Riassunto analitico
The Earth's mantle, constituting a significant portion of the planet's mass and volume, remains a focal point in geoscience research due to its crucial role in shaping Earth's geological processes, but direct study proves challenging. Recent investigations on mantle rocks have suggested the existence of ultra-depleted mantle domains, but no direct evidence had been found. This Thesis project therefore focuses on 34 abyssal peridotites sampled from the Romanche Fracture Zone (RFZ) Eastern Ridge-Transform Intersection (ERTI), during various scientific expeditions, including the recent 2019 SMARTIES campaign. Trace element and isotopic analyses were performed on clinopyroxene samples, separated from the whole rock, using Multi Collector Inductively Coupled Mass Spectrometry (MC-ICP-MS). Results include a group of peridotites with never observed Nd-Hf extremely radiogenic isotopic compositions, supported by a dynamic melting model. These new findings hint at ancient mantle remnants untouched by convection and melt/rock interactions. Ultimately, this thesis not only contribute to advancing our knowledge of mantle composition and evolution, but also underscore the necessity of revisiting and refining existing models to encompass the newfound complexities of mantle dynamics.
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Abstract
l mantello terrestre, costituendo una parte significativa della massa e del volume del pianeta, rimane un punto focale nella ricerca geoscientifica a causa del suo ruolo cruciale nello shaping dei processi geologici della Terra, ma lo studio diretto risulta impegnativo. Indagini recenti sulle rocce del mantello hanno suggerito l'esistenza di domini ultra-depleti del mantello, ma non erano state trovate evidenze dirette. Pertanto, questo progetto di tesi si concentra su 34 peridotiti abissali campionati dalla Zona di Frattura di Romanche (RFZ) all'Intersezione orientale dorsale-trasforme (ERTI), durante varie spedizioni scientifiche, inclusa la recente campagna SMARTIES del 2019. Sono state eseguite analisi isotopiche e sugli elementi in traccia su campioni separati di clinopirosseni, utilizzando uno spettrometro di massa multicollettore a plasma accoppiato induttivamente (MC-ICP-MS). I risultati includono un gruppo di peridotiti con composizione isotopica Nd-Hf estremamente alta, mai osservati prima, supportati da un modello di fusione dinamica. Queste nuove scoperte suggeriscono la presenza di resti antichi del mantello non interessati da convezione e interazioni roccia/fuso. In definitiva, questa tesi non solo contribuisce ad avanzare la nostra conoscenza della composizione ed evoluzione del mantello, ma sottolinea anche la necessità di rivalutare e raffinare i modelli esistenti per comprendere le nuove complessità della dinamica del mantello.
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