Dicembre 3, 2021

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I primi continenti sono balzati sulla superficie della Terra 500 milioni di anni prima di quanto si pensasse

La maggior parte delle persone sa che le masse terrestri su cui tutti viviamo costituiscono solo il 30% della superficie terrestre e il resto è coperto dagli oceani.

L’emergere dei continenti è stato un momento cruciale nella storia della vita sulla Terra, anche perché è l’umile dimora della maggior parte degli umani. Ma non è ancora chiaro esattamente quando queste masse continentali siano apparse per la prima volta sulla Terra e quali processi tettonici le abbiano create.

la nostra ricerca, pubblicato in un Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze, l’età delle rocce è stimata dalle parti continentali più antiche (chiamate kraton) in India, Australia e Sud Africa. Le sabbie che hanno creato queste rocce un tempo formavano alcune delle prime spiagge del mondo.

Concludiamo che i primi grandi continenti si stavano facendo strada sul livello del mare circa 3 miliardi di anni fa, molto prima dei 2,5 miliardi di anni stimati da ricerche precedenti.

Spiaggia di 3 miliardi di anni

Quando i continenti si elevano al di sopra degli oceani, iniziano a erodere. Il vento e la pioggia rompono le rocce in granelli di sabbia, che vengono trasportati a valle dai fiumi e si accumulano lungo le coste per formare spiagge.

Questi processi, che oggi possiamo osservare in azione durante una gita al mare, sono in atto da miliardi di anni. Analizzando la documentazione rocciosa alla ricerca di segni di antichi sedimenti sulla spiaggia, i geologi possono studiare gli episodi di formazione dei continenti avvenuti in un lontano passato.

formazioni di arenaria zircone

A sinistra: formazioni di arenaria (con regolo di misurazione); A destra: micrografie di grani di zircone. Credito: autore fornito

Il Singbhum Craton, un antico pezzo di crosta continentale che costituisce le parti orientali del subcontinente indiano, contiene diverse antiche formazioni di arenaria. Questi strati erano originariamente formati dalla sabbia depositata nelle spiagge, negli estuari e nei fiumi, che veniva poi sepolta e compressa in rocce.

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Abbiamo determinato l’età di questi depositi studiando i grani microscopici di un minerale chiamato zircone, che è conservato all’interno di queste arenarie. Questo metallo contiene tracce di uranio, che molto lentamente si trasforma in piombo tramite decadimento radioattivo. Questo ci permette di stimare l’età di questi grani di zircone, utilizzando una tecnica chiamata Storia con proiettili all’uranio, che ben si presta alla datazione di rocce molto antiche.

I grani di zircone rivelano che le arenarie di Singbhum sono state depositate circa 3 miliardi di anni fa, rendendole tra i più antichi depositi di spiaggia del mondo. Ciò indica anche l’emergere di una massa continentale continentale in quella che oggi è l’India almeno 3 miliardi di anni fa.

È interessante notare che rocce sedimentarie di circa questa età sono presenti anche nei più antichi cratoni dell’Australia (Pilbara Welgarn Craton) e del Sud Africa (Kapval Craton), indicando l’emergere di molte masse continentali in tutto il mondo in questo momento.

alzati al di sopra di esso

In che modo i continenti rocciosi si sono innalzati al di sopra degli oceani? La caratteristica unica dei continenti è la loro crosta spessa e galleggiante, che consente loro di galleggiare sul mantello terrestre, proprio come un tappo di sughero nell’acqua. Come gli iceberg, la parte superiore dei continenti con crosta più spessa (di solito più di 45 km) sporge sopra l’acqua, mentre le masse continentali con croste più sottili di circa 40 km rimangono sommerse.

Quindi, se il segreto dell’ascesa dei continenti è dovuto al loro spessore, dobbiamo capire come e perché hanno iniziato a diventare più spessi in primo luogo.

roccia di galleggiamento del granito

Il granito è una delle rocce meno dense e più galleggianti (una matita graduata). Credito: autore fornito

La maggior parte degli antichi continenti, compreso il Singhbhum Craton, sono fatti di granito, che si è formato fondendo rocce preesistenti alla base della crosta. Nella nostra ricerca, abbiamo scoperto che i graniti nel Singhbhum Craton si sono formati a profondità sempre maggiori da 3,5 a 3 miliardi di anni fa, il che significa che la crosta è diventata più spessa durante questa finestra temporale.

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Poiché il granito è uno dei tipi di rocce meno densi, l’antica crosta del Singbhum Craton è diventata più galleggiante con l’aumentare dello spessore. Calcoliamo che circa 3 miliardi di anni fa, la crosta continentale del Singhbhum Craton era cresciuta fino a una lunghezza di circa 50 chilometri, rendendola abbastanza galleggiante da iniziare a salire sul livello del mare.

L’emergere dei continenti ha avuto un profondo effetto sul clima, sull’atmosfera e sugli oceani della Terra primordiale. L’erosione di questi continenti avrebbe fornito nutrienti chimici per gli ambienti costieri in cui la vita fotosintetica era fiorente, con conseguente Un’impennata nella produzione di ossigeno E infine aiuta a creare atmosfera ricca di ossigeno in cui prosperiamo oggi.

L’erosione dei primi continenti avrebbe anche aiutato a sequestrare l’anidride carbonica dall’atmosfera, portando a un raffreddamento globale della Terra primordiale. Si verificano infatti anche i depositi glaciali più antichi Appare nel record geologico Circa 3 miliardi di anni fa, poco dopo che i primi continenti sono emersi dagli oceani.

scritto da:

  • Priyadarshi Choudhary – Assegnista di ricerca post-dottorato, Monash University
  • Jack Mulder – Ricercatore associato, Università del Queensland
  • Oliver Nebel – Professore Associato, Monash University
  • Peter Cawood – Professore e ARC Laureate Fellow, Monash University

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