Per la prima volta gli scienziati sono stati in grado di ricostruire la composizione chimica dell'acqua piovana da minerali vecchi di 300 milioni di anni, permettendo loro di disfare parte della storia della Bretagna e della Francia occidentale da quando la pioggia è caduta nel tardo periodo Carbonifero, poco prima del tempo dei dinosauri. I risultati indicano che l'area è montuosa e originariamente situata vicino all'Equatore. Questo lavoro è presentato al congresso di Geochimica Goldschmidt a Barcellona.

I risultati provengono dall'analisi isotopica della pioggia caduta sull'antica catena montuosa della fascia Varisica. Come ricercatore capo, Dr. Camille Dusséaux (Università di Plymouth, Regno Unito) ha detto:

"Una volta che ci siamo resi conto che l'acqua nel campione proveniva dalla pioggia, significava che potevamo usare tecniche geochimiche standard per guardare indietro nella storia. Ciò significa che la pioggia può dirci circa l'altitudine, la latitudine delle montagne dove cadde, e suggerisce perché nella zona si trovano alcuni minerali radioattivi".

Gli scienziati hanno analizzato campioni di granito trovati oggi tra Brest e Nantes. Hanno anche prelevato campioni dalla parte occidentale del Massiccio Centrale francese (Limousin). Durante il tardo Carbonifero, queste aree erano situate vicino all'equatore, e facevano parte della catena montuosa della Cintura Varisica che si estendeva in Spagna, Germania, e l'Inghilterra meridionale. I violenti processi di costruzione delle montagne hanno causato la deformazione e la rottura di queste aree, formando grandi zone di faglia. Ciò ha permesso all'acqua piovana di affondare fino a 15 km sotto la superficie.

Camille Dusseaux, ha commentato:"Siamo riusciti a ricostruire la composizione isotopica dell'acqua piovana dai minerali con cui ha interagito mentre i continenti erano in fase di deformazione. Abbiamo scoperto che questa interazione ha avuto luogo a 15 km sottoterra grazie a profonde faglie che hanno sezionato questa zona montuosa e hanno giocato il ruolo dei condotti per le precipitazioni che scendono nella Terra.

"Abbiamo usato la spettrometria di massa per identificare con precisione gli elementi nei campioni. Siamo stati in grado di misurare i rapporti isotopici dell'idrogeno nella muscovite, che è un minerale trovato nel granito che contiene circa il 4% di acqua nella sua struttura. La quantità di un tipo di isotopo dell'idrogeno era abbastanza bassa da suggerire una risposta semplice:l'acqua piovana aveva interagito con il minerale durante la sua formazione. Questa non è l'acqua piovana più antica mai trovata, ma il più antico in cui gli scienziati sono stati in grado di ricostruire isotopicamente la sua composizione e la sua storia."

Hanno datato i campioni misurando il decadimento radioattivo dell'Argon, e questo ha confermato che avevano circa 300 milioni di anni. Il confronto dei rapporti relativi degli isotopi dell'ossigeno e dell'idrogeno ha mostrato che i campioni Variscan corrispondevano a quelli che provenivano da un'altitudine da moderata a elevata, indicando che la pioggia è caduta su una catena montuosa.

"Questo può aiutare a risolvere una questione che da tempo sconcerta i geologi", ha affermato il dott. Dusséaux. "La geologia sottostante ha dimostrato che era probabile che la Cintura Varisica fosse una catena montuosa, ma trovare le prove è stato difficile".

"Questo studio suggerisce, in combinazione con studi precedenti, che la circolazione dell'acqua piovana nella catena montuosa Varisica ha avuto un impatto sulla mineralizzazione dell'uranio. Tra 320 e 300 milioni di anni fa, l'acqua piovana ossidante ha dilavato il minerale di uranio dai graniti, e trasportava questo uranio all'interno dei continenti dove veniva precipitato in rocce chiamate scisti neri. Questo ha creato i giacimenti di uranio che sono stati estratti fino a poco tempo in Francia e ha innescato la precipitazione di ossido di uranio che può avere un impatto sulla nostra salute. Questo può rompersi per formare gas radon, che ha causato problemi alle persone che vivono in case di granito costruite negli ultimi secoli, non solo in Francia ma anche in altre zone ricche di granito dell'antica cintura Varisica, come il sud-ovest dell'Inghilterra e altrove."

Commentando, La dott.ssa Catriona Menzies (Università di Aberdeen) ha dichiarato:

"Questo studio è un bell'esempio che evidenzia come la geochimica isotopica tradizionale e l'attenta petrografia dei minerali formatisi nelle profondità della Terra possano far luce sulle condizioni della superficie, anche prima che i dinosauri vagassero per la Terra. L'infiltrazione di acqua piovana in profondità nelle catene montuose si trova ora in molte regioni antiche e moderne, e suggerisce che l'acqua piovana potrebbe essere responsabile del controllo di processi importanti, come la sismicità e la distribuzione delle risorse minerarie, anche nel profondo della nostra Terra."

Il dottor Menzies non era coinvolto in questo lavoro, questo è un commento indipendente.