La Terra ha un mantello fatto di uranio? Sarà per questo che fa caldo prima di un terremoto…

Un amico mi gira un link a un comunicato stampa di Le Scienze Web, fonte Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Il titolo: “I geoneutrini confermano che siamo appoggiati su un mantello di uranio e torio“. Io immagino qualunque geologo storcere un po’ il muso a questa frase. Perché? Perché il mantello non è fatto di uranio e torio e questa ricerca non ha scoperto che il mantello ne sia invece composto. La ricerca conferma che la maggior parte del calore interno della Terra viene dal decadimento di elementi radiottivi diffusi non solo nella crosta ma anche nel mantello.

Prima che qualcuno ci spinga ad abbandonare il pianeta perché radioattivo, precisiamo che il flusso di calore terrestre fosse in gran parte dovuto al decadimento radioattivo veniva insegnato all’università già dagli anni 80 e credo anche prima. La Terra ha un normale “fondo” di radioattività con il quale si è svulippata la vita su tutto il pianeta. Nessun geologo si stupisce all’idea della presenza di uranio in qualunque tipo di roccia, anche in tracce. Come anche altri elementi con il nucleo “pesante” (gran quantità di protoni e neutroni), l’uranio tende a perdere protoni dal nucleo trasformandosi in un altro elemento: l’uranio ha 90 protoni nel nucleo, ne perde ogni tanto 2 e diventa torio, che ne ha 88. L’attrito di queste particelle che attraversano le rocce genera il calore che fa si che mediamente la temperatura dentro la crosta terrestre aumenti di circa 30°C ogni km di profondità. Il decadimento radiattivo viene utilizzato per calcolare l’età di rocce non troppo recenti in termini geologici: una quantità iniziale di uranio diventa per metà torio in circa 23 milioni di anni (tempo di emivita o di dimezzamento).

Qualunque elemento è presente in tracce in ogni roccia. Alcune sono particolarmente ricche di uranio. La novità della ricerca delll’INFN è che la presenza importante di uranio e torio nel mantello è confermata (a scapito di chi magari non lo ritenesse possibile). Da qui a dire che il mantello terrestre è fatto di uranio e torio ce ne corre!

Il mantello terrestre

Il mantello è lo strato roccioso spesso circa 2900 km che ricopre il nucleo della Terra. Al suo esterno vi è la crosta, che oscilla tra i 0 m (lungo le dorsali oceaniche) ai 70 km (sotto le catene montuose) di spessore. Della composizione della crosta sappiamo molto di più, l’abbiamo campionata ed analizzata in lungo e in largo e ne esistono due tipi: oceanica, più densa e sottile, continentale, menon densa e più spessa. Al mantello non ci si può arrivare con le perforazioni, ma qualche cosa della sua parte più alta ci arriva da dragaggi profondi lungo certe faglie che dislocano le dorsali oceaniche o da camini vulcanici profondi che potrebbero aver riportato qualcosa dal mantello superiore. Come per la crosta, si tratta di rocce composte da minerali silicatici. Nella crosta sono principalmente silicati di minerali alcalini (Ca, Na, K), nel mantello sono preponderanti i silicati di ferro e magnesio (ce n’è anche nella crosta, specialmente in quella oceanica, ma nel mantello i cosiddetti “ferromagnesiaci” la fanno da padroni – notate che non ho scritto silicati di uranio e torio).

mantle seismics

L’esistenza del mantello è stata postulata dal geofisico croato Sinisa Mohorovicic algli inizi del 1900. Notò delle rifrazioni e riflessioni particolari di onde sisimiche dovute ad un terremoto che stava analizzando e le spiegò con un passaggio a rocce con caratteristiche elastiche diverse (che causano un aumento di velocità delle onde sismiche) ad una profondità di 40-50 km sotto la penisola balcanica. Questa superficie di discontinuità, il confine crosta-mantello, porta ancora il suo nome, “la Moho” per gli amici. Tornando alla sua composizione, esiste un dibattito e diversi modelli, basati soprattutto sulla velocità delle onde sismiche nel mantello. E’ riconosciuta la diffusa presenza di peridotiti (il perodoto, o “olivina” è un silicato di ferro e magnesio – (Fe,Mg)SiO4 – che si ritrova in molti basalti, lave vulcaniche che si ritiene originino dalla parte alta del mantello). Come vedete, l’uranio non l’ho neanche nominato. C’è, ma non forma minerali fondamentali nella composizione delle rocce che costituiscono il mantello, su cui non sto qui a discutere.

La necessità di sintesi e i tempi stretti spesso ci si ritorcono contro

Alla fine non ho potuto resistere ed ho scritto alla redazione web di Le Scienze, versione italiana di Scientific American, una delle maggiori riviste di divulgazione scientifica (forse un po’ più che divulgativa), di cui ho sempre avuto grande ammirazione. Ho espresso i miei dubbi sul titolo e mi hanno detto che hanno riportato integralmente il comunicato stampa dell’INFN. Ho scritto anche a loro e mi hanno prontamente risposto e ringraziato della segnalazione. La necessità di sintesi ed i tempi ristretti per la pubblicazione hanno causato una imprecisione. Ma non riesco a non pensare come mai a Le Scienze nessuno si sia reso conto del titolo fuorviante. Immagino amici che avendolo letto potrebbero chiedermi del mantello terrestre fatto di uranio; potrei rispondere “dove hai letto questa fesseria”; e loro giustamente controbattere “ehi, lo dicono Le Scienze e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare!”. Chi sarei io per contraddirli?

Come è potuto succedere questo? La fretta e il bisogno di un titolo breve spiegano abbastanza. Ma una ragione in più si fa spazio come al solito nella mia testa (e ci tengo a precisare che non è niente di cui lo staff dell’INFN o de Le Scienze possa essere incolpato – anzi…).

Simplified-cross-section-of-the-Earth-according-to-Hirose-and-Lay-2008-The-mainPreciso anche che non sono certo io a dire che il mantello terrestre non è fatto di uranio. Basta cercare un po’ di fonti, siti universitari o di enciplopedie, per non ricorrere alla solita Wikipedia. Il National Geographic ha belle pagine divulgative sulla struttura interna della Terra e io stesso ho sctitto tanto in questo sito. Sono convinto che all’INFN sanno già tutto. Eppure è successo…

La scarsa cultura scientifica di base, in particolare geologica

Tempo fa risposi ad un annuncio di una ditta tedesca che si occupava di comunicazione ed aveva una posizione a Frascati, magari proprio nei pressi dell’INFN, per una posizione da web editor con basi scientifiche ed ottimo inglese che avrebbe curato la trasposizione in linguaggio comune dei contenuti scientifici di un settore di ricerca dell’ESA, l’ente spaziale europeo. Hanno poi preferito qualcuno “con esperienza nel settore”. Ovviamente io non avrei mai scritto un titolo così fuorviante. Ma da qualche anno purtroppo mi sto rendendo conto che la cultura scientifica di base si è ridotta al lumicino. La mia geologia sembra una delle materie che ne soffre di più: Terra piatta, gente che prevede terremoti, pozzi accusati di generarne, rabdomanti che cercano l’acqua con un pezzo di legno, petrolio che deriva dalle ossa dei dinosauri… strano che ancora nessuno dica che fa uno strano caldo questi giorni, potrebbe verificarsi un terremoto! Non è che medici e biologi stiano meglio visti i movimenti anti vaccini. Con la gente sempre peggio informata in materia e gli amministratori pubblici che pensano solo ai loro voti, vengono prese decisioni sempre più in base a credenze che a realtà scientifiche. Io stesso non faccio più il geologo e mi sono dovuto riciclare. Anche questo è segno di una disattenzione verso materie che in realtà l’Italia dovrebbe curare di più visti i rischi sismico, vulcanico ed idrogeologico a cui è esposta. Ma la cultura scientifica in Italia è da sempre stata ritenuta di secondo piano, basta guardare i programmi delle scuole (e sono convinto che a Le Scienze e all’INFN sono d’accordo con me).

Da parte mia aggiungo che la parte geologica è quella meno curata. A meno di non laurearsi in geologia, è difficile capire che se l’INFN dice che il mantello è di uranio non sia davvero così, nessuno ne ha le basi. Nel mantello c’è l’uranio, pure il torio. Questo non equivale a dire che sia fatto di uranio e torio. Si dovrebbe semmai parlare di minerali più che di elementi chimici. Sono i minerali a formare le rocce di cui un pianeta è costituito. Ma quanto avete studiato minerali e rocce a scuola? Che noia, eh? Se proprio ci dobbiamo limitare a parlare di elementi chimici parliamo almeno di ferro e magnesio, ma anche di tanto silicio e ossigeno (l’elemento più diffuso nella crosata – strano, ma vero). C’è anche l’acqua, sapete? Ma non si tratta di laghi o caverne riempite, né di acquiferi paragonabili a quelli della crosta (molti si immaginano anche questi come laghi sotterrnei, ahimé). Le scienze sono bistrattate nella scuola dell’obbligo. E questi sono i risultati.

Ma continuiamo così… facciamoci del male…