La Terra primitiva era un luogo infernale: caldo, bollente, in rapida rotazione e bombardato da detriti spaziali, incluso un corpo delle dimensioni di Marte il cui impatto creò la luna.
Lo stesso impatto ha anche trasformato l'intera superficie della Terra appena formata in un oceano di magma fuso. Ora, una nuova ricerca ha scoperto che la rapida rotazione del pianeta potrebbe aver influenzato il modo in cui questo mare fuso si è raffreddato.
Il nuovo studio ha scoperto che la velocità della rotazione terrestre potrebbe aver influenzato il punto in cui il silicato minerale si cristallizzava e si stabilizzava mentre l'oceano di magma si solidificava. L'accumulo irregolare di silicato e altri minerali potrebbe aver influenzato l'inizio della tettonica a zolle o potrebbe persino aiutare a spiegare la strana composizione del mantello di oggi, ha affermato Christian Maas, geofisico dell'Università di Münster in Germania.
Terra calda
Maas è l'autore principale del nuovo studio che esplora il modo in cui l'antico oceano di magma si è raffreddato e i minerali al suo interno si sono cristallizzati. Tutti questi processi sono iniziati circa 4,5 miliardi di anni fa, non molto tempo dopo la formazione della Terra, quando un corpo planetario delle dimensioni di Marte si schiantò contro il pianeta neonato. L'impatto ha staccato un pezzo di detriti che ha formato la luna, creando allo stesso tempo così tanto calore che la superficie terrestre è diventata un oceano di magma profondo diverse migliaia di miglia.
"È davvero importante sapere come appariva l'oceano di magma", ha detto Maas a Live Science. Mentre quel mare caldo si raffreddava, poneva le basi per tutta la geologia che sarebbe venuta dopo, compresa la tettonica a zolle e la disposizione a strati moderni del mantello e della crosta del pianeta.
Una cosa che molti ricercatori non hanno preso in considerazione, ha affermato Maas, è come la rotazione terrestre avrebbe influenzato il raffreddamento. Usando una simulazione al computer, Maas e i suoi colleghi hanno affrontato questa domanda, modellando la cristallizzazione di un tipo di minerale, silicato, che costituisce una grande fetta della crosta terrestre.
Calmati
La simulazione ha mostrato che la velocità della rotazione del pianeta ha influenzato il punto in cui il silicato si è depositato nelle prime fasi del raffreddamento dell'oceano magmatico, che probabilmente è avvenuto nell'arco di un migliaio di milioni di milioni di anni. Con una rotazione lenta, nell'intervallo da 8 a 12 ore per giro, i cristalli rimangono in sospensione, rimanendo uniformemente distribuiti in tutto l'oceano di magma.
All'aumentare della velocità di rotazione, la distribuzione dei cristalli cambia. Con velocità moderata o alta, i cristalli si depositano rapidamente sul fondo ai poli nord e sud e si spostano nella metà inferiore dell'oceano magma vicino all'equatore. Alle medie latitudini, i cristalli rimangono sospesi e distribuiti uniformemente.
Alle velocità di rotazione più elevate - una rotazione completa in circa 3-5 ore - i cristalli si accumulano sul fondo dell'oceano magma, indipendentemente dalla latitudine. Tuttavia, la convezione nel magma roiling vicino alle regioni polari ha provocato ripetutamente il rigonfiamento dei cristalli, quindi lo strato cristallizzato non era molto stabile.
Gli scienziati non sanno esattamente quanto velocemente ruotasse la Terra in anticipo, anche se stimano che ruotò completamente in circa 2-5 ore al momento dell'esistenza dell'oceano magmatico.
Lo studio, pubblicato nel prossimo numero di maggio della rivista Earth and Planetary Science Letters, non ha preso in considerazione altri tipi di minerali né ha modellato la distribuzione del silicato oltre la prima fase della cristallizzazione dell'oceano magmatico. L'aggiunta di altri tipi di minerali nel modello è il passo successivo, ha affermato Maas.
Ha aggiunto che è anche interessato a studiare gli impatti planetari successivi. Non molto tempo dopo il gigantesco impatto che forma la luna, la Terra probabilmente è stata colpita da rocce spaziali più piccole, ha detto Maas. Se la rotazione della Terra stesse facendo cristallizzare l'oceano del magma in modo non uniforme, i minerali in quei pezzi di detriti interstellari avrebbero potuto essere incorporati nella Terra in modo molto diverso a seconda di dove erano atterrati, ha detto.
Inoltre, non è chiaro se il mantello di oggi conservi le tracce di questo inizio infuocato. Il mantello moderno è un po 'un mistero. Particolarmente sconcertanti sono le "macchie", due aree continentali di roccia calda che rallentano sempre le onde sismiche provocate dai terremoti che attraversano. Conosciute come "grandi province a bassa velocità di taglio" o LLSVP, queste chiazze sono ognuna 100 volte l'altezza dell'Everest, ma nessuno sa di cosa sono fatte o perché sono lì.
Ci sono molti punti ancora non collegati tra le anomalie del mantello di oggi come le macchie e l'antico oceano magmatico della prima Terra, ha detto Maas. Forse tutte le tracce di quel mare infuocato sono state a lungo cancellate dalle forze geologiche, ha aggiunto. Ma capire come appariva la superficie solida iniziale del pianeta potrebbe aiutare a spiegare come si è evoluta al suo stato attuale.
