La Terra non ha aspettato che iniziasse la moderna tettonica a placche. Aveva trasportato l’acqua nelle profondità sotterranee per miliardi di anni prima che noi sapessimo che ciò accadesse.
Nuove scoperte provenienti dall’Australia occidentale riscrivono la sequenza temporale di come il nostro pianeta ha iniziato a far scorrere i suoi oceani nel mantello. I ricercatori hanno confermato che l’acqua superficiale è entrata nelle profondità interne della Terra più 3,1 miliardi di anni fa. Le prove sono rinchiuse nelle rocce vulcaniche della regione di Pilbara.
Non si tratta solo di rocce. Riguarda come un pianeta giovane e caldo sia riuscito a nutrire i suoi vulcani.
Il meccanismo che guida questa attività iniziale rimane un punto di acceso dibattito in geologia. Ma i dati indicano un processo che gli scienziati chiamano dripduction.
Le rocce di Pilbara rivelano un’antica firma chimica
Il Cratone Pilbara è un raro sopravvissuto. La maggior parte della crosta più antica della Terra è stata distrutta dalla successiva attività geologica. Le rocce di Pilbara, tuttavia, conservano una documentazione chimica che rifiuta di mentire.
Un team internazionale guidato dal dottor Eric Vandenburg dell’Università di Adelaide ha analizzato la geochimica di queste pietre di 3,1 miliardi di anni. Le loro firme raccontavano una storia chiara: l’acqua era presente quando si formò il magma.
“Ciò che ci ha sorpreso è stato trovare prove che grandi quantità di acqua si erano già fatte strada nelle profondità dell’interno della Terra e hanno influenzato la formazione delle rocce vulcaniche.”
La chimica corrisponde a quella dei moderni vulcani ad arco, come quelli dell’Anello di Fuoco del Pacifico. Questi sono i luoghi in cui le placche tettoniche si scontrano e una sprofonda sotto l’altra, trascinando l’acqua nel mantello. Ma quel sistema allora non esisteva. La Terra era semplicemente troppo calda perché le placche rigide scivolassero l’una contro l’altra.
Allora come è arrivata l’acqua laggiù?
Perché la subduzione tradizionale non può spiegare la nascita della Terra
Comprendiamo come funziona oggi la tettonica a placche. Le zone di subduzione trasportano minerali contenenti acqua in profondità nel mantello. Quell’acqua abbassa il punto di fusione delle rocce circostanti, creando magma che alimenta i vulcani e fa crescere i continenti.
È una macchina perfetta. Tuttavia non esisteva 3,1 miliardi di anni fa.
La Terra primordiale era molto più calda. La crosta probabilmente si è comportata diversamente, mancando della struttura rigida richiesta per la subduzione standard. I geologi hanno lottato con questo paradosso. Senza zone di subduzione chiare, come ha fatto l’acqua superficiale a raggiungere il mantello per influenzare l’attività vulcanica?
Le rocce di Pilbara suggeriscono che la risposta non sta nel se l’acqua raggiungesse le profondità della Terra, ma nel come.
Dripduction: una crosta che affonda sposta l’acqua verso il basso
I ricercatori suggeriscono che la giovane Terra utilizzasse un meccanismo diverso per trasportare materiale. Lo chiamano dripduction.
È più semplice delle piastre scorrevoli. In questo modello, sezioni della crosta esterna più fredda assorbivano acqua dalla superficie. Man mano che queste sezioni diventavano dense d’acqua, perdevano stabilità. Non scivolavano lungo il confine di una placca. Si sono afflosciati.
Alla fine, pesanti porzioni di crosta crollarono e affondarono nel mantello più caldo sottostante. Immaginate del materiale denso che gocciola dal soffitto.
Quando questi pezzi ricchi di acqua precipitarono verso il basso, entrarono in ambienti sempre più caldi. L’acqua rilasciata dalla roccia che sprofondava interagiva poi con il mantello, favorendone lo scioglimento e generando magma. Quel magma si sollevò, eruttò attraverso i vulcani e si raffreddò nelle rocce che troviamo oggi nel Pilbara.
Questo processo ha consentito al materiale superficiale di viaggiare verso il basso senza bisogno di un sistema tettonico moderno completamente sviluppato. Ha inoltre permesso al giovane pianeta di riciclare l’acqua tra la sua superficie e il suo interno molto prima che i continenti assumessero l’aspetto attuale.
Il primo riciclaggio ha plasmato il futuro della Terra
Questa scoperta sposta indietro la linea temporale di quando la Terra iniziò a scambiare materiale tra la crosta, il mantello e l’atmosfera. Questa connessione è vitale per l’evoluzione a lungo termine del pianeta.
Il riciclaggio delle acque profonde determina dove si forma il magma. Influisce sulle eruzioni vulcaniche. Nel corso degli eoni, aiuta a ridistribuire gli ingredienti chimici necessari alla vita.
I risultati di Pilbara suggeriscono che questo scambio è iniziato molto prima di quanto si pensasse in precedenza. La Terra primordiale non era una sfera stagnante con una superficie isolata. L’acqua circolava già. Stava modellando il magma, alimentando i vulcani e contribuendo alla crescita continentale mentre il pianeta era ancora nella sua infanzia.
Stiamo iniziando solo ora a ricostruire il funzionamento di quel primo ciclo. Le rocce dell’Australia occidentale sono rimaste silenziose per miliardi di anni. Finalmente hanno qualcosa da dire.
Riferimento: “Contenuto d’acqua moderno simile ad un arco nella sorgente di rocce vulcaniche di 3,1 miliardi di anni” di Eric D. Vandenburg et al., pubblicato su Nature Communications.
