> FocusUnimore > numero 58 – maggio 2025
Unimore researchers unveil the hidden secrets of the Earth’s depths
An international research team, coordinated by Professor Daniele Brunelli of Unimore, has discovered new discontinuities in the composition of the Earth’s mantle, contributing to a deeper understanding of the internal structure of our planet. The study, published in Science Advances, is based on the chemical analysis of lavas collected in the Atlantic Ocean, particularly at the Romanche megafault, thanks to expeditions aboard the Nautile submersible. The researchers identified previously unknown lithological components and developed a new method to extract information about the mantle—otherwise inaccessible—through the analysis of magmas originating from cold zones of the mantle. This research, conducted in collaboration with the University of Brest, paves the way for new geodynamic models and holds significant implications for the study of plate tectonics and magma genesis.
Come il Capitano Nemo e il suo equipaggio a bordo del mitico Nautilus, anche oggi ci sono scienziati che si spingono oltre i limiti del conosciuto, esplorando gli abissi del nostro pianeta. Un gruppo di ricerca di Unimore, guidato dal professor Daniele Brunelli, ha coordinato un team internazionale per scoprire cosa si nasconde sotto la crosta terrestre, nel profondo mantello della Terra.
I risultati di questo affascinante “viaggio”, che non hanno fatto emergere un mostro marino come d’altronde non fu trovato nel romanzo di Jules Verne, sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances e hanno portato a una scoperta che potrebbe cambiare la comprensione della struttura interna del nostro pianeta. La ricerca ha evidenziato l’esistenza di discontinuità, cioè cambiamenti nella composizione delle rocce, finora mai osservate, che si estendono per chilometri sotto la superficie.
“Con questa ricerca abbiamo raggiunto due obiettivi fondamentali: da un lato, abbiamo definito un metodo per estrarre informazioni sulla composizione del mantello terrestre; dall’altro, abbiamo identificato nuove componenti litologiche mai descritte prima – ci racconta il prof. Daniele Brunelli – Il mantello terrestre che noi studiamo è il luogo in cui si formano i magmi ed è il mezzo che guida la tettonica delle placche. Questa parte attiva del nostro pianeta non è fisicamente accessibile, e le informazioni si ottengono indirettamente tramite studi geofisici (sismica, gravità e magnetometria). Il nostro approccio si basa sull’analisi della composizione delle lave prodotte nelle zone fredde del mantello, dove a causa della diffusione termica durante la fusione si estraggono magmi generati da specifiche singolarità litologiche.”
Per studiarlo, il team del Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche composto dalla prof.ssa Anna Cipriani (responsabile del Laboratorio Geochimico), dal prof. Federico Lugli, e dalla dottoressa Léna Verhoest, ha analizzato la composizione chimica di lave raccolte nell’Oceano Atlantico, proprio come farebbe un equipaggio scientifico in un romanzo di Jules Verne. E in effetti, nel 2019 i ricercatori Unimore, capitanati dal prof. Brunelli, sono davvero saliti a bordo di un sottomarino chiamato Nautile, scendendo a oltre sei chilometri di profondità in uno dei punti più remoti dell’oceano: la megafaglia Romanche, vicino all’Equatore.
Il lavoro è poi proseguito nelle avanzate infrastrutture analitiche di Unimore, in particolare nella camera bianca del gruppo di Geochimica del Dipartimento e sotto gli spettrometri di massa inorganica presenti presso il Centro Interdipartimentale Grandi Strumenti.
La ricerca, frutto di anni di collaborazione con l’Università di Brest in Francia, ha portato alla creazione di nuovi modelli per capire come si comporta il mantello terrestre durante la formazione dei magmi. Un passo in avanti importantissimo per comprendere i meccanismi profondi che plasmano il nostro pianeta.
In fondo, è un po’ come nei romanzi d’avventura: solo chi osa scendere negli abissi può trovare i tesori più nascosti.
Daniele Brunelli è professore associato in Petrologia e petrografia a Unimore dal 2006. Svolge studi sulla struttura, petrologia e geochimica del mantello terrestre e delle dorsali oceaniche. Ha partecipato e coordinato numerose campagne oceanografiche internazionali negli oceani Atlantico ed Indiano. È autore di numerose pubblicazioni sulle più importanti riviste internazionali frutto di collaborazioni con ricercatori di tutto il mondo. È ricercatore associato al Woods Hole Oceanographic Institution e all’Istituto di Geoscienze e georisorse del CNR. È consulente per il Ministero degli Affari Esteri e Cooperazione per la definizione dei piani ambientali degli oceani all’International Seabed Authority.