Riassunto:
Il gruppo di ricerca ha analizzato un pezzo di eclogite raccolto dall'isola di Goodnough in Papua Nuova Guinea e ha ricostruito il suo processo di affondamento con la placca in subduzione circa 4,4 milioni di anni fa, penetrando in profondità nel mantello per poi ritornare in superficie. Il granato nella roccia è avvolto da minuscola coesite. Questo minerale richiede una pressione estremamente elevata per formarsi, dimostrando che la roccia è sprofondata ad una profondità di almeno 90 chilometri; la temperatura locale è stimata intorno agli 800 gradi Celsius.
Il record della temperatura lasciato dalle rocce mostra che il gradiente geotermico nelle prime fasi della subduzione era superiore a quanto previsto dai modelli attuali: a una profondità di circa 45 chilometri, la temperatura ha raggiunto circa 700 gradi Celsius, ovvero solo circa 100 gradi Celsius in meno rispetto a una profondità di 90 chilometri. I ricercatori ritengono che lo stato termico sperimentato dalle rocce quando affondano sia inizialmente relativamente caldo, per poi passare a un ambiente di subduzione relativamente freddo; il "freddo" qui significa che la temperatura corrispondente all'unità di profondità è più bassa, e non significa che la temperatura della roccia diventa più bassa man mano che si scende in profondità. Lo studio ipotizza inoltre che la velocità di immersione verticale possa superare i 60 millimetri all'anno nel periodo successivo.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Earth Science. Il team ha monitorato l’evoluzione pressione-temperatura di questa roccia analizzando le inclusioni minerali nel granato, le condizioni di temperatura e pressione e l’età dello zirconio, dell’uranio e del piombo. Il campione è stato raccolto già nel 2003 durante una spedizione scientifica. Con l'aiuto di successive tecniche di analisi, i ricercatori sono riusciti a ricostruire il suo percorso sotterraneo in modo più dettagliato.
Il gruppo di ricerca ha proposto due possibili spiegazioni: l'attrito di taglio causato dallo scorrimento dei confini delle placche può rendere la parte superficiale della subduzione più calda di quanto precedentemente stimato; può anche darsi che questa zona di subduzione più giovane non si sia ancora sviluppata fino a raggiungere uno stadio stabile, e quindi non si sia ancora raffreddata alla temperatura prevista dal modello di zona di subduzione matura. I due fattori possono agire anche contemporaneamente. Per ora queste restano ipotesi esplicative.
Le zone di subduzione sono aree importanti per forti terremoti e attività vulcaniche. Inoltre portano carbonio e altri materiali nel mantello e partecipano al ciclo del carbonio a lungo termine della terra. I ricercatori hanno sottolineato che questa roccia mostra che il picco di temperatura e pressione quando si è formata la roccia profonda potrebbe non essere sufficiente per ripristinare il suo precedente processo di affondamento; Si prevede che dati più completi sulla storia termica contribuiranno a migliorare i terremoti, l'attività vulcanica e i modelli del ciclo geochimico.
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