L'area contrassegnata in arancione mostra discordanza tra le rocce orizzontali del Gruppo Tonto del periodo Cambriano in cima alle rocce inclinate del Supergruppo del Grand Canyon. Wikipedia Se sei un geocronologo, qualcuno che studia l'età del nostro pianeta e le sue formazioni rocciose, trascorri molto tempo intorno agli zirconi. Sono cristalli durevoli che si trovano in una varietà di rocce, e poiché conservano dati cruciali sul passato profondo, gli zirconi sono amorevolmente chiamati "capsule del tempo". Recentemente, i ricercatori hanno usato gli zirconi per risolvere uno dei più grandi enigmi della preistoria.
Circa 540 milioni di anni fa, iniziò il periodo Cambriano. Un momento importante per la vita sulla Terra, ha lasciato dietro di sé diversi reperti fossili e ha segnato l'alba del nostro eone attuale. In molti luoghi del mondo, come il Grand Canyon, troviamo depositi rocciosi del Cambriano situati proprio sopra gli strati rocciosi che sono tra 250 milioni e 1,2 miliardi di anni più vecchi. Inutile dire, è un bel divario di età. Chiamata la Grande Disconformità, il divario tra questi due strati è un enigma per gli scienziati. Qual è la storia lì? Sono scomparsi all'improvviso milioni di anni di roccia?
Uno studio del dicembre 2018 ha deciso di scoprire e affermare che la crosta è stata tranciata dai ghiacciai in un momento in cui la maggior parte, o tutta, la superficie del mondo era ricoperta di ghiaccio. Quell'epica sessione di bulldozer potrebbe anche aver creato le condizioni giuste per organismi complessi, come i nostri antenati, fiorire. La carta, "Origine glaciale neoproterozoica della grande discordanza, " è stato pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Università della California, Il geologo di Berkeley C. Brenhin Keller ha condotto lo studio. In una e-mail, scrive che la sua squadra ha attinto alla letteratura esistente per compilare un enorme corpo di informazioni rilevanti sulla geochimica e sugli strati rocciosi. Keller afferma che i dati che hanno accumulato rappresentavano "molte migliaia di ore sia di lavoro sul campo che di tempo analitico, condotta da centinaia di persone nel corso di molti anni".
Gli zirconi erano l'obiettivo principale. Generalmente, i cristalli di zircone vengono creati quando il magma ricco di silice si raffredda. "Come ogni sistema naturale, i magmi sono infusi ricchi, pieno di altri elementi, "Il coautore dello studio Jon Husson spiega via e-mail. "E alcuni di questi elementi sono in grado di sostituirsi [se stessi] nella struttura dello zircone".
Ad esempio, gli zirconi contengono spesso uranio, che lentamente decade e si converte in piombo. Quindi, quando gli scienziati osservano la composizione di campioni di uranio/piombo all'interno di uno zircone, possono capire quanti anni ha il cristallo. È la migliore datazione radiometrica.
Keller e la società hanno esaminato i dati su cristalli di zircone conservati per un valore di 4,4 miliardi di anni. Quelli delle prime rocce del Cambriano avevano in serbo un paio di sorprese.
La crosta terrestre si trova sopra uno strato chiamato mantello. Una spessa zona cuscinetto costituita principalmente da solida roccia, il mantello ci separa dal nucleo interno del nostro pianeta. Alcuni elementi si sentono più a loro agio nel mantello che sulla crosta. Il lutezio è un buon esempio. Proprio come l'uranio decade in piombo, il lutezio si trasforma gradualmente in un certo isotopo di afnio nel tempo.
Keller dice che quando il mantello solido della Terra "parzialmente [si scioglie] ... più lutezio tende a rimanere nel mantello". Nel processo, "più afnio entra in nuovo magma" che può essere spinto attraverso un vulcano, riversarsi in superficie, e diventa roccia indurita.
Elizabeth Bell, un'altra scienziata che ha lavorato allo studio, ha spiegato via e-mail, Gli isotopi di afnio possono quindi aiutarci a capire quanti anni fossero "i materiali che si sono sciolti in un magma". Questa è una qualità utile. Osservando i rapporti isotopici dell'afnio negli zirconi del Cambriano, Bell e i suoi colleghi si sono resi conto che i cristalli provenivano da magma che una volta era molto antico, crosta molto solida.
In qualche modo, questa materia prima veniva spinta nel mantello o più in profondità nella crosta, dove si è sciolto. Lungo la strada, la roccia ben percorsa è entrata in contatto con acqua liquida fredda, come evidenziato da un segnale rivelatore di isotopi di ossigeno trovato negli stessi zirconi.
Poiché i ghiacciai sono agenti di erosione, Il team di Keller propone che la Grande Discordanza sia stata creata quando l'attività glaciale ha spinto un'enorme quantità di crosta del nostro pianeta nell'oceano durante gli anni della valanga terrestre.
L'ipotesi della cosiddetta "Terra a palla di neve" sostiene che tra 750 e 610 milioni di anni fa, i ghiacciai hanno periodicamente ricoperto il nostro pianeta, estendendosi dai poli all'equatore. Per quanto selvaggio possa sembrare, la premessa di base è popolare tra i geologi (sebbene alcuni ricercatori non pensino che gli oceani si siano congelati - almeno, non del tutto).
Keller, Husson e Bell immaginano che le pareti di ghiaccio si comportino come falci giganti. Tutte le maggiori masse continentali del mondo sarebbero state abbattute; la tipica crosta continentale potrebbe aver perso da 1,8 a 3 miglia (da 3 a 5 chilometri) di roccia verticale a causa dei ghiacciai di taglio. Dopo essere stato spinto sul fondo dell'oceano, la roccia crostale spostata fu infine subdotta nel mantello terrestre e successivamente riciclata. O almeno così va la nuova ipotesi.
(A questo punto, dovremmo menzionare che lo studio pubblicato di recente contraddice un articolo del febbraio 2018 pubblicato sulla rivista Earth and Space Science che ipotizza che il periodo della palla di neve terrestre possa essere accaduto dopo un tempo di erosione di massa ha creato la Grande Discordanza.)
Se la squadra di Keller ha ragione nella sua ipotesi, potremmo avere una spiegazione del motivo per cui non ci sono molti crateri da impatto di meteoriti che precedono la fase della palla di neve terrestre. Teoricamente, i ghiacciai stridenti avrebbero portato via la maggior parte di quelli più antichi. In viaggio, il ghiaccio potrebbe anche aver aperto la porta all'evoluzione di forme di vita complesse, che non hanno iniziato ad apparire fino a circa 635-431 milioni di anni fa.
"Mentre la stessa palla di neve [Terra] sarebbe stata un ambiente piuttosto duro per la vita, un'implicazione del [nostro] studio è che l'erosione di questa crosta potrebbe aver liberato molto fosforo intrappolato nelle rocce ignee, " spiega Keller. Fosforo, lui nota, è "una parte critica del DNA e dell'ATP" e qualcosa che tutti gli organismi contemporanei richiedono.
ORA È INTERESSANTESir Douglas Mawson è stato uno dei padri fondatori dell'ipotesi della Terra a palla di neve. Un avventuriero oltre che un geologo, era l'unico sopravvissuto di un viaggio di tre uomini attraverso l'Antartide iniziato nell'anno 1912. A un certo punto, Mawson ha dovuto percorrere da solo oltre 100 miglia (161 chilometri) di terreno gelido per incontrarsi con i suoi eventuali soccorritori.
