo della Australia.

L’isola è disabitata e nella foto qui sotto potete vedere come si presentava a febbraio 2019. Quella al centro è la parte sommitale della caldera che talvolta emerge dall’acqua mentre altre volte collassa e torna ad immergersi

L’esplosione di sabato scorso ha provocato uno tsunami ed ha generato un’onda d’urto che ha abbracciato tutto il globo e che è stata vista dallo spazio. Qui sotto è possibile ammirare l’onda d’urto grazie all’immagine ottenuta dal satellite giapponese Himawari 8. Cliccando sull’immagine si può vedere anche l’animazione dell’evento.

L’onda di pressione è stata avvertita anche in Italia come si può vedere dal grafico qui sotto, curato da Salvatore Quattrocchi.

La nuvola di polvere nel giro di qualche ora ha raggiunto le dimensioni di alcune centinaia di chilometri. Per dare un’idea, queste sono le dimensioni della nuvola rispetto all’Europa:

il pennacchio di cenere nella colonna eruttiva ha raggiunto una altezza di 20 chilometri, ma dobbiamo ricordare che l’origine di questa eruzione è stata con tutta probabilità subacquea. Nell’immagine seguente si può vedere l’edificio vulcanico nella sua interezza: la maggior parte è sommersa.

Il vulcano Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai ha eruttato regolarmente negli ultimi decenni. Gli ultimi eventi degni di nota sono stati quelli del 2009 e del 2014/15. Ma queste eruzioni erano piccole, rispetto a quanto avvenuto il 15 gennaio 2022.

Da recenti ricerche come questa sembra che questo vulcano provochi esplosioni così grandi circa una volta ogni mille anni.

Ma per quale motivo l’eruzione è stata così potente? Perchè è avvenuta sottacqua e quando il magma incandescente incontra l’acqua questa diventa vapore e quindi l’evento diventa esplosivo. Il termine tecnico è “Eruzione di tipo Freatico Magmatico” oppure “Surtseyano”, dalla località a sud dell’Islanda.

L’eruzione è iniziata intorno alle 17.10 ora locale. Nelle isole vicine il cielo è subito diventato molto scuro.

Quest’altra foto è delle 18.09 ora locale:

L’eruzione ha provocato anche uno Tsunami, per fortuna senza grosse conseguenze

Come si presenterà l’isola vulcanica adesso? Come potrete immaginare non abbiamo suggestivi scatti fotografici effettuati sul posto, ma il satellite Sentinel-1 ci viene in aiuto. Ecco come si presentava l’isola a dicembre 2021 (piuttosto simile alla foto di febbario 2019)

Ed ecco invece come si presenta adesso. Direi che c’è rimasto ben poco!

Fonte: ingv

La cronologia degli eventi (The Guardian)

L’Ultima Primavera dei Dinosauri

Gli scienziati hanno individuato il periodo dell’anno nel quale cadde la cometa (o l’asteroide) che estinse i dinosauri

Sessantasei milioni di anni fa ci fu una giornata veramente brutta per i dinosauri.

Non solo per loro, ma per tutti gli esseri viventi, visto che da quel momento in poi il 75% delle specie sulla Terra si estinse in breve tempo. Non c’è dubbio ora che il principale motore di questo omicidio di massa, chiamato evento di estinzione di K-Pg, fu un enorme impatto di un corpo celeste, un asteroide o forse una cometa. Un oggetto di 10 chilometri di diametro che si schiantò contro il pianeta appena al largo della costa dello Yucatan. Si creò un cratere largo circa 150 chilometri ed avvennero una serie di eventi catastrofici, sia immediati che a lungo termine, che spazzarono via la maggior parte della vita sulla Terra.

Non sappiamo la data esatta di questo evento, ma gli scienziati stanno scoprendo in che periodo dell’anno è avvenuto. E sembra che quel giorno del mese di giugno sia stato davvero, davvero brutto.

Conoscere il periodo dell’anno dell’impatto è interessante perchè influisce sulla biologia. Ad esempio, è più probabile che una specie sopravviva se l’evento si verifica dopo che ha deposto le uova in un luogo protetto. Anche se gli adulti venissero spazzati via, una seconda generazione potrebbe comunque avere una possibilità. Influisce anche su quanto tempo potrebbe essere necessario alle piante per riguadagnare il loro posto nelle nicchie ambientali aperte dall’impatto, o quali specie potrebbero dominare nel breve termine dopo l’impatto.

Già in passato furono proposte ipotesi che l’impatto avvenne tra la tarda primavera e l’inizio dell’estate , ma non ci fu un vero e proprio consenso. Tuttavia, un nuovo articolo appena pubblicato ha portato nuove prove piuttosto valide che il periodo proposto in passato sia proprio quello giusto.

Nella nuova ricerca, gli scienziati si sono rivolti al sito fossile di Tanis nel Nord Dakota occidentale. Il sito fa parte della vasta formazione di Hell Creek, uno strato geologico che si estende su diversi stati americani e deposto proprio al momento dell’impatto. Circa 10-13 minuti dopo l’impatto in Messico, immense onde sismiche hanno attraversato il sito di Tanis, provocando inondazioni che molto probabilmente provenivano dal vicino Western Interior Seaway , un mare enorme ma poco profondo che all’epoca correva da nord a sud attraverso il Nord America occidentale. Questo a sua volta ha creato quella che viene chiamata una sessa, un’enorme onda stazionaria in acqua che può generare onde alte un centinaio di metri. E’ accaduto, in una scala molto più grande, quello che avviene quando ti muovi avanti e indietro in una vasca da bagno in sincrono con le onde generate, amplificando i picchi abbastanza da schizzare l’acqua fuori dalla vasca.

Solo che in quel caso le onde che sono schizzate fuori dal lago erano alte come un palazzo di 20 piani…

E’ proprio quello che accadde a Tanis e, grazie alla geografia dell’area abbiamo una risoluzione temporale estremamente precisa degli eventi. Nel sito ci sono tanti fossili inclusi pesci, insetti, piante e altro ancora. Ebbene: esaminando questi fossili, è possibile capire in che periodo dell’anno è avvenuto l’impatto.

Ma come hanno fatto??!? Gli scienziati hanno esaminato i fossili di storione, in particolare la punta della pinna pettorale. Lo storione è anadromo, ovvero migra dal fiume al mare e viceversa, quindi passa dall’acqua dolce a quella salata. La sua migrazione è stagionale e la crescita delle ossa nello storione dipende dunque dal periodo dell’anno. La crescita di questo osso appuntito si è interrotta improvvisamente sulla punta, sicuramente a causa della morte del pesce per l’impatto.

Ma la chiave di tutto è negli elementi di cui è composto l’osso. La concentrazione dell’isotopo ossigeno-18 nelle ossa fluttua durante l’anno. Quando il pesce è in acqua dolce non c’è tanto ossigeno-18. Quando è in acqua salata di mare l’isotopo viene incorporato maggiormente nelle ossa. È vero il contrario per l’isotopo carbonio-13: il suo assorbimento è maggiore in acqua dolce ed inferiore in acqua di mare.

Gli scienziati hanno visto queste abbondanze salire e scendere nella lisca di pesce mentre le tracciavano verso la punta. In più sono sfasate (quando una sale l’altra scende e viceversa), una chiara indicazione delle fluttuazioni stagionali. Tracciando queste fluttuazioni, gli scienziati hanno scoperto che l’impatto è avvenuto in tarda primavera o all’inizio dell’estate.

Fluttuazioni stagionali degli isotopi di O-18 e C-13 nella pinna dello storione

Hanno trovato la stessa cosa nelle effimere. Questi insetti scavano nel legno per deporre le uova che si schiudono durante un brevissimo intervallo poche settimane all’inizio della primavera. Il fatto che le effimere adulte siano state trovate fossilizzate mostra che l’impatto è avvenuto mentre le effimere adulte erano attive, quindi dopo la schiusa delle uova. I loro corpi sono fragili, quindi l’impatto deve essere avvenuto all’inizio della loro età adulta, altrimenti non sarebbero stati trovati fossili intatti.

Inoltre, alcune larve di insetti mangiano le foglie, lasciando tracce caratteristiche (questo è chiamato leaf-mining, un termine adorabile). I solchi intatti in alcune foglie fossilizzate, comprese alcune ancora attaccate ai rami, mostrano che le larve si nutrivano attivamente al momento dell’impatto. E questo è un altro indizio che punta verso la primavera/estate, quando le larve sono impegnate ad ingrassare e crescere prima della metamorfosi.

Tutto ciò è veramente sorprendente. Solo pochi anni fa l’ipotesi dell’impatto dell’asteroide era molto controversa. Ora non solo è accettata, ma sono emerse ulteriori prove in eventi come l’eruzione vulcanica durata un milione di anni ed avvenuta a causa della forza dell’impatto che apre nuove vie al magma sotterraneo.

Ed ora tutto ciò non solo è accettato, ma gli scienziati possono ipotizzare in quale mese sia successo.

Fonte: Bad Astronomy

Fonte: Nature.com

Fonte: Manchester University

Cometa o asteroide?