Su una spiaggia di una remota isola della Papua Nuova Guinea orientale, un paese situato nel Pacifico sudoccidentale a nord dell'Australia, la sabbia granata rivela un'importante scoperta geologica. Simile ai messaggi in bottiglia che hanno viaggiato attraverso gli oceani, i sedimenti derivati ​​dall'erosione delle rocce trasportano informazioni da un altro tempo e luogo. In questo caso i granelli di sabbia granata rivelano una storia di viaggio dalla superficie alle profondità della Terra (~ 75 miglia), per poi tornare in superficie prima di finire su una spiaggia come granelli di sabbia. Nel corso di questo viaggio geologico, il tipo di roccia è cambiato come sono stati modificati alcuni minerali, e altri materiali erano inclusi (intrappolati) all'interno dei granati appena formati. La storia è conservata in composizioni granate, così come nelle loro inclusioni intrappolate:solidi (ad es. minerali molto rari come la coesite, una forma di quarzo ad alta pressione), liquidi (es. acqua) e gas (es. CO ₂ ).

Suzanne Baldwin, Thonis Family Professor nel Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente presso il College of Arts and Sciences della Syracuse University, ha condotto molte spedizioni sul campo in Papua Nuova Guinea. Gli ultimi risultati del suo team su questa regione tettonicamente attiva sono stati appena pubblicati sulla prestigiosa rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) .

Leggendo il record di roccia, i ricercatori hanno rivelato il percorso di riciclaggio dalla superficie alle profondità del mantello superiore e poi di nuovo in superficie a seguito di processi tettonici e sedimentari. Le composizioni di quella sabbia contengono anche vari componenti chiave che rivelano quanto velocemente sia avvenuto questo riciclaggio. In questo caso, il transito attraverso il ciclo delle rocce è avvenuto in meno di circa 10 milioni di anni. Questo può sembrare molto tempo, ma per questi processi geologici, in realtà è notevolmente breve.

Le sabbie granate sono solo l'ultimo pezzo del puzzle per comprendere l'evoluzione geologica di questa regione. È l'unico luogo sulla Terra in cui si verifica l'esumazione attiva di rocce metamorfiche ad alta e altissima pressione durante lo stesso ciclo roccioso che ha prodotto queste rocce metamorfiche. Il gruppo internazionale di ricercatori, incluso Joseph Gonzalez '19 Ph.D. della Syracuse University (ora ricercatore post-dottorato del Consiglio europeo delle ricerche presso l'Università di Pavia, Italia), dottorato di ricerca lo studente Jan Schönig e il professor Hilmar von Eynatten dell'Università di Göttingen in Germania, e il professor Hugh Davies (già dell'Università di Papua Nuova Guinea, ora all'Australian National University), ha rivelato come le inclusioni intrappolate nella sabbia di granato possono essere utilizzate per determinare i processi di riciclaggio delle rocce all'interno delle zone di confine delle placche attive.

Ai confini di placca attivi, come quello che il team ha studiato nella Papua Nuova Guinea orientale, le placche tettoniche convergenti scorrono l'una verso l'altra con una placca che si muove sotto l'altra per formare una zona di subduzione. Durante questo processo, le rocce vengono subdotte in profondità nella Terra. Col tempo, le forze sui bordi delle placche possono cambiare e le rocce possono essere esumate in superficie attraverso un processo noto come deformazione litosferica. Le inclusioni intrappolate conservano un record di subduzione crostale e rapida esumazione che collega il mantello superiore e i processi di superficie su queste brevi scale temporali geologiche. Applicando il loro approccio sia ai sedimenti moderni che alle rocce sedimentarie, i ricercatori possono ora rivelare il ritmo dei processi di riciclaggio delle rocce nel corso della storia della Terra.