Compatibilità (geochimica)
Una delle principali fonti di informazioni sulla composizione della Terra deriva dalla comprensione della relazione tra peridotite e fusione di basalto. La peridotite costituisce la maggior parte del mantello terrestre. Il basalto, che è altamente concentrato nella crosta oceanica terrestre, si forma quando il magma raggiunge la superficie terrestre e si raffredda ad una velocità molto veloce. Quando il magma si raffredda, diversi minerali cristallizzano in momenti diversi a seconda della temperatura di raffreddamento di quel rispettivo minerale. Questo alla fine cambia la composizione chimica del fuso mentre diversi minerali iniziano a cristallizzare. Anche la cristallizzazione frazionata di elementi in liquidi basaltici è stata studiata per osservare la composizione della lava nel mantello superiore. Questo concetto può essere applicato dagli scienziati per dare una visione sull’evoluzione del mantello terrestre e su come le concentrazioni di oligoelementi litofili sono variate negli ultimi 3,5 miliardi di anni.
Comprendere l’interno della terraedit
Studi precedenti hanno usato la compatibilità degli oligoelementi per vedere l’effetto che avrebbe sulla struttura di fusione del solido peridotite. In tali studi, sono stati esaminati i coefficienti di partizione di elementi specifici e l’entità di questi valori ha dato ai ricercatori alcune indicazioni sul grado di polimerizzazione del fuso. Uno studio condotto nella Cina orientale nel 1998 ha esaminato la composizione chimica di vari elementi trovati nella crosta in Cina. Uno dei parametri utilizzati per caratterizzare e descrivere la struttura crostale in questa regione era la compatibilità di varie coppie di elementi. Essenzialmente, studi come questo hanno mostrato come la compatibilità di alcuni elementi può cambiare ed essere influenzata dalle composizioni chimiche e dalle condizioni dell’interno della Terra.
Il vulcanismo oceanico è un altro argomento che comunemente incorpora l’uso della compatibilità. Dal 1960, la struttura del mantello terrestre ha iniziato a essere studiata dai geochimici. La crosta oceanica, ricca di basalti provenienti dall’attività vulcanica, mostra componenti distinti che forniscono informazioni sull’evoluzione dell’interno della Terra nel corso dei tempi geologici. Gli oligoelementi incompatibili si esauriscono quando il mantello si scioglie e si arricchiscono nella crosta oceanica o continentale attraverso l’attività vulcanica. Altre volte, il vulcanismo può produrre un mantello arricchito che si scioglie sulla crosta. Questi fenomeni possono essere quantificati osservando i record di decadimento radioattivo degli isotopi in questi basalti, che è uno strumento prezioso per i geochimici del mantello. Più specificamente, la geochimica delle serpentiniti lungo il fondo dell’oceano, in particolare le zone di subduzione, può essere esaminata utilizzando la compatibilità di specifici oligoelementi. La compatibilità del piombo (Pb) in zirconi in ambienti diversi può anche essere un’indicazione di zirconi nelle rocce. Quando si osservano i livelli di piombo non radiogenico in zirconi, questo può essere uno strumento utile per radiometrica incontri di zirconi.
