Lo studio dell’interno del nostro pianeta è, ancora oggi, una sfida scientifica e tecnologica per molti versi fuori dalla nostra portata: non c’è tecnologia che permetta di scendere più di tanto verso il cuore della Terra e vedere così com’è fatta, dalla superficie al nucleo, a oltre 6.300 chilometri di profondità.

I più profondi pozzi petroliferi arrivano infatti ad appena 10 chilometri di profondità, mentre la più impegnativa perforazione mai eseguita ci ha portati di poco più in giù, a 14 chilometri dalla superficie (un record che sarà forse battuto nel 2020). Per studiare quello che c’è sotto i nostri piedi è insomma ancora necessario usare metodi indiretti, come lo studio della propagazione delle onde sismiche.

Il pozzo di Kola, in Russia, dove l’uomo ha raggiunto i 14 chilometri di profondità.

La pelle della Terra. Sappiamo che la Terra è fatta a strati, ma, come spesso avviene quando si cerca di semplificare la natura, questi strati sono molto più complessi (e non così lineari e ben definiti) come li si rappresenta.

L’unico modo per avere un modello realistico del pianeta rimane lo studio delle onde sismiche dei grandi terremoti, che si propagano all’interno della Terra a velocità diverse in base alle rocce e ai materiali che attraversano.

Con questo metodo Saikiran Tharimena, Catherine Rychert e Nicholas Harmon (University of Southampton, UK) potrebbero avere dato risposta a uno dei grandi interrogativi della geofisica: dove finisce la parte solida della Terra?

La parte solida, la litosfera, è l’insieme della crosta terrestre (la pelle) e della parte più superficiale del mantello (crosta e mantello si differenziano per la composizione chimica).

Un lavoro simile è già stato fatto in passato, e più di una volta, ma sempre con risultati ambigui – che ponevano il confine (il letto della litosfera) in una fascia molto ampia, tra i 135 e i 400 chilometri di profondità.

I ricercatori della Southampton hanno ridotto di molto l’intervallo: il loro studio (pubblicato su Science) lo colloca tra i 130 e i 190 chilometri sotto i nostri piedi – ossia, al massimo, la distanza che separa Milano da Bologna. Il loro lavoro si differenzia dai precedenti per la mole dei dati: hanno infatti usato tutte le informazioni disponibili sui grandi terremoti registrati dall’uomo e li hanno elaborati con supercomputer di ultima generazione.

Che cosa c’è sotto alla litosfera? Non si deve immaginare che subito sotto vi sia un mare di magma, come la fantascienza ci ha più volte proposto: l’astenosfera (lo strato sotto alla litosfera) ha una struttura molto diversa da ogni altro materiale soprastante. «Un modo per immaginarsi l’astenosfera», spiega Tharimena, «è il gelato che inizia a fondersi… goccioline di liquido in una massa ancora solida. L’astenosfera dovrebbe essere molto simile: una struttura solida con sacche di magma liquido in percentuali molto basse.»

Con questo nuovo tassello di conoscenza, possiamo rappresentare in modo più preciso la Terra? In parte sì, anche se ciò che sappiamo è sempre dedotto con metodi indiretti, come non ci stancheremo di ripetere. Comunque, ecco il punto su quello che sappiamo.

La superficie emersa, ossia quello che per noi è il suolo, è sorprendentemente sottile: da pochi centimetri a qualche decina di metri (e solo in alcune zone aride, dove l’uomo non si è mai insediato). Questa sottile buccia, l’unica facilmente raggiungibile dall’uomo, senza particolari tecnologie, presenta una varietà notevole di caratteristiche, tant’è che la classificazione è molto complessa perché bisogna tenere conto della materia organica, della varietà di minerali, della profondità a cui arriva la vita organica…

Superato lo spessore del suolo – o dei sedimenti, nel caso di un fondale marino – si arriva alla crosta, che presenta anch’essa una notevole varietà di composizione chimica, tra quella oceanica e quella continentale.

Ancora più in basso, a profondità variabili tra gli 8 e i 70 chilometri, si incontra il mantello superiore, solido, e poi giù fino all’astenosfera, che grazie al nuovo studio oggi possiamo dire che inizia tra i 130 e i 190 chilometri.

Andando ancora più in profondità si trova una variazione nella struttura dell’astenosfera, a circa 700 chilometri di profondità, e a 2.900 chilometri inizia il nucleo esterno, realmente liquido, composto per lo più da ferro e nichel. Infine, a circa 5.170 chilometri sotto i nostri piedi inizia il nucleo solido, che dovrebbe avere la stessa composizione di quello esterno, e qui il viaggio finisce e così pure quello che, per adesso, sappiamo della natura più profonda del nostro pianeta.

Luigi Bignami