Alla Terra manca una parte della sua crosta e ora gli scienziati hanno un nuovo indizio su ciò che è da incolpare: molti ghiacciai.
Quasi 720 milioni di anni fa, la Terra era ammantata di ghiaccio globale, un'era conosciuta come Snowball Earth. La macinazione di queste calotte glaciali in tutto il mondo potrebbe essere stata demolita tra 1,8 e 3 miglia (3 e 5 chilometri) di crosta negli oceani, i ricercatori hanno riferito il 31 dicembre. Lì, la tettonica a placche l'ha fatta ricadere nello strato intermedio caldo della Terra, il mantello, il riciclaggio nel nuovo rock.
Se gli scienziati hanno ragione, Snowball Earth spiega una strana caratteristica della geologia chiamata Great Unconformity. Vista in tutto il mondo, questa non conformità si riferisce a uno strato in cui le rocce sedimentarie sono state depositate proprio in cima alla più antica roccia sotterranea della crosta. Stranamente, centinaia di milioni di anni di strati sedimentari mancano tra questo seminterrato igneo o metamorfico e le più antiche rocce sedimentarie conservate. Nel Grand Canyon, ad esempio, mancano semplicemente 1,2 miliardi di anni di rock da capogiro.
Mistero minerale
C. Brenhin Keller, un geocronologo dell'Università della California, Berkeley, non stava tentando di spiegare la Grande anticonformità quando ha lanciato la sua ricerca sugli zirconi, minerali così duri e resistenti che sopravvivono più a lungo di qualsiasi altra parte della crosta sulla terra. Gli zirconi più vecchi hanno 4,4 miliardi di anni, solo 165 milioni di anni più giovani del pianeta stesso.
Poiché gli zirconi possono sopravvivere praticamente a qualsiasi cosa, tengono traccia della crosta terrestre anche quando vengono fusi, remixati e riciclati nel mantello per formare nuova roccia. Keller e il suo team hanno raccolto dati su circa 34.000 zirconi, concentrandosi sui valori di particolari isotopi o varianti molecolari, chiamati afnio-176 e afnio-177.
L'afnio-176 è un isotopo dell'afnio elemento metallico argenteo che si forma durante il decadimento radioattivo del lutezio, un altro elemento argenteo. Il lutezio tende a rimanere all'interno del mantello, piuttosto che essere incorporato nel magma e sparare nella crosta attraverso eruzioni vulcaniche, Keller ha detto a Live Science. Di conseguenza, il mantello è particolarmente ricco di lutetio e quindi è anche ricco dell'afnio-176 che si forma con il decadimento del lutetio. La crosta, in confronto, è più ricca in un altro isotopo dell'afnio, l'afnio-177. Per questa ragione, il rapporto tra afnio-176 e afnio-177 in uno zircone può dire ai ricercatori se lo zircone si è formato dal magma originato dal mantello - o dal magma che è stato riciclato dallo scioglimento della vecchia crosta.
Crosta riciclata
Con grande sorpresa di Keller e dei suoi colleghi, i rapporti nello zircone rivelarono che una grande quantità di vecchia crosta era stata riciclata e rifusa per creare nuovi zirconi, e tutto in una volta. È stato "davvero drammatico", ha detto Keller.
"Se vuoi farlo su scala globale devi riscaldare molta crosta e fonderla in un nuovo magma", ha detto.
Per farlo rapidamente, molta crosta dovrebbe sciogliersi rapidamente nella crosta inferiore, ha detto Keller, o dovrebbe essere spinta nel mantello sul fondo del mare in un processo chiamato subduzione. Fortunatamente, viaggiare attraverso l'acqua lascia una serie specifica di impronte molecolari sulle molecole di ossigeno all'interno degli zirconi, così Keller e il suo team hanno potuto verificare se gli zirconi (e le rocce che li hanno ospitati in precedenza) avessero intrapreso un viaggio acquoso. Si scopre che avevano.
Stava emergendo una storia: enormi quantità di crosta, piuttosto improvvisamente trasferite nelle zone di subduzione degli oceani per essere schiacciate di nuovo nel mantello. Ma se tutta quella crosta si fosse spostata nell'oceano, qualcuno avrebbe probabilmente notato l'erosione, ha detto Keller.
"E davvero abbiamo - nella Grande Non Conformità", ha detto.
Pulito
Keller ammette che si tratta di un'affermazione straordinaria e richiederà prove straordinarie. Lui e i suoi colleghi hanno fatto un passo verso la fornitura di alcune di queste prove guardando un'altra linea di ricerca, sui crateri da impatto. Circa 700 milioni di anni fa, hanno scoperto, i crateri da impatto della Terra sono stati quasi puliti. Solo due enormi crateri, il bacino di Sudbury in Canada e il cratere Vredefort in Sudafrica, precedono Snowball Earth - e quei crateri erano incredibilmente enormi, originariamente misuravano 93 miglia (150 km) e 185 miglia (300 km) di diametro, rispettivamente. Sono stati erosi in una frazione della loro dimensione originale.
Keller e il suo team pensano che i ghiacciai di Snowball Earth abbiano spazzato via tutti gli altri crateri da impatto, raschiando un po 'dalla cima di Sudbury e Vredefort. Secondo i loro calcoli, una media tra 1,8 e 3 miglia verticali (3 e 5 km) di crosta sono state raschiate dalle calotte glaciali di Snowball Earth per oltre 64 milioni di anni. In alcuni punti, ha detto Keller, la perdita è stata maggiore, e in altri non è stata persa alcuna crosta.
Il ghiaccio avrebbe dovuto radere solo una media di 0,006 pollici (0,0625 millimetri) di sporcizia e scuotere la crosta ogni anno per realizzare questa impresa, ha detto Keller. È un gioco da ragazzi anche per i ghiacciai moderni, ha detto. Oggi, i tassi di erosione per le calotte glaciali continentali vanno da 0,004 a 0,19 pollici (da 0,1 a 4,8 mm), con ghiacciai ripidi montani che si spostano di quasi 4 pollici (100 mm) di roccia e terra ogni anno.
Gli scienziati avevano già considerato i ghiacciai come una possibile causa della Grande Non Conformità, ma l'idea era stata in gran parte abbandonata, ha detto Keller. Un articolo del 1973 sull'idea del geologo William White dell'Università del Nord Carolina non è riuscito a raccogliere una sola citazione da altri ricercatori. Altre teorie includono l'impossibile (maree gigantesche che spazzarono via la terra, ma avrebbero richiesto alla luna di formarsi miliardi di anni dopo rispetto a quanto effettivamente fatto) e le più ragionevoli (il sollevamento e il conseguente disfacimento di un enorme supercontinente).
È possibile che sia il sollevamento che i ghiacciai abbiano avuto un ruolo nello sgombrare chilometri di crosta, ha detto Keller. Nel 2013, i ricercatori hanno scoperto che le rocce dell'era Snowball Earth avevano catturato e immagazzinato l'anidride carbonica dall'atmosfera, forse perché l'erosione estrema aveva reso le rocce particolarmente porose. Questa cattura di anidride carbonica avrebbe potuto innescare il raffreddamento globale, il rovescio della medaglia del riscaldamento globale che si verifica nei tempi moderni a causa della combustione di combustibili fossili. Il raffreddamento avrebbe potuto portare a un clima ghiacciato globale e i ghiacciai risultanti avrebbero potuto accelerare ulteriormente l'erosione.
Keller e il suo team stanno lavorando per ottenere finanziamenti per testare le rocce sotterranee profonde sotto la Grande anticonformità per scoprire quando furono portati in superficie. Svelare i tempi del sollevamento e della glaciazione, ha detto, potrebbe aiutare a chiarire cosa ha scatenato Snowball Earth - e ciò che è in definitiva responsabile della crosta terrestre in via di estinzione.
Nota del redattore: questo articolo è stato aggiornato per indicare che la luna avrebbe dovuto formare "più tardi" non "prima" come era stato affermato, al fine di supportare una teoria della marea gigante per spiegare gli strati mancanti.
