All'inizio della primavera del 1961, un gruppo di geologi iniziò a praticare un buco nel fondo marino al largo della costa del Pacifico della Baja California. La spedizione, la prima se del suo genere, fu la fase iniziale di un progetto destinato a colpire la crosta terrestre e raggiungere il mantello sottostante. Non sapevano che i loro sforzi sarebbero presto stati oscurati quando John F. Kennedy ha lanciato la corsa sulla luna a maggio di quell'anno.
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Alla fine del 1972, dopo aver speso miliardi di dollari e attraverso lo sforzo collettivo di migliaia di scienziati e ingegneri, sei missioni Apollo sbarcarono sul compagno orbitale terrestre e portarono a casa oltre 841 libbre di rocce lunari e suolo.
Nel frattempo, i geologi terrestri che sognavano di intravedere il funzionamento interno della Terra furono lasciati a mani vuote con i resti di vari programmi grazie a tagli di bilancio.
Dagli anni '60, i ricercatori hanno tentato di perforare il mantello terrestre ma non hanno ancora avuto successo. Alcuni sforzi fallirono a causa di problemi tecnici; altri sono caduti in preda a vari tipi di sfortuna, tra cui, come scoperto dopo il fatto, scegliere punti inopportuni da perforare. Tuttavia, tali sforzi hanno dimostrato che la tecnologia e l'esperienza per perforare il mantello esistono. E ora la prima fase del tentativo più recente di raggiungere questa parte importante del nostro pianeta è noiosa attraverso una sottile sezione di crosta oceanica nell'Oceano Indiano sudoccidentale.
Non preoccuparti: quando i trapani alla fine forano il mantello, la roccia fusa calda non salirà nel buco e si riverserà sul fondo del mare in un'eruzione vulcanica. Sebbene le rocce del mantello scorrano, lo fanno a una velocità simile al tasso di crescita di un'unghia, dice Holly Given, un geofisico della Scripps Institution of Oceanography di San Diego.
Il mantello è la parte più grande di questo pianeta che chiamiamo casa, ma gli scienziati ne sanno relativamente poco attraverso l'analisi diretta. La sottile impiallacciatura di crosta su cui viviamo costituisce circa l'uno percento del volume della Terra. Il nucleo interno ed esterno - masse solide e liquide che sono in gran parte fatte di ferro, nichel e altri elementi densi - occupa solo il 15 percento del volume del pianeta. Il mantello, che si trova tra il nucleo esterno e la crosta, costituisce circa il 68 percento della massa del pianeta e un enorme 85 percento del suo volume.
Pensa al mantello come a una lampada di lava delle dimensioni di un pianeta in cui il materiale raccoglie calore al limite del mantello centrale, diventa meno denso e si alza in pennacchi galleggianti verso il bordo inferiore della crosta terrestre, quindi scorre lungo quel soffitto fino a quando non si raffredda e affonda di nuovo verso il centro. La circolazione nel mantello è eccezionalmente languida: secondo una stima, un viaggio di andata e ritorno dalla crosta al centro e viceversa potrebbe richiedere fino a 2 miliardi di anni.
Ottenere una parte incontaminata del mantello è importante perché aiuterebbe gli scienziati planetari ad accertare meglio le materie prime da cui la Terra ha accusato quando il nostro sistema solare era giovane. "Sarebbe la verità fondamentale per ciò di cui è fatto il mondo", afferma Dato. La sua composizione fornirebbe anche indizi su come la Terra inizialmente si è formata e su come si è evoluta nella sfera a più strati che abitiamo oggi, dice.
Gli scienziati possono dedurre molto sul mantello, anche senza un campione. Le velocità e i percorsi delle onde sismiche generate dal terremoto che attraversano il pianeta forniscono informazioni sulla densità, la viscosità e le caratteristiche generali del mantello, nonché su come tali proprietà variano da luogo a luogo. Lo stesso vale per la velocità con cui la crosta terrestre sale verso l'alto dopo essere stata appesantita da enormi strati di ghiaccio che si sono recentemente sciolti (in termini geologici).
Le misurazioni dei campi magnetici e gravitazionali del nostro pianeta forniscono ancora più informazioni, restringendo i tipi di minerali che si possono trovare in profondità, afferma Walter Munk, un oceanografo fisico di Scripps. Lo scienziato, ora 98enne, faceva parte di un piccolo gruppo di ricercatori che per primo ha inventato l'idea di perforare il mantello nel 1957. Ma questi metodi indiretti possono dire allo scienziato solo così tanto, osserva. "Non c'è sostituto per avere un pezzo di ciò che si desidera analizzare nelle tue mani."
I ricercatori hanno in mano campioni del mantello, ma non sono incontaminati. Alcuni di loro sono pezzi di roccia trasportati sulla superficie terrestre dall'eruzione di vulcani. Altri sono stati sollevati verso l'alto da accartocciare le collisioni tra placche tettoniche. Altri ancora sono saliti sul fondo del mare lungo le dorsali dell'oceano medio che si diffondono lentamente, affermano i geologi Henry Dick e Chris MacLeod. Dick, della Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts, e MacLeod, dell'Università di Cardiff in Galles, sono co-leader della spedizione di trivellazioni che si è appena conclusa nell'Oceano Indiano sudoccidentale.
Tutti gli attuali campioni di mantello sono stati alterati dai processi che li hanno portati sulla superficie terrestre, esposti all'atmosfera o immersi nell'acqua di mare per lunghi periodi di tempo, probabilmente tutto quanto sopra. Quei campioni di mantello esposti all'aria e all'acqua hanno probabilmente perso alcuni dei loro elementi chimici originali più facilmente dissolvibili.
Da qui il grande desiderio di ottenere un pezzo di mantello incontaminato, dice Dick. Una volta disponibili, gli scienziati potrebbero analizzare la composizione chimica complessiva di un campione e la sua mineralogia, valutare la densità della roccia e determinare la facilità con cui conduce il calore e le onde sismiche. I risultati potrebbero essere confrontati con i valori dedotti dalle misurazioni indirette, convalidando o contestando tali tecniche.
La perforazione fino al mantello darebbe anche ai geologi un'occhiata a ciò che chiamano la discontinuità Mohorovičić, o Moho, in breve. Al di sopra di questa misteriosa zona, chiamata per il sismologo croato che l'ha scoperta nel 1909, le onde sismiche viaggiano a circa 4, 3 miglia al secondo, un tasso coerente con quelle onde che attraversano il basalto o lava raffreddata. Sotto il Moho, le onde si infrangono a circa 5 miglia al secondo, in modo simile alla velocità con cui viaggiano attraverso un tipo di roccia ignea povera di silice chiamata peridotite. Il Moho si trova in genere tra le 3 e le 6 miglia sotto il fondo dell'oceano e ovunque tra le 12 e le 56 miglia sotto i continenti.
Questa zona è stata a lungo considerata il confine crosta-mantello, dove il materiale si raffredda gradualmente e si attacca alla crosta sovrastante. Ma alcuni studi di laboratorio suggeriscono che il Moho rappresenta la zona in cui l'acqua che filtra dalla crosta sovrastante reagisce con le peridotiti del mantello per creare un tipo di minerale chiamato serpentino. Questa possibilità è eccitante, suggeriscono Dick e MacLeod. Le reazioni geochimiche che generano la serpentina producono anche idrogeno, che può quindi reagire con l'acqua di mare per produrre metano, una fonte di energia per alcuni tipi di batteri. Oppure, notano i ricercatori, il Moho potrebbe essere qualcos'altro completamente sconosciuto alla scienza.
La chiave per sbloccare i segreti del mantello è trovare il posto giusto in cui perforare. Il materiale del mantello sale sul fondo dell'oceano a dorsali oceaniche, dove le placche tettoniche si allontanano lentamente. Ma quei campioni semplicemente non lo faranno. Lavorare attraverso alcune miglia di crosta sotto il fondo dell'oceano cambia considerevolmente il materiale, rendendo il campione del mantello non rappresentativo di ciò che è profondo nella Terra. E scavare più a fondo in una di queste creste è anche problematico, dice Dick. "Su una cresta dell'oceano o sui suoi fianchi immediati, la crosta è troppo calda per perforare più di circa uno o due chilometri."
Quindi lui e i suoi colleghi stanno perforando un punto nell'Oceano Indiano sudoccidentale chiamato Atlantis Bank, che si trova a circa 808 miglia a sud-est del Madagascar. Molti fattori rendono questo locale un luogo eccellente per la spedizione, dice Dick.
La geologa strutturale Carlotta Ferrando esamina alcuni nuclei per fratture e vene che possono dirle se le rocce sono state deformate. (Bill Crawford, IODP JRSO) 
I minuscoli granuli minerali deformati in questo campione della crosta inferiore, tagliati sottili e intrecciati tra i materiali in modo che trasmetta luce polarizzata, raccontano come la roccia parzialmente fusa fu spremuta e allungata mentre saliva verso il fondo del mare presso la Atlantis Bank. (Bill Crawford, International Ocean Discovery Program) 
Il geologo James Natland (a sinistra) e il co-capo scienziato della spedizione Henry Dick (al centro) e Chris MacLeod (a destra) esaminano ciò che il team ritiene essere il nucleo più largo mai recuperato dal programma di perforazione oceanica. (Benoit Ildefonse, IODP) Per uno, questo pezzo di fondo marino di dimensioni Denver si trova in cima alla crosta oceanica che ha circa 11 milioni di anni, rendendolo abbastanza fresco da perforare. Per un altro, la cima della riva è un altopiano di 9, 7 miglia quadrate che si trova a 2.300 piedi dalla superficie dell'oceano. Ciò rende toccando il fondo dell'oceano lì, al contrario del fondale profondo 3, 7 miglia nelle vicinanze, un gioco da ragazzi. Le forti correnti oceaniche nell'area hanno impedito ai sedimenti di accumularsi sul fondo del mare, mantenendo la crosta lì ampiamente esposta. È anche relativamente sottile: un precedente rilevamento sismico dell'area ha rilevato che la crosta è spessa solo 2, 5 km.
Inoltre, la crosta oceanica sotto l'Atlantis Bank si è formata in una sezione della cresta dell'oceano centrale in cui gli strati superiori della crosta nascente si sono diffusi in una direzione dalla spaccatura, mentre gli strati inferiori si sono spostati nell'altra. Gli scienziati non sono ancora sicuri di come o perché sia successo. Ma, a causa di questa cosiddetta diffusione asimmetrica, che probabilmente si verifica in una frazione sostanziale delle creste oceaniche mondiali, l'Atlantis Bank non è ammantata di fragili strati di crosta superiore che possono frantumarsi e cadere in un buco mentre viene perforata, dice Dick. Tali detriti possono danneggiare la punta del trapano o causarne il grippaggio, oltre a rendere difficile lo scarico di piccoli frammenti di roccia e fango dal foro.
Nonostante i benefici della perforazione presso la Atlantis Bank, la spedizione ha subito battute d'arresto comuni a molti progetti di perforazione oceanica. I problemi con il caricamento della nave hanno ritardato di un giorno la partenza della squadra da Colombo, Sri Lanka. Una volta sul posto, il team ha rotto una punta da trapano, ma prima di poter pescare i pezzi dalla loro buca, hanno dovuto fare le valigie e portare un membro dell'equipaggio malato a nord verso Mauritius per incontrare un elicottero a terra per un'evacuazione medica. La nave, chiamata JOIDES Resolution, tornò dopo quasi una settimana di distanza e quindi dovette passare un paio di giorni usando un potente magnete per provare a recuperare i pezzi della loro punta rotta.
Non hanno mai trovato quei pezzi mancanti. Ma durante uno sforzo disperato usando un forte vuoto per cercare di assimilarli, la spedizione riportò quella che potrebbe essere la parte di diametro maggiore della crosta oceanica mai recuperata. Il cilindro di roccia scura a grana grossa, chiamato gabbro, è largo 7 pollici - tre volte le dimensioni normali - e lungo 20 pollici.
La profondità target della squadra per questa spedizione era di 4.265 piedi nella crosta, appena a metà strada rispetto al mantello. Sfortunatamente, a partire dal 22 gennaio, la perforazione aveva raggiunto solo una profondità di 2.330 piedi sotto il fondo del mare.
Al momento della pubblicazione di questo articolo, le operazioni di perforazione si concluderanno presso la Atlantis Bank, per questa parte del progetto. Una seconda parte della missione, già approvata, avrebbe completato il compito e attingendo al mantello. Ma questo potrebbe avvenire da due a cinque anni. La competizione per il tempo di spedizione di altre squadre che desiderano esercitarsi in altre parti del mondo è feroce, afferma Dick.
Il team scientifico non verrà via dalla prima fase di questo progetto a mani vuote, afferma MacLeod. È anche importante recuperare campioni da tutta la crosta terrestre. "Non abbiamo idea di quale sia la composizione di massa della crosta oceanica in qualsiasi luogo del globo", afferma Dick. Le rocce della crosta inferiore precedentemente recuperate da altri siti di trivellazioni profonde non sono state come quelle che i ricercatori si aspettavano, dice.
Il progetto Atlantis Bank fornirebbe uno sguardo alla composizione chimica della crosta inferiore. E un profilo completo attraverso l'intero strato aiuterebbe gli scienziati a capire come i magmi vengono trasformati chimicamente e fisicamente lì, incluso il modo in cui le rocce del mantello si cristallizzano e si attaccano alla superficie inferiore della crosta.
Una volta che i ricercatori alla fine ottengono il loro campione di mantello, altri team possono cavarsela sul progetto con esperimenti propri, afferma MacLeod. "Le spedizioni future potrebbero far cadere strumenti nel buco per gli anni a venire". Ad esempio, i sismologi possono inviare sensori nel buco profondo miglia e quindi misurare direttamente le velocità delle onde sismiche che pulsano attraverso la crosta terrestre, piuttosto che inferirle tramite il laboratorio prove su piccoli campioni di roccia. I ricercatori possono anche abbassare una serie di sensori di temperatura nel foro per misurare il flusso di calore dall'interno del nostro pianeta.
Indubbiamente, i campioni di crosta oceanica e mantello alla fine recuperati dalla Banca di Atlantide - così come i dati raccolti dal buco lasciato indietro - manterranno geologi e geofisici impegnati per decenni a venire. Ma la pazienza è una virtù, e aspettare il loro tempo è ciò che Dick, MacLeod e i loro fratelli geofisici hanno fatto per decenni.
Nota del redattore: questo articolo è stato aggiornato per correggere l'attribuzione di un'indagine sismica di Atlantis Bank.
