Yurii Mongol
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Alla Terra manca parte della sua crosta, e ora gli scienziati hanno un nuovo vantaggio 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 di ghiaccio in tutto il mondo potrebbe aver demolito tra i 3 e i 5 chilometri di crosta negli oceani, i ricercatori hanno riferito il 31 dicembre. Lì, la tettonica a placche l'ha sgranata nel caldo strato intermedio della Terra, il mantello, riciclando in una nuova roccia. [In foto: oceano nascosto sotto la superficie terrestre]
Se gli scienziati hanno ragione, Snowball Earth spiega una caratteristica molto strana della geologia chiamata Great Unconformity. Visto in tutto il mondo, questa non conformità si riferisce a uno strato in cui le rocce sedimentarie sono state depositate proprio sopra la più antica roccia seminterrata della crosta. Stranamente, mancano centinaia di milioni di anni di strati sedimentari tra questo basamento igneo o metamorfico e le rocce sedimentarie più antiche conservate. Nel Grand Canyon, ad esempio, mancano semplicemente 1,2 miliardi di anni di roccia da capogiro.
Mistero minerale
C.Brenhin Keller, un geocronologo presso l'Università della California, Berkeley, non stava cercando di spiegare la Grande Anticonformità quando ha lanciato la sua ricerca sugli zirconi, minerali che sono così duri e resistenti che sopravvivono più a lungo di qualsiasi altra parte della crosta sulla terra. Gli zirconi più antichi 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, conservano i record della crosta terrestre anche se vengono fusi, rimescolati 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 isotopi particolari, o varianti molecolari, chiamati afnio-176 e afnio-177.
L'afnio-176 è un isotopo dell'elemento metallico argenteo afnio 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 tramite eruzioni vulcaniche, ha detto Keller. Di conseguenza, il mantello è particolarmente ricco di lutezio, e quindi è anche ricco di afnio-176 che si forma quando il lutezio decade. La crosta, in confronto, è più ricca di un altro isotopo dell'afnio, afnio-177. Per questo motivo, il rapporto tra afnio-176 e afnio-177 in uno zircone può dire ai ricercatori se quello zircone si è formato dal magma che ha avuto origine nel mantello o dal magma che è stato riciclato dalla fusione della vecchia crosta..
Crosta riciclata
Con grande sorpresa di Keller e dei suoi colleghi, i rapporti nello zircone hanno rivelato che una grande quantità di vecchia crosta era stata riciclata e rifusa per creare nuovi zirconi, e tutto in una volta. E 'stato "davvero drammatico", ha detto Keller.
"Se vuoi fare questo su scala globale, devi riscaldare un sacco di crosta e scioglierla in nuovo magma", ha detto.
Per farlo rapidamente, molta crosta dovrebbe sciogliersi rapidamente nella crosta inferiore, ha detto Keller, o dovrebbe essere spinta verso il basso 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 un tempo li ospitavano) avevano intrapreso un viaggio acquoso. Si scopre che lo avevano fatto. [Foto: le formazioni geologiche più strane del mondo]
Stava emergendo una storia: enormi quantità di crosta, piuttosto improvvisamente trasferite nelle zone di subduzione oceanica per essere schiacciate di nuovo nel mantello. Ma se tutta quella crosta si fosse spostata nell'oceano, qualcuno probabilmente avrebbe dovuto notare l'erosione, ha detto Keller.
"E in effetti abbiamo - nella Grande Anticonformismo", ha detto.
Pulito
Keller ammette che questa è un'affermazione straordinaria e richiederà prove straordinarie. Lui ei suoi colleghi hanno fatto un passo avanti per fornire alcune di queste prove osservando 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 spazzati via. Solo due enormi crateri, il bacino di Sudbury in Canada e il cratere Vredefort in Sud Africa, sono antecedenti a 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 a una frazione della loro dimensione originale. [Crash! 10 più grandi crateri da impatto sulla Terra]
Keller e il suo team pensano che i ghiacciai di Snowball Earth abbiano ripulito tutti gli altri crateri da impatto, raschiando anche un po 'la cima di Sudbury e Vredefort. Secondo i loro calcoli, una media compresa tra 1,8 e 3 miglia verticali (3 e 5 km) di crosta è stata raschiata via dalle calotte glaciali di Snowball Earth in 64 milioni di anni. In alcuni punti, ha detto Keller, la perdita è stata maggiore, e in altri, nessuna crosta è stata persa affatto.
Il ghiaccio avrebbe dovuto radere solo una media di 0,002 pollici (0,0625 millimetri) di sporco e scuotersi dalla 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 variano da 0,004 a 0,19 pollici (da 0,1 a 4,8 mm), con ripidi ghiacciai montani che si spostano di quasi 4 pollici (100 mm) di roccia e terra all'anno.
Gli scienziati avevano già considerato i ghiacciai come una possibile causa della Grande Unconformity, ma l'idea era stata in gran parte abbandonata, ha detto Keller. Un articolo del 1973 sull'idea del geologo William White dell'Università della Carolina del Nord non è riuscito a raccogliere una singola citazione da altri ricercatori. Altre teorie includono l'impossibile (maree giganti che hanno ripulito la terra, ma avrebbero richiesto che la luna si formasse miliardi di anni più tardi di quanto non fosse in realtà) e il più ragionevole (il sollevamento e il conseguente deterioramento 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 gli agenti atmosferici estremi avevano reso le rocce particolarmente porose. Questa cattura di anidride carbonica potrebbe aver innescato 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 globale ghiacciato, ei ghiacciai risultanti avrebbero potuto accelerare ulteriormente l'erosione.
Keller e il suo team stanno lavorando per ottenere finanziamenti per testare le profonde rocce del seminterrato sotto la Grande Unconformity per scoprire quando sono state sollevate in superficie. Svelare i tempi del sollevamento e della glaciazione, ha detto, potrebbe aiutare a chiarire cosa ha innescato Snowball Earth e cosa è alla fine responsabile della crosta terrestre che svanisce..
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Nota del redattore: questo articolo è stato aggiornato per indicare che la luna avrebbe dovuto formarsi "più tardi" non "prima" come era stato affermato, al fine di supportare una teoria della marea gigante per spiegare gli strati mancanti.
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