Un nuovo studio condotto dai geologi dell'Università dell'Alberta sta facendo luce su un meccanismo fondamentale di come guariscono le placche continentali della Terra, con implicazioni per l'esplorazione dei diamanti e l'individuazione di minerali economicamente importanti.

"I cratoni sono le più antiche masse continentali stabili sulla Terra, e sono ampiamente conosciuti come depositi di diamanti e metalli di importanza economica, " disse Jingao Liu, autore principale e visiting scholar presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Atmosfera. "Le interruzioni della litosfera al di sotto di questi cratoni possono essere la chiave per ospitare giacimenti minerari di livello mondiale, soprattutto diamanti e metalli preziosi come il platino."

I cratoni sono sopravvissuti a miliardi di anni trascinati intorno alla Terra dal movimento delle placche tettoniche, subendo un complesso ciclo di vita geologico di diradamento e guarigione. Questo è il primo studio che fornisce prove del meccanismo che guarisce la litosfera sotto i cratoni e crea le condizioni adatte per la formazione di preziosi minerali, Liu ha spiegato.

"Abbiamo trovato prove dirette che la radice del mantello profondo è stata sostituita circa 1,3 miliardi di anni fa, " disse Liu, un visiting professor della China University of Geosciences (Pechino), che ha completato la ricerca con il collaboratore Graham Pearson, Laureato in Canada Excellence Research Chair e Henry Marshall Tory Chair nel Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Atmosfera.

"Questa sostituzione di una radice continentale profonda più antica coincide con la comparsa di una gigantesca effusione di magma basaltico in questa regione, nota come Mackenzie Large Igneous Event, uno dei più grandi nella storia della Terra, " ha affermato Pearson. "Questo evento ha prodotto obiettivi chiave per la mineralizzazione del nichel e del platino nell'Artico del Canada, e solo ora stiamo cominciando a capire la sua importanza sia per la distruzione che per la formazione del diamante, la prima tramite la rimozione della vecchia radice e la seconda creando una nuova spessa radice litosferica".

Per comprendere meglio questo processo, i ricercatori hanno esaminato campioni eruttati dalla kimberlite contenente diamanti nell'Artico canadese, a est di Kugluktuk nel Nunavut. Utilizzando simulazioni basate sui risultati sul campo, il team ha mostrato che gli avanzi di questo processo di fusione geologica sono stati ridepositati nel mantello, riaddensando la litosfera e mostrando le prime prove certe del meccanismo alla base della guarigione di una radice continentale.

"Oltre ad aumentare la nostra comprensione del meccanismo alla base della ricratonizzazione, questi risultati hanno anche un significato economico, "Spiega Liu. "Possiamo mappare l'area della radice del mantello interessata che potrebbe ospitare depositi minerari legati a questo evento, comprese le aree in cui potrebbero essere presenti diamanti".

La ricerca è stata supportata dal programma Geomapping for Energy and Minerals del Geological Survey of Canada (GSC).

"Questi programmi sono di grande aiuto sia per gli accademici che per l'industria, " ha detto Liu. "Questo lavoro ci ha richiesto di mettere insieme un team di ricercatori molto scientificamente diversificato che includeva esperti in geochimica, geofisica e modellazione numerica geodinamica".

Oltre al finanziamento, l'SGC ha anche fornito sostegno alla ricerca, compreso il lavoro del coautore e sismologo Andrew Schaeffer.

"Dimostrare che quelli che una volta pensavamo fossero cratoni antichi e inalterati sono in realtà sostanzialmente rielaborati è una scoperta importante. Ciò implica che esiste la possibilità che numerose altre regioni cratoniche siano state alterate in modo simile, date le circostanze corrette, " ha detto Schaeffer. "Inoltre, studi come questo sono di fondamentale importanza in quanto combinano insieme molteplici sfaccettature delle geoscienze per dare un'interpretazione molto più solida".

La ricerca fa parte di un importante programma di collaborazione tra la U of A e la China University of Geosciences (Pechino).

"Questa collaborazione serve a esplorare le origini e l'evoluzione delle radici profonde dei continenti e le loro implicazioni per la creazione dei giacimenti minerari che l'umanità richiede, " ha detto Liu. "Il nostro obiettivo è continuare a capire meglio come questi eventi di ricratonizzazione concentrano i metalli preziosi nella crosta terrestre, e dove cercare nuovi giacimenti di diamanti."

Lo studio, "Ricratonizzazione guidata dal pennacchio del mantello litosferico continentale profondo, " è stato pubblicato in Natura .