Un nuovo studio, spiega con precedenti osservazioni, come l’acqua dell’oceano scorra attraverso il fondo marino da una montagna sottomarina all’altra.
26 GIUGNO 2015 – di Tim Stephens
Grandi quantità di acqua dell’oceano circolano attraverso il fondo marino, che scorre attraverso la roccia vulcanica sopra la crosta oceanica superiore. Un nuovo studio condotto dai ricercatori della UC di Santa Cruz, pubblicato il 26 giugno su Nature Communications, spiega ciò che spinge questo processo globale e su come il flusso venga sostenuto.
Circa il 25% del calore che fuoriesce dall’interno della Terra viene trasferito agli oceani attraverso questo processo, secondo Andrew Fisher, professore alla Earth and planetary sciences at UC Santa Cruz e coautore dello studio. Gran parte del trasferimento del flusso e del calore del fluido avviene attraverso migliaia di vulcani spenti sottomarini (chiamate montagne sottomarine) e altri luoghi in cui la roccia porosa vulcanica è esposta al fondo marino.
Fisher ha guidato un team internazionale di scienziati che nei primi anni 2.000 ha scoperto il primo sito di questo processo di afflusso deflusso del fluido, nel nord-est dell’Oceano Pacifico. In un articolo pubblicato su Nature datato 2003, Fisher e colleghi hanno riferito che l’acqua marina è entrata in una montagna sottomarina, e viaggiando orizzontalmente attraverso la crosta, ha guadagnato calore reagendo poi con le rocce crostali, per poi scaricarsi in mare attraverso un’altra montagna sottomarina a più di 50 km di distanza.
Gli studi di Andrew Fisher e i suoi colleghi hanno dimostrato che le montagne sottomarine forniscono condotti attraverso enormi quantità di flusso d’acqua tra il mare e le rocce sotto il fondo marino. (Illustrazione di Nicolle Rager)
Prosegue Fisher: “Da quando abbiamo scoperto il luogo in cui avvengono questi processi, abbiamo cercato di capire che cosa spinge il flusso del fluido. Quello che sembra, e ciò che determina la direzione del flusso”.
Per il nuovo studio, il primo autore Dustin Winslow, con dottorato di ricerca alla UCSC da poco laureato, ha sviluppato un primo modello al computer tridimensionale che mostra come funziona il processo. I modelli rivelano di come un sifone idrotermale, venga guidato da perdite di calore nelle profondità della Terra e il flusso di acqua di mare fredda sotto la crosta venga poi riscaldata dalla stessa crosta.
“I modelli di Dustin forniscono la migliore visibilità, la più realistica, di questi sistemi fino ad oggi, aprendo una finestra in un regno nascosto come l’acqua, la roccia, e la vita”, ha detto Fisher.
I modelli mostrano anche che l’acqua tende a immettersi nella crosta (‘ricarica’) attraverso le montagne sottomarine, dove il flusso del fluido è più semplice a causa delle proprietà della roccia favorevoli e nelle maggiori dimensioni delle montagne sottomarine. L’acqua tende a scaricarsi dove il flusso del fluido è più difficile a causa delle proprietà della roccia meno favorevoli o di più piccole montagne sottomarine. Questo risultato è in linea con le osservazioni sul campo che suggerisce di come le montagne sottomarine più piccole sono e più favoriscono le zone di scarico idrotermale.
“Questo risultato nei modelli è stato inizialmente sorprendente, e abbiamo dovuto ripetere molte simulazioni per convincere noi stessi che avevano senso”, ha riferito Winslow. “Abbiamo anche scoperto come i modelli creati fluiscano nella direzione opposta a dove poi spontaneamente gira, in modo che lo scarico avvenga tramite un minor numero di montagne trasmissive sottomarine. Questo sistema sembra fondamentale per spiegare come questi sistemi vengono sostenuti.”
Il progetto di Winslow è stato finanziato dalla National Science Foundation attraverso una borsa di studio post-laurea e come parte del Centro Dark Energy Biosfera Investigations (C-DEBI). UCSC è un partner di C-DEBI, che ha sede presso la University of Southern California.
Fonte: University of California
Enzo
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