Una nuova ricerca internazionale condotta dall'Università di St Andrews presenta un nuovo modo per comprendere la struttura e la formazione dei nostri continenti più antichi.

La ricerca, pubblicato sulla rivista Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti rivela come la squadra di St Andrews, Groenlandia, Australia, Danimarca, e Canada, rocce magmatiche usate, proveniente dal profondo della Terra, campionare l'interno dei cratoni come mezzo per capire come si sono formati.

I cratoni sono gli antichi, stabile, cuore dei continenti della Terra, e la loro formazione era un prerequisito per l'evoluzione della vita complessa. Il Cratone del Nord Atlantico si estende dalla Scozia settentrionale attraverso la Groenlandia fino al Nord America, e contiene la crosta più antica conosciuta sulla Terra, vecchia fino a 3,8 miliardi di anni. Il modo in cui sono stati costruiti questi antichi cratoni è un importante dibattito scientifico, informando su una delle domande più fondamentali nelle scienze della Terra:quando ha iniziato a operare la tettonica a zolle?

La tettonica a zolle, il ciclo di placche tettoniche rigide in costante movimento orizzontale sulla superficie del pianeta, rende la Terra unica all'interno dei pianeti rocciosi del sistema solare. La tettonica a zolle è iniziata ad un certo punto dopo che la Terra si è formata 4,6 miliardi di anni fa, ma non è chiaro esattamente quando. Alcuni scienziati ritengono che la formazione di cratoni si sia verificata a causa della tettonica delle placche, per cui sono stati assemblati tramite impilamento orizzontale della crosta. Altri credono che i cratoni si siano formati attraverso processi tettonici non a zolle, cresce attraverso la cosiddetta "tettonica verticale".

La capacità di comprendere l'architettura dei cratoni e quindi come e quando si sono formati è, però, problematico, a causa della difficoltà di campionare le rocce dall'interno della crosta profonda e del mantello, che nella Groenlandia occidentale ha uno spessore fino a 250 km.

Per affrontare questo, il team di ricerca ha utilizzato rocce magmatiche di origine profonda note come kimberliti per campionare le parti profonde del Cratone del Nord Atlantico. Kimberliti, che sono famosi per portare i diamanti in superficie, provengono dal mantello superiore, più di 100 km sotto la superficie terrestre. Mentre salgono attraverso il cratone, il loro magma raccoglie pezzi di crosta lungo il percorso, pezzi nascosti in superficie. In questo modo, le kimberliti possono campionare parti del continente profondo che altrimenti sarebbero inaccessibili.

I ricercatori hanno campionato una kimberlite dalla costa della Groenlandia occidentale, vicino a Maniitsoq, e ne estraevano microscopici granelli di zircone, ciascuno meno della larghezza di un capello umano, originato dalla crosta profonda all'interno del cratone. Il team ha analizzato questi grani utilizzando la spettrometria di massa ad ablazione laser ad alta precisione.

L'analisi ha rivelato l'età e la chimica dei grani di zircone, che suggeriva che sotto la crosta vecchia di 3,0 miliardi di anni che oggi forma la regione di Maniitsoq, si trova una crosta molto più antica di 3,8 miliardi di anni. Questa crosta più antica si trova oggi solo in superficie 150 km a sud della località kimberlite. Perciò, per essere stato campionato dalla kimberlite, parti di essa devono essere state trasportate lateralmente sotto la crosta che ora è in superficie, qualche tempo dopo 3,0 miliardi di anni fa.

Scienziato capo Dr. Nick Gardiner della School of Earth and Environmental Sciences, Università di St Andrews, ha dichiarato:"Il campione di kimberlite offre questi antichi grani di zircone che implicano che il cratone del Nord Atlantico sia stato assemblato impilando orizzontalmente fette di crosta continentale di diversa età, probabilmente nel tardo Eone Archeano dopo 3,0 miliardi di anni fa. Questi risultati implicano che alcuni cratoni si siano formati attraverso processi tettonici a placche".

La carta, "L'architettura del cratone del Nord Atlantico rivelata da zirconi crostali ospitati da kimberlite, " è pubblicato in Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti