Fotografie di intrusioni magmatiche alcaline in Groenlandia. La regione era vulcanicamente e tettonicamente attiva circa 1,2 miliardi di anni fa. Pur non essendo più attivo, è di grande interesse per i geologi perché il successivo sollevamento e l'erosione glaciale hanno tagliato in profondità la spaccatura ed esposto le camere magmatiche che un tempo giacevano ben al di sotto della superficie. I magmi della Groenlandia provenivano da un mantello arricchito e contaminato da antichi materiali crostali. Credito:Università di St Andrews
Antichi vulcani risalenti a miliardi di anni potrebbero fornire nuove informazioni su come viene riciclata la superficie terrestre, secondo gli scienziati dell'Università di St Andrews.
uno studio, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , rivela il destino dell'antica crosta terrestre e potrebbe aiutare a risolvere il mistero di come sono collegati la superficie e il mantello della Terra.
Lo strato più esterno della Terra è costituito da placche tettoniche rigide che si muovono e si scontrano in regioni chiamate zone di subduzione.
Nelle zone di collisione, i materiali crostali vengono trasportati nel mantello profondo, e una delle grandi sfide nelle Scienze della Terra è capire cosa succede a questa crosta e per quanto tempo risiede nel mantello.
In alcuni vulcani sulla Terra i geologi possono trovare tracce di questi antichi materiali crostali nella lava eruttata. Finora la maggior parte di questo lavoro si è concentrata su isole oceaniche come le Hawaii o le Canarie.
Però, le isole oceaniche sono presenti sulla superficie della Terra solo per alcuni milioni di anni prima che sprofondino e vengano subdotte di nuovo nel mantello, e quindi può solo fornire una piccola istantanea del riciclaggio crostale nei quattro miliardi di anni della storia della Terra.
Il team di St Andrews ha studiato una serie di magmi alcalini eruttati nelle spaccature continentali simili alla moderna spaccatura dell'Africa orientale.
Fotografie di lavori sul campo a distanza in Groenlandia. Il team dell'Università di St Andrews (tra cui Adrian Finch, Nicola Horsburgh e William Hutchison) hanno viaggiato in barca ed elicottero per accedere a affioramenti remoti circondati da ghiacciai. Credito:Università di St Andrews
Sebbene questi magmi abbiano una chimica molto insolita, mostrano molte somiglianze con quelle lave oceaniche e, in modo cruciale, si trovano in tutta la documentazione geologica della Terra.
Il team si è concentrato su una provincia alcalina nel sud-ovest della Groenlandia utilizzando tecniche isotopiche all'avanguardia per rilevare chimicamente il materiale crostale antico nella fonte di questi magmi.
Attraverso una combinazione di lavoro sul campo remoto (in barca e in elicottero) e un'attenta analisi chimica, il team è stato in grado di dimostrare che questi magmi stavano attingendo all'antica crosta subdotta nel mantello 500 milioni di anni prima che i vulcani iniziassero a eruttare.
Una volta che il team ha compreso questi processi in Groenlandia, ha compilato dati globali sulla chimica del magma alcalino e sono rimasti sorpresi nello scoprire che la stragrande maggioranza conteneva un componente crostale riciclato nella loro fonte di magma.
L'autore principale Dr. Will Hutchison, della Scuola di Scienze della Terra e dell'Ambiente dell'Università, ha dichiarato:"Il nostro risultato chiave è che gli isotopi dei magmi alcalini sono altamente variabili e questo suggerisce che le loro fonti crostali riciclate sono cambiate nel tempo geologico.
"La bellezza del nostro set di dati globale è che si estende indietro di oltre due miliardi di anni e quindi queste rocce alcaline uniche rappresentano un record estremamente potente per comprendere il riciclaggio crostale nella storia della Terra".
"Riunendo accuratamente i record di isotopi ignei e sedimentari, questo potrebbe permetterci di capire come il cambiamento dell'input crostale sia legato all'output vulcanico, e alla fine costruire una comprensione molto migliore di ciò che accade alle placche tettoniche una volta trasportate nelle profondità della Terra".
