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Modello schematico che illustra l’origine delle anomalie isotopiche nei basalti delle isole oceaniche. Fonte: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4756
Quando la Terra si formò miliardi di anni fa, il suo nucleo metalico era avvolto da un oceano globale di magma fuso, composto da roce fusa; quest’ultimo alla fine si raffreddò e cristallizzandosi formò il mantello. Ai nostri giorni, quando i pilastri del mantello, dotati di profonde radici, salgono verso la superficie causando eruzioni vulcaniche, i lava che ne derivano potrebbero contenere idrogeno proveniente dalle profondità del pianeta.
L’idrogeno si trova in due forme stabili: lo standard idrogeno leggero e il più pesante deuterio. Sebbene la maggior parte delle rocce vulcaniche presentino rapporti isotopici di idrogeno normali, alcuni lava associate alle colonne del mantello profondo mostrano rapporti di deuterio insolitamente bassi.
Questo raro miscelamento ha dato luogo a un acceso dibattito: questa firma a basso contenuto di deuterio si è formata durante il congelamento del magma oceanico nelle prime fasi, oppure ha origine dall’idrogeno filtrato dal nucleo metallico della Terra?
Viaggio verso l’epoca della Terra fusa
Chi cerca di rispondere a questa domanda, un team di ricercatori guidato da Wenzhong Wang presso l’Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha utilizzato avanzate simulazioni informatiche per ricreare le condizioni presenti a migliaia di chilometri di profondità nella superficie terrestre.
Il team ha esaminato come le due forme dell’idrogeno si comportino durante il raffreddamento delle rocce fuse e la cristallizzazione in diversi minerali. Successivamente ha utilizzato i risultati ottenuti per modellare come le due forme dell’idrogeno si distribuiscano nel mantello terrestre nelle prime fasi della storia della Terra.
Sull’articolo pubblicato su Science Advances, gli ricercatori indicano che, mentre il magma antico si raffreddava e cristallizzava, l’idrogeno si distribuiva nel mantello in due forme in modo relativamente equilibrato. Sebbene a diverse profondità esistano piccole differenze nei rapporti, non era presente una situazione simile ai livelli di deuterium anormalmente bassi trovati nelle rocce vulcaniche di luoghi come l’Isola di Baffin al Polo Nord del Canada e l’Islanda.
“Le nostre dimostrazioni indicano che la cristallizzazione del magma nell’oceano magmatico non porta a una significativa frazionazione degli isotopi dell’idrogeno nel mantello terrestre,” affermano gli autori dello studio.
La tesi del nucleo che filtra
Ciò significa che il congelamento dell’oceano di magma non è in grado di spiegare le insolite firme in questione. Pertanto, i ricercatori sostengono l’ipotesi della fuoriuscita dal nucleo. Affermano che l’idrogeno con un basso rapporto di deuterio potrebbe aver permeato, nel corso di miliardi di anni, dal nucleo metallico della Terra al mantello circostante.
C’è un altro indizio che punta al nucleo. Alcuni di queste rocce vulcaniche presentano inoltre un rapporto elio-3/elio-4 insolitamente elevato. L’elio-3 è una rara forma di elio che probabilmente si è conservata nel nucleo terrestre per miliardi di anni.
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L’illuminazione dei meccanismi che permettono il trasferimento dei segnali del seme alla mantella rimane un obiettivo importante per gli studi futuri.
Questo articolo è stato scritto per Science X da Paul Arnold, edito da Lisa Lock, con il controllo di accuratezza e la revisione di Robert Egan. L’articolo è il frutto di un accurato lavoro umano. Science X conta sul supporto dei propri lettori per proseguire nel giornalismo scientifico indipendente. Se questa notizia è importante per te, ti invitiamo a valutare la possibilità di effettuare una donazione (in particolare una donazione mensile). In cambio riceverai un account senza pubblicità.
Yu Zhang e colleghi, Gli isotopi dell’idrogeno rivelano la fuoriuscita di acqua dal nucleo, (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4756
Si è laureato in biologia presso l’Università di Londra. È un produttore di documentari della BBC con esperienza di viaggi in tutto il mondo. Lavora come freelance dalla Spagna meridionale. Profilo completo →
Ha una laurea in storia dell’arte e una laurea magistrale in cultura materiale. È un’ex redattrice di , paramedica e coordinatrice di di organi. Si occupa di editing per Science X dal 2021. Profilo completo →
È dotata di una laurea in biologia matematica e di un master in scrittura creativa. Ha prospettive uniche sulla scienza e sul linguaggio ed è una grande viaggiatrice.
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