Nuove mappe delle radici vulcaniche in Africa rivelano complessità del mantello terrestre

Un team internazionale di ricercatori ha mappato le radici profonde degli hotspot vulcanici in Africa, rivelando una struttura del mantello terrestre più complessa di quanto si pensasse. L’analisi, condotta su otto sistemi di hotspot, ha utilizzato dati geofisici e geochimici per ricostruire una mappa congiunta delle zone più profonde del mantello. I risultati, pubblicati su ‘Science’, mostrano che le sorgenti di questi fenomeni vulcanici non si limitano a singoli pennacchi verticali, ma si organizzano in almeno tre grandi domini distinti, ciascuno esteso per circa mille chilometri.

Un modello diverso per comprendere i pennacchi

Secondo il modello classico, gli hotspot vulcanici sono alimentati da pennacchi di materiale caldo che risalgono dal mantello profondo, in alcuni casi vicino al confine con il nucleo terrestre. Tuttavia, le immagini sismiche più recenti mostrano che queste anomalie non sempre formano condotti verticali semplici, ma possono inclinarsi, deviare lateralmente, ristagnare o ramificarsi. Per superare questa complessità, i ricercatori hanno trasformato la ricerca del percorso dei pennacchi in un problema matematico basato sulla teoria dei grafi. Il metodo ha permesso di identificare un insieme di possibili traiettorie attraverso le regioni caratterizzate da basse velocità delle onde sismiche. In questo modo, è stato possibile tenere conto della tridimensionalità del mantello e del fatto che uno stesso hotspot potrebbe essere collegato a più zone sorgenti. L’analisi ha incluso dati sismologici sul fondo oceanico e ha rivelato che i percorsi non sono necessariamente colonne verticali.

Le radici convergono intorno ai mille chilometri di profondità

Nel caso di Reunion, ad esempio, sono emersi sia percorsi relativamente verticali che traiettorie fortemente deviate lateralmente. Le diverse radici individuate tendono a convergere intorno ai mille chilometri di profondità, indicando una struttura del sistema molto più complessa rispetto all’immagine tradizionale di pennacchi indipendenti. La suddivisione è stata effettuata su scale dell’ordine di mille chilometri o superiori, compatibili con la risoluzione della tomografia sismica. La corrispondenza tra la classificazione geochimica e quella geofisica ha permesso di individuare tre gruppi principali: Afar-Africa orientale-Comore, Reunion e Marion-Crozet-Kerguelen-Saint Paul. Questa suddivisione è stata verificata anche analizzando i rapporti isotopici dei basalti associati agli hotspot. I dati suggeriscono che la Llsvp, una gigantesca struttura del mantello profondo, potrebbe essere chimicamente eterogenea, rendendo improbabile un’origine esclusivamente termica.

La mappa congiunta geofisica e geochimica rappresenta un passo avanti nella comprensione della dinamica interna della Terra. Per distinguere tra le diverse ipotesi, saranno necessari nuovi studi geodinamici, una maggiore copertura delle osservazioni sismiche sui fondali oceanici e dati geochimici più completi sulle rocce vulcaniche degli hotspot. Questi risultati rappresentano un passo avanti nella comprensione della dinamica interna della Terra e delle sue complesse interazioni.