Gli scienziati hanno analizzato gli zirconi della Barberton Greenstone Belt in Sud Africa, una delle regioni geologiche più antiche della Terra. Hanno scoperto che gli zirconi contenevano alti livelli di uranio e torio, che sono elementi radioattivi che producono calore quando decadono. Questo calore sarebbe stato sufficiente ad aumentare significativamente la temperatura della superficie terrestre.
Gli scienziati ritengono che le alte temperature siano state causate da una combinazione di fattori, tra cui il sole più caldo in passato, l'atmosfera terrestre più sottile e la crosta terrestre più radioattiva. Suggeriscono inoltre che le alte temperature potrebbero essere state responsabili della formazione dei primi continenti della Terra.
I risultati di questo studio hanno importanti implicazioni per la nostra comprensione della Terra primordiale. Essi suggeriscono che il clima della Terra fosse molto più dinamico e variabile di quanto si pensasse in precedenza, e che le alte temperature potrebbero aver giocato un ruolo chiave nello sviluppo della vita sulla Terra.
Abstract dello studio:
Lo zirconio è il minerale contenente U-Th-Pb più abbondante nella crosta continentale e quindi ha un grande potenziale per fungere da archivio delle temperature crostali passate. La maggior parte delle stime della temperatura crostale basate sui dati degli oligoelementi di zircone presuppongono che gli oligoelementi siano entrati nel reticolo cristallino dello zircone durante la crescita del minerale. Tuttavia, recenti studi sperimentali hanno dimostrato che il danno da radiazioni può anche aumentare la diffusione degli oligoelementi nello zircone, portando potenzialmente a temperature crostali sovrastimate per il vecchio zircone.
Qui, utilizziamo un modello di diffusione-avvezione-reazione per calcolare l'effetto del danno da radiazioni sui profili degli oligoelementi dello zircone. I risultati del nostro modello mostrano che il danno da radiazioni potrebbe influenzare in modo significativo i profili degli oligoelementi dello zircone che sono più vecchi di ~2 Ga. Confrontiamo i nostri profili degli oligoelementi derivati dal modello con i profili misurati dal Paleoproterozoico al Neoarcheano dalla Barberton Greenstone Belt (BGB), Sudafrica.
I nostri risultati di modellazione avanzata suggeriscono che le temperature metamorfiche per la maggior parte dei grani di zircone studiati sono entro 50°C rispetto alle temperature stimate con metodi convenzionali che presupponevano che oligoelementi entrassero negli zirconi durante la crescita dei minerali. Tuttavia, per alcuni zirconi vecchi (>3,2 Ga), i nostri risultati suggeriscono temperature metamorfiche fino a 150°C inferiori.
L'età dello zirconio suggerisce che il BGB sia stato metamorfizzato intorno a 3,2–3,5 Ga. I nostri risultati suggeriscono che il BGB ha subito un rapido aumento della temperatura da circa 500 a circa 850°C a circa 3,5 Ga, seguito da un lento raffreddamento a circa 750°C entro 3,2 Ga. Questi risultati forniscono preziose informazioni sull’evoluzione termica del BGB e forniscono nuove informazioni sull’evoluzione iniziale della Terra.
