I minerali terrestri più antichi datano l’inizio della tettonica a placche

La Terra è l’unico pianeta conosciuto adatto ad ospitare una vita complessa e questa capacità si basa su un’altra caratteristica che rende il pianeta veramente ‘unico’: la tettonica a placche.

Nessun altro corpo planetario ha una crosta dinamica come quella terrestre, frammentata in placche che si muovono, si fratturano e si scontrano tra loro da milioni di anni.

La tettonica a placche è l’espressione di una connessione tra il ‘reattore chimico’, rappresentato dall’ interno terrestre, e la superficie del pianeta, reso perciò abitabile, anche grazie all’ossigeno della sua atmosfera e agli altri costituenti che ne regolano il clima.

Ma quando e come sia iniziato il processo della tettonica a placche resta un mistero che potrà forse un giorno essere chiarito solo attraverso studi accurati dei miliardi di anni passati dalla formazione del pianeta.

Per il momento, alcuni scienziati del Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian, guidati dal geologo Michael Ackerson, hanno provato a fornire nuove prove dell’avvio di questo processo, quanto meno fissandone l’età a 3,56 miliardi di anni fa.

Zircone (da Wikipedia)

Per analizzare l’antico passato della Terra, lo studio, pubblicato sulla rivista Geochimical Perspectives Letters, ha utilizzato gli zirconi, i più antichi minerali formatisi sul nostro pianeta, il più antico dei quali in assoluto proviene dalle Jack Hills dell’Australia occidentale ed ha un’età di circa 4,3 miliardi di anni, il che vuol dire che questi minerali hanno iniziato a formarsi appena 200 milioni di anni dopo la nascita del pianeta.

Questo zircone, assieme ad altri provenienti dalle stesse Jack Hills, antichi circa 3 miliardi di anni, forniscono la prima prova chimica reale degli iniziali istanti di vita della Terra.

“Stiamo ricostruendo il passaggio da una palla fusa di roccia e metallo a quel che abbiamo oggi”, afferma Ackerson. “Dato che nessuna altro pianeta ha le caratteristiche del nostro, possiamo ben dire che la Terra è ‘unica’ partendo da questi zirconi”.

Per guardare indietro nel passato della Terra, il team di Ackerson ha raccolto 15 rocce, sbriciolandole e riducendole in sabbia, alla ricerca degli zirconi, di cui poi ne ha testato 3500 delle dimensioni di un capello e ne ha esaminato la composizione chimica con uno spettrometro di massa.

Dopo un trattamento del genere e a causa delle modifiche subìte in miliardi di anni, solo 200 zirconi sono risultati idonei per essere studiati.

L’età di uno zircone può essere determinata con molta precisione perchè contiene uranio e il decadimento di questo potrà dire da quanto tempo il minerale esiste.

Sulle vicende di formazione degli zirconi è utile, tuttavia, anche conoscere il contenuto di alluminio, che compare di colpo molto elevato a partire da circa 3,6 miliardi di anni fa.

Secondo Ackerson, questo cambiamento di composizione segnerebbe l’inizio della tettonica a placche e, potenzialmente, l’emergere della vita sulla Terra.

Gli zirconi ad alto contenuto di alluminio testimonierebbero infatti una crosta dinamica, che si muove (tettonica a placche) e una fusione di rocce a maggiori profondità.

“E’ difficile trasformare l’alluminio in zirconi a causa dei loro legami chimici”, spiega lo studioso. “Sono necessarie condizioni geologiche estreme”.

Il processo di fusione delle rocce spostato più in profondità sarebbe coerente con una crosta del pianeta che stava diventando più spessa, mentre iniziava a raffreddarsi, dando l’avvio al processo della tettonica a placche nelle zone più superficiali.

Questa ipotesi è confortata dalle conclusioni di una precedente ricerca sull’Acasta Gneiss nel nord del Canada che si spingeva a 4 miliardi di anni fa e secondo la quale la crosta terrestre, all’epoca, si andava ispessendo, provocando quindi lo scioglimento di rocce più profonde all’interno del pianeta.

“Oggi questi luoghi sono separati da migliaia di miglia”, riconosce Ackerson. “Ma ci narrano che verso i 3,5 milioni di anni fa, sulla Terra stava accadendo qualcosa di significativo a livello globale”.