La crosta terrestre e le placche si sono formate gradualmente

Secondo gli scienziati, la crosta terrestre ha continuato un lento processo di rielaborazione per miliardi di anni, invece di rallentare rapidamente la sua crescita circa 3 miliardi di anni fa

La crosta continentale è una caratteristica distintiva della Terra; tuttavia, i meccanismi che ne controllano la crescita restano oggetto di accesi dibattiti. Molti approcci per stimare la crescita della crosta si concentrano esclusivamente su un singolo minerale, lo zircone, mentre i vincoli derivanti dalla radice del mantello litosferico rimangono in gran parte trascurati.

La nuova scoperta, pubblicata su Geochemical Perspectives Letters (1) contraddice le teorie esistenti che suggeriscono la rapida formazione di placche tettoniche in epoche precedenti alla storia della Terra, hanno detto i ricercatori.

Secondo l'autore principale Jesse Reimink (2), assistente professore di geoscienze, questo nuovo lavoro potrebbe aiutare a rispondere a una domanda fondamentale sul nostro pianeta e potrebbe contenere indizi sulla formazione di altri pianeti. Egli sostiene che «La teoria dominante indica un punto di flesso circa 3 miliardi di anni fa, il che implica che abbiamo avuto un pianeta coperchio stagnante senza attività tettonica prima di un improvviso spostamento verso le placche tettoniche», ha detto Reimink. «Abbiamo dimostrato che non è così».

Per tracciare la formulazione della crosta terrestre – o la curva di crescita della crosta – i ricercatori si sono rivolti a più di 600.000 campioni che compongono il database dei registri rocciosi della Terra. Ricercatori di tutto il mondo, inclusa la Penn State, hanno analizzato ogni campione di roccia presente nel record per determinarne il contenuto geochimico e l’età. I ricercatori hanno scelto le registrazioni delle rocce rispetto ai campioni di minerali, il che ha informato la teoria di una formazione più improvvisa, perché hanno affermato che le registrazioni delle rocce sono più sensibili e meno inclini a distorsioni su quelle scale temporali.

Sapendo che l'affidabilità delle registrazioni minerarie diminuisce nel tempo, i ricercatori hanno ricreato la curva di crescita della crosta utilizzando la catalogazione delle rocce. Per fare ciò, hanno sviluppato un metodo unico per determinare come le rocce ignee risalenti a milioni di anni fa sono state rielaborate e riformate nel tempo: dimostrando sperimentalmente come la stessa roccia potrebbe cambiare in modi diversi nel tempo. Le rocce possono essere riformate in diversi modi, ad esempio trasformandole in sedimenti attraverso gli agenti atmosferici o rifondendole nel mantello, quindi i ricercatori hanno utilizzato questi dati sperimentali per creare nuovi strumenti matematici in grado di analizzare i dati rocciosi e individuare le differenze nei cambiamenti dei campioni.

«Abbiamo calcolato la quantità di rielaborazione avvenuta osservando la composizione delle rocce ignee in un modo nuovo che evidenzia la proporzione dei sedimenti», ha detto il dottor Reimink.

I geologi hanno utilizzato questi calcoli per calibrare la rielaborazione documentata nei registri rupestri. Quindi, i ricercatori hanno calcolato la curva di crescita della crosta terrestre utilizzando la nuova comprensione di come le rocce si sono riformate. Hanno confrontato la curva appena calcolata con il tasso di crescita ricavato dai registri minerari di altri esperti.

Il lavoro del professor Reimink e del suo team indica che la crosta terrestre segue il percorso del mantello – lo strato su cui si trova la crosta – suggerendo una correlazione tra i due. Non è la prima volta che i geoscienziati suggeriscono una crescita più graduale della crosta, ha detto Reimink; tuttavia, è la prima volta che la catalogazione delle rocce viene utilizzata per sostenerlo.

«La nostra curva di crescita crostale corrisponde al record di crescita del mantello, quindi sembra che questi due segnali si sovrappongano in un modo che non è avvenuto quando si utilizzava il record minerale per creare la curva di crescita crostale», ha detto Reimink.

Inoltre, il professore Reimink ha avvertito che la ricerca migliora ciò che i ricercatori capiscono, ma non è il punto finale per la ricerca sulla crescita crostale. Ci sono semplicemente troppo pochi dati per poter parlare della vastità del tempo e dello spazio della crosta terrestre. Tuttavia, ha affermato Reimink, un’ulteriore analisi dei dati esistenti potrebbe aiutare a informare le indagini su altri pianeti. Venere, ad esempio, non ha placche tettoniche e potrebbe essere un esempio moderno (3) della Terra primordiale.

«Quando la Terra e Venere sono diventate diverse?» chiese Reimink. «E perché sono diventati diversi? Questo tasso di crescita della crosta gioca molto in questo. Racconta come, cosa e perché di come i pianeti si sono evoluti su traiettorie diverse».

Joshua Davies, dell'University of Quebec a Montreal; Jean-François Moyen, dell'University of Lyon, Francia; e D. Graham Pearson, dell'University of Alberta, Canada, hanno contribuito a questa ricerca. Il Consiglio canadese per la ricerca in scienze naturali e ingegneria ha sostenuto in parte questa ricerca.

Riferimenti:

(1) A whole-lithosphere view of continental growth

(2) Jesse Reimink

(3) Study Finds Venus’ ‘Squishy’ Outer Shell May Be Resurfacing the Planet

Descrizione foto: La ricerca condotta da Jesse Reimink, assistente professore di geoscienze alla Penn State, suggerisce che la crosta terrestre ha continuato un lento processo di rielaborazione per miliardi di anni, invece di rallentare rapidamente la sua crescita circa 3 miliardi di anni fa. Il lavoro contraddice le teorie esistenti che suggeriscono la rapida formazione di placche tettoniche in precedenza nella storia della Terra, ha detto Reimink. - Credit: Per gentile concessione di Jesse Reimink.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Earth’s crust, tectonic plates gradually formed, geoscientists find