La missione dal satellite Goce dell’Esa è terminata nel 2013, ma i suoi dati vengono ancora utilizzati per portare alla luce i segreti del nostro pianeta. Un nuovo studio, pubblicato su Geophysical Journal International, combina i dati di Goce con le misurazioni effettuate in superficie, per generare  un modello della crosta terrestre e del mantello superiore. Questa simulazione sta rivelando nuovi dettagli sui processi che regolano la tettonica delle placche, che, a loro volta, sono legati a fenomeni come i terremoti e le eruzioni vulcaniche.

La litosfera, che comprende la crosta dura del pianeta e la parte superiore parzialmente fusa del mantello superiore, è un elemento fondamentale per la tettonica a placche. Gli scienziati ritengono che le differenze nelle temperature nella composizione chimica della litosfera possano aiutare a comprendere meglio anche questo fenomeno. 

Solitamente, i geofisici misurano la velocità di propagazione delle onde sismiche durante un terremoto per determinare la distribuzione delle proprietà fisiche del sottosuolo. La velocità delle onde sismiche è regolata dalla temperatura delle rocce sotterranee e, in misura minore, dalla densità. In questo caso le osservazioni dei satelliti possono fornire dati più precisi proprio per quelle aree dove le misurazioni del suolo risultano difficili. 

Per oltre quattro anni, Goce ha mappato la gravità terrestre con dettagli e accuratezza estremi. Ciò ha portato ad alcune scoperte straordinarie, dalle profondità sotto la superficie del nostro pianeta fino alle altezze dell’atmosfera e oltre. Il nuovo modello della litosfera generato da Goce sfrutta anche le osservazioni sismologiche e i dati petrologici, che provengono dallo studio delle rocce. 

«Per la prima volta – afferma Javier Fullea, dell’Università Complutense di Madrid e del Dublin Institute for Advanced Studies – siamo stati in grado di creare un nuovo modello che combina più set di dati satellitari e terrestri su scala globale e che descrive la temperatura e la composizione effettive delle rocce del mantello. Questo modello fornisce un’immagine della composizione odierna e della struttura termica del mantello superiore che può essere utilizzata per stimare la viscosità. In effetti, è già stato utilizzato per stimare il restante sollevamento post-glaciale – o l’innalzamento del terreno dopo la rimozione del peso del ghiaccio – a seguito dello scioglimento della calotta glaciale Laurentide in Canada, migliorando la nostra comprensione delle interazioni tra il criosfera e la Terra solida».

Il nuovo modello, prodotto nello studio 3D Earth dell’ESA, mostra per la prima volta quanto sia dissimile il mantello sub-litosferico sotto i diversi oceani e fornisce informazioni su come la morfologia e le velocità di diffusione delle dorsali medio-oceaniche possano essere collegate con la chimica profonda e struttura termica.

«Goce non smette mai di stupire – continua Roger Haagmans dell’Esa –  i dati che ha fornito durante i suoi quattro anni di vita in orbita continuano a essere utilizzati per comprendere le complessità del nostro pianeta. Anche se i processi si stanno verificando in profondità, hanno un effetto sulla superficie terrestre, dalla generazione di fondali marini rinnovati ai terremoti. Questo studio fa parte del progetto 3D Earth ed è un altro passo significativo verso la realizzazione di uno degli obiettivi principali del nostro programma Science for Society: sviluppare la ricostruzione più avanzata della nostra Terra solida dal nucleo alla superficie, e i suoi processi dinamici».