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La crosta terrestre è più antica di quanto si credesse

Parlando dei primi “attimi” di vita del nostro pianeta è difficile fornire dati (e date) certi. Resti di quel tempo sono molto rari: 4,5 miliardi di anni fa la Terra era un globo di materiale quasi completamente fuso, ad alta temperatura e solo debolmente differenziato in un nucleo di elementi pesanti, un mantello e una sottile crosta. Orbitava in un sistema solare che era ancora poco più di un disco protoplanetario di frammenti e polveri.

Immagine di microscopio a falsi colori di uno zircone con 4 miliardi di anni. Di: John Valley.

Immagine di microscopio a falsi colori di uno zircone con 4 miliardi di anni. Di: John Valley

La Luna si stava per formare: la teoria più accreditata fa risalire la sua formazione a un impatto di enormi proporzioni tra la Terra e Theia, un corpo delle dimensioni di Marte originario dello stesso sistema. Dopodiché il pianeta si sarebbe gradualmente raffreddato, durante i successivi 600 milioni di anni, differenziandosi nuovamente e dando origine alla crosta che si sarebbe poi sviluppata fino a diventare più simile a quella che conosciamo oggi.

Tuttavia, anche se simile, nel corso dei miliardi di anni la crosta del nostro pianeta si è rinnovata più volte, andando a mescolarsi al mantello nelle zone di subduzione, formandosi negli oceani, deformandosi nella compressione del sollevamento di una catena montuosa.

Alcune delle rocce più antiche che possiamo trovare sul nostro pianeta sono nell’ovest dell’Australia, un’area particolarmente stabile e che si è potuta mantenere tale per più di 4 miliardi di anni.

Il gruppo di ricercatori guidato da John W. Valley, della University of Wisconsin, ha analizzato alcuni campioni contenenti cristalli di zircone provenienti da questo affioramento. Lo zircone, pur avendo una formula chimica semplice rispetto a molti altri minerali, riesce ad accogliere nel proprio reticolo cristallino una notevole quantità di elementi detti incompatibili, che cioè non andrebbero a formare nessun minerale, come ad esempio l’uranio.

L’elemento che si usa in questo tipo di datazioni è il piombo. Questo elemento ha un isotopo radiogenico, che si origina cioè per decadimento radioattivo dell’uranio dopo una serie di reazioni a catena che passano anche dal torio, a mano a mano che l’atomo perde neutroni cercando di raggiungere la stabilità. Per stimare un’età si misura la proporzione tra il piombo già presente e il piombo di origine radiogenica, più recente.

Una datazione di questi campioni era già stata effettuata con risultati che erano stati contestati ma, con questo ultimo studio, nuovamente confermati: gli zirconi hanno un’età di circa 4,374 miliardi di anni.

Inoltre, la cristallizzazione al bordo di questi cristalli indica un periodo di riscaldamento che può essere confermato dalla presenza di rocce di origine ignea e della stessa età affioranti nella stessa area. Anche le analisi sugli isotopi dell’ossigeno sono coerenti con questa datazione, messi in relazione con altri zirconi Adeani (l’Adeano è il periodo – o, meglio, eone – corrispondente ai primi seicento milioni di anni di storia terrestre). Quindi ogni dubbio sulla possibilità di avere valori non corretti e non affidabili è sciolto.

Un qualunque evento in grado di fondere l’intera crosta terrestre, quale il grande impatto che avrebbe dato origine alla Luna, non può essere successivo alla cristallizzazione di queste rocce, che altrimenti sarebbero andate perse.

Questi risultati fanno risalire il momento della formazione della crosta terrestre a circa 4,4 miliardi di anni fa, cioè solo 100 milioni di anni dopo la formazione del sistema Terra-Luna: la crosta terrestre è perciò più antica di quanto si credesse di ben 500 milioni di anni.

Giulia Pieraccini
23 marzo 2014


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Aggiunto in: Geologia

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