Rocce dalla costa orientale della baia di Hudson in Canada contengono elementi di alcune delle prime croste terrestri, secondo una nuova ricerca.
Le rocce stesse sono graniti che hanno 2,7 miliardi di anni, ma contengono ancora i segnali chimici delle rocce precursori che sono state fuse e riciclate per formare le rocce che esistono oggi. Il nuovo studio, pubblicato online oggi (17 marzo) sulla rivista Science, rileva che questi precursori si sono formati circa 4,3 miliardi di anni fa.
La Terra ha 4,6 miliardi di anni e l'impatto astronomico che ha formato la luna ha avuto luogo circa 4,5 miliardi di anni fa. Ciò fa sì che il precursore rompa i graniti canadesi tra le prime croste dopo l'impatto sulla formazione della luna, ha dichiarato il leader dello studio Jonathan O'Neil, un geoscienziato dell'Università di Ottawa in Canada.
Storia di Hadean
La nuova ricerca è un tentativo di sbirciare nell'eone Hadean, una fase misteriosa e piuttosto fusa della storia della Terra. L'egeo inizia con la formazione della Terra e termina circa 4 miliardi di anni fa, e rimangono ben pochi resti geologici di questa era. La maggior parte delle rocce degli Hadean sono state riciclate molto tempo fa nel mantello del pianeta.
"Le rocce che hanno dai 3,6 ai 3,8 miliardi di anni o più, possiamo contarle sulle dita della nostra mano, in sostanza", ha detto O'Neil a Live Science. "Abbiamo una quantità molto limitata di campioni di roccia per comprendere i primi miliardi di anni di storia della Terra."
I graniti trovati a nord della baia canadese di Hudson non risalgono all'Hadean, ma si scontrano con la cintura verde di Nuvvuagittuq, una formazione che si ritiene contenga le rocce più antiche conosciute sulla Terra, tra 3,8 miliardi e 2,48 miliardi di anni. (L'unico materiale geologico più vecchio sono i piccoli grani minerali chiamati zirconi dalle Jack Hills in Australia, ma le rocce originali che contenevano quei grani sono da tempo sopravvissute.)
Alcuni scienziati ritengono che sia gli zirconi di Jack Hills sia la cintura in pelle verde di Nuvvuaguittuq contengano tracce della vita più antica del pianeta, sebbene questi risultati siano controversi.
Un albero genealogico geologico
O'Neil e il suo co-autore, Richard Carlson del Carnegie Institution for Science, erano interessati ai graniti di 2,7 miliardi di anni perché sapevano che rocce di quel tipo dovevano essere formate da una roccia "genitrice" che aveva stato sepolto e parzialmente sciolto prima della riforma. La domanda era: quanti anni aveva quel genitore rock?
Per scoprirlo, i ricercatori si sono rivolti alla datazione al samario-neodimio, un metodo che utilizza rapporti di diverse variazioni di quei due elementi delle terre rare per determinare l'età. Una variazione molecolare, o isotopo, del samarium, samarium-146, non esiste più sulla Terra: tutto ha subito un decadimento radioattivo entro i primi 500 milioni di anni della storia del pianeta, ha detto O'Neil.
Il Samarium-146 decade in neodimio-142, quindi qualsiasi roccia che si è formata dopo i primi 500 milioni di anni della storia della Terra mantiene lo stesso rapporto del neodimio-142 con altri isotopi del neodimio. Qualsiasi roccia che mostri variazioni nel rapporto al neodimio deve essersi formata nei primi 500 milioni di anni di storia della Terra, hanno detto i ricercatori.
Fu proprio quel tipo di variazione che gli scienziati trovarono nelle rocce della baia di Hudson - un deficit nel rapporto neodimio-142 rispetto al neodimio-144 rispetto alle rocce moderne.
"Significa che il loro genitore rock doveva essere molto vecchio", ha detto O'Neil. I ricercatori hanno anche scoperto che la roccia madre era probabilmente una crosta oceanica basaltica piuttosto che terra asciutta.
I ricercatori stimano che la roccia madre fosse 1,5 miliardi di anni più vecchia dei moderni graniti che sopravvivono oggi. È interessante non solo perché la roccia madre è stata una delle prime croste sulla Terra, ha detto O'Neil, ma perché la roccia madre è rimasta in piedi per così tanto tempo prima di essere riciclata. La crosta oceanica di oggi persiste in superficie solo per circa 200 milioni di anni prima di essere respinta nel mantello e parzialmente sciolta, ha detto O'Neil. La roccia madre dei graniti della baia di Hudson è rimasta in superficie per oltre un miliardo di anni prima di essere riciclata, cinque volte più a lungo della sopravvivenza della crosta oceanica di oggi.
