Quando e come la superficie terrestre si è evoluta da un caldo, poltiglia primordiale in un pianeta roccioso continuamente riemerso dalla tettonica a placche rimangono alcune delle più grandi domande senza risposta nella ricerca sulle scienze della terra. Ora un nuovo studio, pubblicato in Geologia , suggerisce che questa transizione terrena potrebbe in effetti essere stata innescata da impatti extraterrestri.

"Tendiamo a pensare alla Terra come a un sistema isolato, dove contano solo i processi interni, " dice Craig O'Neill , direttore del Centro di ricerca planetaria della Macquarie University. "Sempre più, anche se, stiamo vedendo l'effetto delle dinamiche del sistema solare su come si comporta la Terra".

Simulazioni di modelli e confronti con studi di impatto lunare hanno rivelato che in seguito all'accrescimento della Terra circa 4,6 miliardi di anni fa, Impatti sconvolgenti hanno continuato a modellare il pianeta per centinaia di milioni di anni. Sebbene questi eventi sembrino essere diminuiti nel tempo, letti sferici - distintivi strati di particelle rotonde condensate da roccia vaporizzata durante un impatto extraterrestre - trovati in Sud Africa e Australia suggeriscono che la Terra abbia vissuto un periodo di intenso bombardamento circa 3,2 miliardi di anni fa, più o meno nello stesso periodo in cui compaiono le prime indicazioni di tettonica a zolle nella documentazione delle rocce.

Questa coincidenza ha fatto sì che O'Neill e i coautori Simone Marchi, William Bottke, e Roger Fu a chiedersi se queste circostanze possano essere collegate. "Gli studi di modellizzazione della Terra primitiva suggeriscono che impatti molto grandi - più di 300 km di diametro - potrebbero generare una significativa anomalia termica nel mantello, "dice O'Neill. Questo sembra aver alterato la galleggiabilità del mantello abbastanza da creare risvegli che, secondo O'Neill, "potrebbe guidare direttamente la tettonica".

Ma le scarse prove trovate fino ad oggi dall'Archeano, il periodo di tempo compreso tra 4,0 e 2,5 miliardi di anni fa, suggeriscono che durante questo intervallo si siano verificati impatti per lo più più piccoli con un diametro inferiore a 100 km. Per determinare se queste collisioni più modeste fossero ancora abbastanza grandi e frequenti da dare inizio alla tettonica globale, i ricercatori hanno utilizzato le tecniche esistenti per espandere la registrazione degli impatti dell'Archeo medio e quindi hanno sviluppato simulazioni numeriche per modellare gli effetti termici di questi impatti sul mantello terrestre.

I risultati indicano che durante il Medio Archeo, Impatti larghi 100 chilometri (circa 30 km più larghi del cratere Chixculub molto più giovane) sono stati in grado di indebolire il rigido, strato più esterno. Questo, dice O'Neill, avrebbe potuto agire da innesco per processi tettonici, specialmente se l'esterno della Terra era già "preparato" alla subduzione.

"Se la litosfera avesse ovunque lo stesso spessore, tali impatti avrebbero scarso effetto, " afferma O'Neill. Ma durante il Medio Archeano, lui dice, il pianeta si era raffreddato abbastanza da permettere al mantello di addensarsi in alcuni punti e assottigliarsi in altri. La modellazione ha mostrato che se si verificasse un impatto in un'area in cui esistevano queste differenze, creerebbe un punto di debolezza in un sistema che aveva già un grande contrasto di galleggiabilità e alla fine innescherebbe i moderni processi tettonici.

"Il nostro lavoro mostra che esiste un legame fisico tra la storia dell'impatto e la risposta tettonica nel periodo in cui si ipotizzava l'inizio della tettonica delle placche, " dice O'Neill. "Processi che oggi sono abbastanza marginali, come l'impatto, o, in misura minore, vulcanismo, guidato attivamente i sistemi tettonici sulla Terra primordiale, " dice. "Esaminando le implicazioni di questi processi, possiamo iniziare a esplorare come è nata la moderna Terra abitabile".