Un diamante misterioso, un minerale usualmente trovato nei meteoriti, oceani interi intrappolati nelle profondità della Terra: di ingredienti per un nuovo capitolo di Indiana Jones ce ne sarebbero a sufficienza. Solo che in questo caso non si tratta di un film con il sempre gagliardo Harrison Ford, ma di una vicenda – e di uno studio – con tutti i crismi della scientificità. Tanto fondato da avere avuto l’onore (qualche tempo fa) della pubblicazione sulla prestigiosissima “Nature”. Il tutto parte dallo studio di un diamante ritrovato in Brasile che conteneva traccia di un minerale inusuale, la ringwoodite, la cui scoperta confermerebbe la presenza di immense quantità di acqua intrappolate nelle profondità del pianeta. La maggior parte dei diamanti si forma a una profondità compresa tra 150 e 200 chilometri, ma i diamanti “ultradeep”, come quello inquestione, provengono da una regione del mantello della Terra conosciuta come zona di transizione, da 410 a 660 chilometri sotto la superficie, afferma Graham Pearson, geochimico del mantello dell’Università di Alberta e autore principale dello studio. Le impurità nei diamanti ultraprofondi possono essere utilizzate come sonde per studiare le regioni in cui si sono formate le pietre – e in particolare per capire quali minerali sono presenti a quelle profondità.
Alcuni minerali hanno strutture cristalline che possono formarsi solo a pressioni o temperature elevate, o entrambe, e molti si riorganizzano in strutture diverse quando la pressione diminuisce o la temperatura scende. Così, quando il rimescolamento del mantello porta le rocce verso la superficie, alcuni dei minerali che si erano formati a grandi profondità non sono più reperibili. Ma se i minerali rimangono intrappolati nei diamanti, rimangono compressi nella loro forma originale. “Questi diamanti ad alta pressione offrono una finestra sulle profondità della Terra”, ha affermato Pearson a “Nature”. Lui e il suo team hanno studiato uno di questi diamanti, che pesava 0,09 grammi e proveniva dal distretto di Juína in Brasile. Mentre esaminavano le impurità al suo interno utilizzando un metodo di diffusione della luce noto come spettroscopia Raman, si sono imbattuti in qualcosa di insolito: un frammento di 40 micrometri di diametro che si è rivelato essere ringwoodite, una forma ad alta pressione di olivina, un minerale che costituisce gran parte del mantello superiore.
La ringwoodite era stata precedentemente trovata solo nei meteoriti o sintetizzata in laboratorio. A differenza delle forme di olivina meglio studiate, la ringwoodite può contenere una notevole quantità di acqua. Il campione quindi aveva il potenziale per aiutare a risolvere una controversia di lunga data su quanta acqua contenga la zona di transizione. Usando la spettroscopia infrarossa, il team di Pearson ha scoperto che il minuscolo frammento di ringwoodite conteneva circa l’1 per cento di acqua in peso. “Potrebbe non sembrare molto”, dice Pearson, “ma quando ti rendi conto di quanta ringwoodite c’è, la zona di transizione potrebbe contenere tanta acqua quanto tutti gli oceani della Terra messi insieme.” Ma il contenuto di acqua di un singolo cristallo non è necessariamente rappresentativo dell’intera zona, ha controbattuto Norm Sleep, geofisico della Stanford University in California. I diamanti sono prodotti da un insolito tipo di vulcanismo normalmente associato alle rocce ricche di acqua, spiega. Paragona la situazione a quella di qualcuno che cerca l’oro e trova una grossa pepita: “Non sarebbe saggio presumere che tutta la ghiaia nel ruscello sia fatta di pepite d’oro”. Pearson è d’accordo. Gli studi di telerilevamento del mantello hanno prodotto risultati contrastanti, suggerendo che il contenuto di acqua della zona di transizione potrebbe essere “irregolare”, dice. “Il nostro campione sembra provenire da uno dei punti umidi.”
Esistono due teorie sulla provenienza dell’acqua del mantello. Una è che si tratti di acqua di superficie trasportata in profondità nel sottosuolo quando le rocce del fondale marino furono subdotte dalla tettonica a placche. L’altro è che gli strati più profondi della Terra contengono ancora acqua che faceva parte dei materiali che formavano la Terra. Se l’acqua fosse lì da quando si è formata la Terra, il suo rapporto tra deuterio e idrogeno normale potrebbe essere diverso da quello che si trova oggi nell’acqua di mare – e più vicino alla composizione dell’acqua primordiale della Terra. Se così fosse, quel rapporto potrebbe fornire indizi sul fatto che l’acqua provenga da asteroidi o da comete, dice Humberto Campins, ricercatore di asteroidi presso l’Università della Florida Centrale a Orlando. Pearson ritiene utile controllare il rapporto isotopico, ma finora il suo gruppo non è stato disposto a effettuare test così distruttivi sull’unico pezzo conosciuto di ringwoodite del mantello. “Dobbiamo pensare molto attentamente a ciò che faremo dopo su questo campione perché è molto piccolo: 40 micrometri”, dice. “Ciò significa che puoi pensare di fare solo una o due analisi aggiuntive”.
