Prendete una piccola tanica di plastica, riempitela di acqua e glicerina, aggiungete delle biglie sul fondo e alcuni pezzi di materiale solido che ci galleggia sopra, riscaldate il tutto. Ecco come i ricercatori Jun Zhang e Bin Liu dell’Università di New York hanno replicato, in piccolo, i possenti movimenti delle placche della crosta terrestre. Secondo la tettonica a placche, infatti, la crosta terrestre è suddivisa in alcune placche che  galleggiano sul mantello di magma sottostante e si muovono allontandosi e avvicinadosi fra loro.

La simulazione dimostra, proprio come supponevano i geofisici, che questi movimenti non sono semplici spostamenti casuali, ma sono piuttosto il risultato dell’interazione della roccia solida della crosta terrestre con il fluido del mantello.

A causa del riscaldamento e il raffreddamento nel fluido si innescano movimenti convettivi quasi circolari in senso orario o antiorario. Se sul fondo del contenitore non ci fossero le biglie, questi moti persisterebbero per giorni senza modificarsi. Invece, se si mettono le biglie le correnti convettive cambiano direzione periodicamente: in questo modello in piccolo, il periodo è di qualche minuto, sulla Terra di circa 300 milioni di anni. Il fluido in movimento ammassa insieme tutte le biglie su un lato della tanica, e queste cambiano lato ogni volta che la circolazione cambia direzione.

Secondo i ricercatori le biglie funzionano da isolante termico che riduce il calore nella parte superiore della tanica. Dopo un po’ le biglie hanno accumulato abbastanza calore, impedendone la diffusione verso l’alto, così il fluido nella parte risalente della circolazione diventa più freddo e più denso del fluido nella parte che ritorna verso il basso. Alla fine il fluido più freddo e denso sprofonda e il flusso cambia direzione.

La ricerca è stata pubblicata sul numero del 20 giugno della rivista “Physical Review Letters, 100, 244501 (2008).