Modelli per la distribuzione dello spessore crostale nella Terra primitiva. La crosta nel paradigma prevalente è per lo più oceanica, con una sottile crosta continentale. Il nuovo modello prevede una porzione continentale più spessa e più ampia che non è stata preservata. Credito:Università di Adelaide
Un nuovo modello di radioattività delle antiche rocce della Terra mette in discussione i modelli attuali per la formazione della crosta continentale terrestre, suggerendo che i continenti potrebbero essere sorti dal mare molto prima di quanto si pensasse in precedenza, ma sono stati distrutti, lasciando poca traccia.
Scienziati dell'Università di Adelaide hanno pubblicato due studi su un modello di radioattività delle rocce nel corso di miliardi di anni che hanno scoperto che la crosta continentale della Terra potrebbe essere stata più spessa, molto prima di quanto suggeriscano i modelli attuali, con continenti forse presenti fin da quattro miliardi di anni.
"Usiamo questo modello per comprendere i processi in evoluzione dalla Terra primitiva al presente, e suggeriscono che la sopravvivenza della crosta primitiva dipendeva dalla quantità di radioattività nelle rocce, non un caso casuale, "dice il dottor Derrick Hasterok, dal Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Adelaide e dal Mawson Center for Geoscience.
"Se il nostro modello si rivela corretto, potrebbe richiedere la revisione di molti aspetti della nostra comprensione dell'evoluzione chimica e fisica della Terra, compreso il tasso di crescita dei continenti e forse anche l'inizio della tettonica a zolle".
Il dottor Hasterok e il suo dottorato di ricerca. lo studente Matthew Gard ha compilato 75, 800 campioni geochimici di rocce ignee (come il granito) con età di formazione stimate da tutti i continenti. Hanno stimato la radioattività in queste rocce oggi e hanno costruito un modello di radioattività media da quattro miliardi di anni fa ad oggi.
D. Hasterok et al. Un record di 4 Ga sulla produzione di calore granitico:implicazioni per l'evoluzione geodinamica e la composizione crostale della Terra primordiale, Ricerca Precambriana (2019). DOI:10.1016/j.precamres.2019.105375
"Tutte le rocce contengono radioattività naturale che produce calore e aumenta le temperature nella crosta quando decade:più una roccia è radioattiva, più calore produce, " afferma il dottor Hasterok. "Le rocce tipicamente associate alla crosta continentale hanno una radioattività maggiore rispetto alle rocce oceaniche. Una roccia di quattro miliardi di anni avrebbe circa quattro volte più radioattività quando è stata creata rispetto a oggi".
Ma i ricercatori hanno scoperto un inaspettato deficit nel livello di radioattività nelle rocce più vecchie di circa due miliardi di anni. Quando hanno corretto per una maggiore produzione di calore, a causa della maggiore radioattività che sarebbe stata presente, il deficit è scomparso.
"Pensiamo che ci sarebbero state più rocce granitiche o continentali intorno, ma a causa della maggiore radioattività, e quindi calore più elevato, si sono sciolti o sono stati facilmente distrutti dal movimento tettonico. Ecco perché queste croste continentali non compaiono nella documentazione geologica.
"I nostri modelli prevalenti suggeriscono che i continenti alla fine sono cresciuti fuori dagli oceani quando la crosta si è ispessita. Ma pensiamo che potrebbe esserci stata una quantità significativa di, anche se molto instabile, crosta continentale molto prima".
Co-autore Professor Martin Hand, anche dall'Università di Adelaide, afferma che il nuovo modello potrebbe avere importanti implicazioni per il monitoraggio degli effetti del riscaldamento globale.
"Ciò che questo nuovo modello ci consente di fare è aiutare a prevedere la radioattività delle rocce in luoghi in cui abbiamo pochi o nessun campione, come l'Antartide, dove non possiamo accedere ai campioni, che potrebbe essere molto importante per valutare la stabilità delle calotte glaciali e la soglia delle variazioni di temperatura necessarie affinché il riscaldamento globale influisca sullo scioglimento dei ghiacciai, "dice Martin Mano, Professore di Scienze della Terra.
I ricercatori affermano che il nuovo modello di radioattività può anche aiutare nella ricerca di rocce calde con potenziale geotermico e può essere utilizzato per produrre modelli più accurati di maturazione del petrolio nei bacini sedimentari.
Gli studi sono pubblicati su riviste Ricerca Precambriana e Lithos .