Il progetto cinese Meng Xian e l’esplorazione italiana della Moho aprono nuove prospettive sulla crosta e il mantello terrestre
Perforare il mantello, un obiettivo di lunga data nella geologia
La discontinuità di Mohorovi?i?, nota come Moho, rappresenta il confine tra la crosta terrestre e il mantello sottostante.
Scoperta nel 1909 dal geofisico croato Andrija Mohorovi?i?, questa separazione ha da sempre stimolato l’interesse dei geologi, che sognano di perforare il mantello per studiarne direttamente la composizione.
Nonostante il progetto Mohole degli anni ’60, che mirava a raggiungere questo traguardo, la Moho non è stata ancora superata.
Oggi, nuove iniziative promettono di perforare il mantello entro il 2030, rilanciando l’interesse per questa sfida scientifica.
La nave Meng Xian e il progetto DIVE per perforare il mantello
La nave oceanografica cinese Meng Xian è stata progettata specificamente per perforare la crosta oceanica fino a raggiungere il mantello.
Grazie a una tecnologia avanzata, che include una punta diamantata e aste in lega di titanio, la nave può perforare fino a 11 km in condizioni di alta pressione e temperatura.
L’obiettivo è superare la Moho entro il 2030, ottenendo campioni diretti del mantello oceanico.
Parallelamente, per perforare il mantello continentale, dove la Moho è molto più profonda, si sta sviluppando un approccio diverso.
In Italia, nella zona alpina Ivrea-Verbano, è in corso il progetto DIVE (Drilling the Ivrea-Verbano zonE), che mira a esplorare una Moho fossile a bassa profondità.
Questa area presenta infatti un’esposizione naturale di rocce di crosta profonda e di mantello, risalenti a processi tettonici risalenti a 280 milioni di anni fa.
Le perforazioni scientifiche in questa zona permetteranno di studiare la transizione tra crosta e mantello continentale, offrendo dati preziosi per la comprensione della struttura terrestre.
Contesto scientifico e storico del progetto Mohole e delle perforazioni del mantello
Il progetto Mohole, lanciato negli anni ’60, rappresentava il primo tentativo di perforare la Moho, ma fu abbandonato a causa di problemi tecnici e costi elevati.
Tuttavia, ha dato impulso a successive campagne di perforazione oceanica, come il Deep Sea Drilling Project e l’Integrated Ocean Drilling Program (IODP), che hanno ampliato la conoscenza dei fondali marini e della crosta terrestre.
Navi come la Glomar Challenger e la Joides Resolution hanno svolto un ruolo chiave in queste ricerche fino al 2024.
La nuova nave Meng Xian rappresenta un ulteriore passo avanti tecnologico, con la capacità di perforare più in profondità e in condizioni più estreme.
Nel frattempo, il progetto DIVE in Italia si concentra sul mantello continentale, che differisce per età e composizione da quello oceanico, offrendo un quadro più completo delle dinamiche interne della Terra.
Implicazioni scientifiche: cosa significa perforare il mantello per la geologia e le scienze della Terra
Riuscire a perforare il mantello terrestre consentirà di ottenere campioni diretti di materiale che costituisce la maggior parte del volume del pianeta.
Questo permetterà di verificare le ipotesi attuali sulla composizione e sulla dinamica del mantello, migliorando la comprensione dei processi geologici che influenzano la crosta e la superficie terrestre.
Inoltre, confrontare il mantello oceanico, giovane e formato da margini divergenti, con quello continentale, più antico e complesso, potrà chiarire le differenze evolutive e tettoniche tra queste due componenti.
Le perforazioni in corso e future rappresentano quindi un passo significativo per la geofisica, la geochimica e la geodinamica, aprendo nuove prospettive di ricerca e applicazioni pratiche.
In sintesi, la possibilità di perforare il mantello terrestre si avvicina grazie a progetti internazionali e nazionali che combinano tecnologie avanzate e studi geologici mirati.
La nave Meng Xian punta a raggiungere la Moho oceanica entro il 2030, mentre in Italia il progetto DIVE sta esplorando la Moho fossile della zona Ivrea-Verbano per studiare il mantello continentale.
Questi sforzi segnano un progresso importante nell’esplorazione diretta del cuore della Terra.
Come si differenzia il mantello oceanico da quello continentale
La differenza tra mantello oceanico e continentale è legata a composizione, spessore e processi geologici associati. Ecco le principali distinzioni:
1. Composizione chimica e densità
- Mantello oceanico: composto principalmente da peridotite ultrafemica (ricca in ferro e magnesio), con densità media di ~3,3 g/cm³[7][5].
- Mantello continentale: include rocce meno dense, spesso associate a crosta felsica, con densità inferiore (~3,0 g/cm³) grazie alla presenza di minerali come l’olivina in proporzioni diverse[5][7].
2. Spessore e struttura
- Mantello oceanico: forma una litosfera spessa 100-150 km, dove lo strato superiore (mantello litosferico) è rigido e direttamente connesso alla crosta basaltica[5][6].
- Mantello continentale: la litosfera raggiunge i 200 km di spessore, con un mantello meno denso e termicamente più stabile, spesso associato a radici crostali profonde sotto le catene montuose[5][7].
3. Età e dinamiche tettoniche
- Mantello oceanico: si forma continuamente alle dorsali oceaniche e viene riciclato in zone di subduzione dopo 170 milioni di anni al massimo[5][6].
- Mantello continentale: è parte di litosfera antica (fino a 2 miliardi di anni), stabilizzata da processi come l’orogenesi, e non subduce[5][4].
4. Ruolo nella tettonica delle placche
- Il mantello oceanico, più denso, favorisce la subduzione della litosfera sotto i margini continentali, guidando il movimento delle placche[6][8].
- Il mantello continentale, meno denso, contribuisce alla formazione di cratoni stabili e alla crescita delle placche attraverso collisioni[5][7].
In sintesi, le differenze riflettono l’interazione tra processi geologici, composizione e storia evolutiva delle due tipologie di mantello[5][7][6].
Fonti
[1] Crosta oceanica, continentale e isostasia – Skuola.net https://www.skuola.net/appunti/geologia/crosta-oceanica-continentale-isostasia.html
[2] Crosta continentale e oceanica – differenze – Skuola.net https://www.skuola.net/appunti/geologia/crosta-continentale-oceanica.html
[3] Crosta, mantello e nucleo: la struttura interna del pianeta Terra https://library.weschool.com/lezione/struttura-interna-terrestre-densita-crosta-mantello-nucleo-4119.html
[4] Crosta terrestre continentale e oceanica – geografia – Studia Rapido https://www.studiarapido.it/crosta-terrestre-continentale-e-oceanica/
[5] Litosfera – Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Litosfera
[6] Tettonica delle placche: Come funziona? – DigiLands http://www.digilands.it/natura-illustrata/geologia/tettonica-2/tettonica-delle-placche.html
[7] L’interno della Terra | G.M.P.E. https://www.gmpe.it/tettonica/linterno-della-terra
[8] Crosta terrestre – Enciclopedia – Treccani https://www.treccani.it/enciclopedia/crosta-terrestre_(Enciclopedia-dei-ragazzi)/
Differenze principali tra la peridotite del mantello terrestre da quella del mantello oceanico
La peridotite del mantello oceanico e quella del mantello continentale presentano differenze significative legate a composizione, densità e processi geologici. Ecco le principali distinzioni:
1. Composizione chimica e densità
- Mantello oceanico:
- La peridotite è ultrafemica, con alto contenuto di ferro e magnesio (SiO? ~45%) e densità media di 3,3 g/cm³[1][2].
- Derivata dalla fusione parziale del mantello superiore, è associata a rocce basaltiche della crosta oceanica[5].
- Mantello continentale:
- La peridotite è meno densa (~3,0 g/cm³) e può contenere minerali come ortoclasio, legati a interazioni con crosta felsica[2][6].
- Subisce processi di metamorfismo e alterazione chimica dovuti a collisioni tettoniche e attività magmatica antica[7].
2. Contesto geologico e dinamiche
- Mantello oceanico:
- Formato continuamente alle dorsali oceaniche, è parte di litosfera giovane (?200 milioni di anni) e subduce nelle zone di convergenza[3][7].
- La peridotite è meno alterata, preservando strutture primarie come l’olivina e i pirosseni[6][8].
- Mantello continentale:
- Appartiene a litosfera antica (fino a 2 miliardi di anni), stabilizzata da processi come l’orogenesi[3][7].
- La peridotite può presentare inclusioni di rocce crostali o segni di fusione parziale, come nella zona Ivrea-Verbano in Italia[6].
3. Ruolo nella tettonica delle placche
- La peridotite oceanica, più densa, favorisce la subduzione, guidando il riciclo della litosfera[2][5].
- Quella continentale, meno densa, contribuisce alla formazione di cratoni stabili e alla crescita delle placche attraverso collisioni[2][7].
In sintesi, le differenze riflettono l’origine, l’evoluzione tettonica e l’interazione con la crosta sovrastante, rendendo le due peridotiti campioni distintivi di ambienti geodinamici unici.
Fonti
[1] 01 Crosta e litosfera di oceani e continenti http://service.web-app.it/pluto_h725_clienti/OFFICINA_STUDENTI_1440606206/pdf_prodotti/5495/12846.pdf
[2] Litosfera – Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Litosfera
[3] Crosta Oceanica e Crosta Continentale – Skuola.net https://www.skuola.net/geografia/crosta-oceanica-crosta-continentale.html
[4] Struttura della Terra e superfici di discontinuità – Skuola.net https://www.skuola.net/appunti/geologia/struttura-terra-discontinuita.html
[5] Come è fatto l’interno della Terra? E come l’abbiamo capito? – Geopop https://www.geopop.it/la-struttura-interna-della-terra/
[6] L’interno della Terra | G.M.P.E. https://www.gmpe.it/tettonica/linterno-della-terra
[7] [PDF] Interno della Terra https://elearning.uniroma1.it/pluginfile.php/624960/mod_resource/content/0/2007InternoTerraTreccani.pdf
[8] Mantello terrestre – Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Mantello_terrestre
Implicazioni scientifiche del raggiungere il mantello terrestre: nuove frontiere per la geologia e oltre
L’accesso diretto al mantello rivoluzionerà la comprensione della struttura terrestre, dei processi tettonici e dell’origine della vita
1. Studio diretto della composizione e dinamiche del mantello
Perforare il mantello consentirà di analizzare campioni incontaminati di rocce come la peridotite, finora studiate solo tramite frammenti esposti in superficie o dati sismici indiretti[7]. Questo permetterà di:
- Verificare la presenza di minerali come la ringwoodite, che potrebbe contenere acqua in quantità pari a quella di tutti gli oceani[4].
- Comprendere i processi di serpentinizzazione, che trasformano le peridotiti in serpentiniti rilasciando idrogeno, elemento chiave per gli ecosistemi microbici[2].
- Confermare o rivedere modelli sulla densità, temperatura e flussi convettivi del mantello, fondamentali per spiegare il movimento delle placche[7].
2. Nuove prospettive sull’origine della vita e del sistema Terra-Luna
I campioni del mantello oceanico estratti durante la Ocean Drilling Project Expedition 399 hanno rivelato tracce chimiche riconducibili all’impatto gigante che formò la Luna[2].
Inoltre, l’interazione tra acqua e rocce del mantello in ambienti come il Lost City Hydrothermal Field offre indizi su come si siano sviluppati i primi microrganismi, suggerendo che perforare il mantello potrebbe svelare scenari prebiotici finora ipotizzati solo teoricamente[2].
3. Impatto sulla tettonica delle placche e sui rischi geologici
L’analisi diretta del mantello aiuterà a chiarire:
- Il ruolo dei penetratori litosferici (come il corpo geofisico di Ivrea) nella stabilizzazione dei margini continentali[5].
- Le dinamiche delle zone di subduzione, dove il mantello oceanico più denso sprofonda, innescando terremoti e vulcanismo[7].
- La presenza di “blob” anomali nel mantello, identificati tramite imaging sismico, che potrebbero essere resti di antiche placche subdotte[5]. Queste scoperte costringono a rivedere i modelli sul ciclo tettonico.
4. Collegamenti tra mantello e clima
Studi recenti evidenziano come i processi nel mantello influenzino l’atmosfera.
La decomposizione di minerali come l’ematite nel mantello inferiore potrebbe aver rilasciato enormi quantità di ossigeno, incidendo sull’evoluzione climatica della Terra[6].
Perforare il mantello permetterà di quantificare questi meccanismi, integrandoli nei modelli predittivi sul clima futuro[6].
5. Sfide tecnologiche e collaborazioni internazionali
I progetti come la nave Meng Xian (Cina) e DIVE (Italia) dimostrano che perforare il mantello richiede innovazioni come:
- Aste di perforazione in lega di titanio e punte diamantate per resistere a temperature >300°C[1].
- Tecniche di imaging avanzate per mappare strutture profonde senza danneggiare i campioni[5].
Queste tecnologie avranno ricadute in campi come l’esplorazione mineraria e lo studio di altri pianeti.
In sintesi, raggiungere il mantello terrestre non è solo una sfida ingegneristica, ma un salto epistemologico: permetterà di riscrivere manuali di geologia, chiarire l’origine della vita e migliorare la previsione di fenomeni geologici e climatici. I progetti in corso aprono una nuova era per le scienze della Terra[2][5][6].
Fonti
[1] Mantello terrestre – Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Mantello_terrestre
[2] La nuova perforazione del mantello terrestre è la più profonda mai … https://www.geopop.it/la-nuova-perforazione-del-mantello-terrestre-e-la-piu-profonda-mai-effettuata-perche-e-importante/
[3] Sotto la crosta: studiare la parte nascosta della Terra – Pearson https://it.pearson.com/aree-disciplinari/scienze-matematica/articoli/sotto-crosta-studiare-parte-nascosta-terra.html
[4] Il mantello terrestre contiene l’acqua di tutti gli oceani in un minerale … https://www.geopop.it/il-mantello-terrestre-contiene-lacqua-di-tutti-gli-oceani-in-un-minerale-blu-la-ringwoodite/
[5] Scoperte “terre sommerse” nascoste nel mantello terrestre – Scintilena https://www.scintilena.com/scoperte-terre-sommerse-nascoste-nel-mantello-terrestre-un-enigma-geologico/01/20/
[6] Sotto pressione: il ruolo del mantello terrestre sul clima https://www.scienceinschool.org/it/article/2017/under-pressure-role-earths-mantle-our-climate-it/
[7] L’interno della terra – Enciclopedia – Treccani https://www.treccani.it/enciclopedia/l-interno-della-terra_(XXI-Secolo)/
L’imaging sismico per studiare il mantello terrestre
L’imaging sismico per studiare il mantello terrestre si basa sull’analisi delle onde sismiche generate da terremoti o sorgenti artificiali.
Le onde compressionali (P) e trasversali (S) viaggiano attraverso la Terra e vengono registrate da una rete di sismometri distribuiti sulla superficie.
Principio dell’imaging sismico del mantello terrestre
Le onde sismiche cambiano velocità e direzione quando attraversano materiali con differenti proprietà fisiche (densità, composizione, temperatura). Misurando i tempi di arrivo e le caratteristiche delle onde registrate, si possono ricostruire immagini tridimensionali della struttura interna della Terra, inclusa la crosta, la Moho e il mantello[1][2][4].
Tomografia sismica: la “TAC” della Terra
La tomografia sismica è una tecnica analoga alla tomografia medica (TAC). Utilizza i dati delle onde P e S per creare modelli 3D della velocità di propagazione nel sottosuolo.
Zone con onde più veloci indicano rocce più dense e fredde, mentre zone con onde più lente corrispondono a materiali più caldi o parzialmente fusi.
Questo consente di identificare strutture come placche subdotte, pennacchi di magma e variazioni nel mantello[1][2].
Applicazioni e risultati principali
- Mappatura delle placche tettoniche e della loro interazione con il mantello.
- Individuazione di zone di subduzione e processi di delaminazione della litosfera continentale.
- Rilevamento di accumuli di fluidi e variazioni chimiche nel mantello che influenzano i processi sismogenetici.
- Studio della composizione e della temperatura del mantello per comprendere la dinamica convettiva e i processi di formazione della crosta[2][5].
Conclusioni
L’imaging sismico è uno strumento fondamentale per esplorare indirettamente il mantello terrestre, permettendo di superare i limiti delle perforazioni dirette.
Le immagini ottenute migliorano la comprensione della struttura interna della Terra, delle dinamiche tettoniche e dei processi che influenzano la superficie terrestre e il clima globale[1][3][4].
Fonti
[1] Visualizzazioni sismiche dell’interno della Terra | FP7 | CORDIS https://cordis.europa.eu/article/id/166067-seismic-visions-of-the-earths-interior/it
[2] TOMOGRAFIA SISMICA | Realizzata la “TAC” della penisola italiana http://www.ingv.it/stampa-e-urp/stampa/comunicati-stampa/5356-tomografia-sismica-realizzata-la-tac-della-penisola-italiana
[3] Sotto la crosta: studiare la parte nascosta della Terra – Sanoma https://sanoma.it/articolo/sciencefactory/sotto-crosta-studiare-parte-nascosta-terra
[4] Tomografia sismica – Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Tomografia_sismica
[5] Onde sismiche: tipologie e usi – Scienze geologiche https://it.geologyscience.com/natural-hazards/earthquakes/seismic-waves/
[6] Viaggio al centro della Terra – Il Bo Live – Unipd http://ilbolive.unipd.it/index.php/it/news/viaggio-centro-terra
[7] Da un terremoto profondo importanti informazioni sul mantello … https://www.youtube.com/watch?v=wSjl2EOQkxk
[8] Tomografia sismica – Tecniche di imaging della struttura terrestre … https://flashcards.world/flashcards/sets/558d6d94-c092-409e-8011-03d62329eeaf/
Il progetto Mohole, avviato negli anni ’60, ha avuto un impatto significativo sulle ricerche geologiche successive
Il progetto Mohole, avviato negli anni ’60, ha avuto un impatto significativo sulle ricerche geologiche successive, pur non avendo raggiunto direttamente il mantello terrestre.
Il suo principale contributo è stato quello di stimolare lo sviluppo di tecnologie e metodologie per la perforazione profonda in ambiente oceanico, aprendo la strada a campagne scientifiche di carotaggio dei fondali marini.
Dopo l’abbandono del progetto Mohole nel 1966 a causa di problemi tecnici e costi elevati, molte delle sue idee e tecnologie sono state riprese e perfezionate nel Deep Sea Drilling Project (DSDP) e nei programmi successivi come l’Integrated Ocean Drilling Program (IODP).
Questi progetti hanno permesso di esplorare la crosta oceanica e di ottenere dati fondamentali sull’evoluzione dei fondali marini e sulla struttura della Terra, anche se senza raggiungere la Moho.
In particolare, il progetto Mohole ha contribuito a:
- Incentivare la realizzazione di navi perforatrici avanzate come la Glomar Challenger e la Joides Resolution, che hanno effettuato carotaggi profondi in oceano per decenni.
- Promuovere l’idea di perforare il mantello per studiarne direttamente la composizione, dando origine a una nuova generazione di ricerche geologiche e geofisiche.
- Favorire la collaborazione internazionale e interdisciplinare tra geologi, oceanografi e ingegneri per affrontare le sfide tecniche della perforazione profonda.
Queste innovazioni hanno portato a importanti scoperte sulla struttura della crosta terrestre, sui processi tettonici e sulla dinamica del mantello, anche se il sogno di perforare direttamente la Moho resta ancora in parte da realizzare.
Oggi, nuove iniziative come la nave cinese Meng Xian e il progetto italiano DIVE riprendono idealmente il testimone del Mohole, con tecnologie più avanzate e obiettivi ambiziosi.
In sintesi, il progetto Mohole ha rappresentato un punto di svolta per la geologia moderna, influenzando profondamente le ricerche successive e ponendo le basi per l’esplorazione diretta del mantello terrestre[1][3][4][7].
Fonti
[1] Dopo oltre 60 anni dal Progetto Mohole, finalmente dovrebbe … http://aldopiombino.blogspot.com/2025/05/dopo-oltre-60-anni-dal-progetto-mohole.html
[2] [PDF] Un buco nell’acqua PROFILI STORICI https://www.acquesotterranee.net/acque/article/download/714/516
[3] Il progetto Mohole | Scienza – Rai Cultura https://www.raicultura.it/scienza/articoli/2019/07/Il-progetto-Mohole-2325521a-869f-426e-9f1f-c9d5a1d68aba.html
[4] Officina delle idee: il progetto Mohole | Scienze – Rai Scuola https://www.raiscuola.rai.it/scienze/articoli/2021/02/Officina-delle-idee-il-progetto-Mohole-bede9cb4-506f-4b95-a297-94ec1dbccd0b.html
[5] La nostra storia – Scuola Mohole https://scuola.mohole.it/la-nostra-storia/
[6] [PDF] Untitled – ArTS https://arts.units.it/retrieve/e2913fdb-8e43-f688-e053-3705fe0a67e0/BERTI%20Jacopo%20-%20Tesi%20di%20dottorato%20firmata.pdf
[7] un buco in fondo al mare Bascom Willard – Biblioteca di un apneista http://www.bibliotecadiunapneista.it/biblioteca/un_buco_in_fondo_al_mare/00.htm
[8] critica letteraria | “La scrittura meridiana” https://lascritturameridiana.wordpress.com/category/critica-letteraria/