Un gruppo internazionale di ricerca ha scoperto un’importante connessione tra l’atmosfera primordiale della Terra e la chimica del mantello profondo, uno degli strati della Terra stessa. La ricerca condotta dagli esperti dell’Università di Portsmouth e dell’Università di Montpellier, rivela nuove nozioni sull’evoluzione della vita sulla Terra e sull’aumento dell’ossigeno nell’atmosfera. Gli esperti hanno esaminato i magmi che si sono sviluppati in antiche zone di subduzione nelle quali le porzioni della crosta terrestre sprofondano nel mantello, a partire da un momento cruciale nella storia della Terra: il Grande Evento di Ossidazione (GOE).
Questo fenomeno, che si pensa risalga tra 2,1 e 2,4 miliardi di anni fa, fu un intervallo di tempo in cui i livelli di ossigeno nell’atmosfera terrestre aumentarono in modo rapido e trasformarono la vita e gli ambienti sulla Terra. Ma fino ad oggi ci sono poche ricerche su come questi cambiamenti atmosferici abbiano lasciato il segno sul mantello terrestre. La ricerca, pubblicata sulla rivista “Nature Geoscience“, ha valutato il ruolo della tettonica a placche, ovvero il processo in cui il guscio esterno del nostro pianeta si muove e rimodella la sua superficie, nel ciclo e nello scambio di elementi tra l’atmosfera, la superficie terrestre e il mantello profondo.
Il fenomeno degli “aliti” di ossigeno
Nello studio sui magmi risalenti a prima e dopo il GOE, il gruppo di ricerca ha individuato una tendenza alla maggiore presenza di magmi più ossidati. Ciò è stato il risultato della profonda subduzione di sedimenti ossidati dalle montagne – sedimenti formati dagli agenti atmosferici e dall’erosione, che sono stati poi riciclati nel mantello tramite processi di subduzione, appunto. Questi “aliti” di ossigeno potrebbero aver trasformato il mantello contribuendo ad una maggiore ossidazione del magma calco-alcalino, creando un’alterazione della composizione della crosta continentale e portando alla formazione di depositi di minerali sulla Terra.
L’autore principale dello studio, il dottor Hugo Moreira dell’Università di Montpellier e ricercatore in visita presso l’Università di Portsmouth, ha affermato: “Con questi risultati, la nostra comprensione dell’antico “respiro” della Terra ha fatto un significativo passo avanti. Non solo fornisce informazioni cruciali sull’evoluzione geologica della Terra, ma fa anche luce su come le profondità della Terra e il suo mantello siano intimamente connessi ai cambiamenti atmosferici. Ci fornisce una migliore comprensione della relazione tra i serbatoi esterni e interni della Terra. Inoltre, solleva domande affascinanti sul ruolo che l’ossigeno ha avuto nel plasmare la storia del nostro pianeta e sulle condizioni che hanno aperto la strada alla vita come la conosciamo“.
Lo studio si è avvalso della tecnologia presso l’European Synchrotron Radiation Facility in Francia per esaminare lo stato dello zolfo nei minerali trovati nei cristalli di zircone di due miliardi di anni della cintura di Mineiro in Brasile. Gli esperti hanno scoperto che i minerali dei magmi che cristallizzavano prima del GOE avevano uno stato di zolfo ridotto. Ma dopo il GOE, questi hanno avuto una maggiore ossidazione.
La fugacità dell’ossigeno nel mantello della Terra
Il dottor Moreira ha spiegato: “La fugacità dell’ossigeno nel mantello, in termini semplici, è una misura della capacità dell’ossigeno di guidare le reazioni chimiche nei magmi ed è fondamentale per comprendere l’attività vulcanica e la formazione dei minerali.“. Il coautore dello studio, il professor Craig Storey, professore di geologia all’Università di Portsmouth, ha detto al riguardo: “Il nostro studio apre nuove entusiasmanti strade di ricerca, offrendo una comprensione più profonda dell’antico passato della Terra e della sua profonda connessione con lo sviluppo della nostra atmosfera. Ci sfida a riflettere sulle domande sull’evoluzione dei tipi di magma nel tempo e sull’intricata interazione tra la tettonica delle placche e i cicli atmosferici“. Il dottor Moreira ha spiegato: “Mentre continuiamo a sondare i misteri della storia geologica della Terra, una cosa è certa: c’è molto altro da scoprire sotto la superficie.“
