Il comportamento dell’acqua salata nel mantello terrestre

Secondo gli scienziati il mantello terrestre trattiene più acqua di tutti gli oceani del pianeta. Tuttavia, capire come essa si comporti è molto difficile perché le condizioni estreme di temperatura e pressione presenti a quelle profondità non sono così facili da ricreare in laboratorio.

Un team dell’Università di Chicago, in collaborazione con l’Università della California, ha creato complesse simulazioni al computer per comprendere meglio le proprietà saline nell’acqua in quell’involucro della Terra.
Associando le tecniche di simulazione sviluppate dai gruppi di ricerca e utilizzando codici sofisticati, il team ha creato un modello basato su calcoli meccanici quantistici. Attraverso il modello, i ricercatori hanno scoperto i principali cambiamenti molecolari relativi alle condizioni ambientali a quelle profondità.

Comprendere il comportamento dell’acqua nel mantello è una sfida, non solo perché è difficile misurare le sue proprietà a livello sperimentale, ma perché la chimica dell’acqua salata differisce a temperature e pressioni così estreme (che includono temperature fino a 1000K e pressioni fino a a 11 GPa, 100.000 volte maggiore rispetto alla superficie terrestre.)

Le simulazioni, eseguite presso il Research Computing Center di Chicago utilizzando codici ottimizzati supportati da MICCoM, hanno mostrato cambiamenti chiave delle interazioni ione-acqua e ione-ione in condizioni estreme. Queste interazioni ioniche influenzano la superficie di energia libera del sale nell’acqua.
In particolare, i ricercatori hanno scoperto come la dissociazione dell’acqua che si verifica a causa dell’alta pressione e della temperatura, influenzi l’interazione tra sale e acqua, e a sua volta, come interagisca con le superfici delle rocce sulla superficie terrestre.

Questo è fondamentale per comprendere le reazioni chimiche che avvengono alle condizioni presenti nel mantello terrestre.