Circa 700 milioni di anni fa, la Terra si raffreddò così tanto che gli scienziati
hanno supposto che enormi calotte glaciali abbiano racchiuso l’intero pianeta come una gigantesca palla di neve. Questo congelamento globale profondo, noto come Snowball Earth, durò per decine di milioni di anni.
Snowball Earth: su cosa si è basata sino a oggi questa ipotesi
Eppure, miracolosamente, la vita primitiva non solo resistette, ma prosperò. Quando il ghiaccio si sciolse e il terreno si scongelò, emerse una vita multicellulare complessa, che alla fine portò alle forme di vita che conosciamo oggi.
L’ ipotesi della Snowball Earth si è basata in gran parte su prove provenienti da rocce sedimentarie esposte in aree che un tempo si trovavano lungo le coste e i mari poco profondi, nonché sulla modellazione climatica. Le prove fisiche che le calotte glaciali ricoprissero l’interno dei continenti nelle regioni equatoriali calde erano sfuggite agli scienziati, fino ad ora.
In una nuova ricerca, un team di geologi ha parlato dell’anello mancante, trovato in un’insolita arenaria ciottolosa incapsulata nel granito che forma il Pikes Peak in Colorado.
La ricerca
Pikes Peak, originariamente chiamata Tavá Kaa-vi dal popolo Ute, presta il suo nome ancestrale, Tava, a queste rocce notevoli. Sono composte da iniettiti di sabbia solidificata, che si sono formati in modo simile a un’iniezione medica quando un fluido ricco di sabbia è stato forzato nella roccia sottostante.
Una possibile spiegazione della formazione di queste enigmatiche arenarie è l’enorme pressione esercitata da una calotta glaciale sovrastante, detta Snowball Earth, che ha spinto i sedimenti mescolati all’acqua di disgelo nella roccia indebolita sottostante.
Un ostacolo alla verifica di questa idea, tuttavia, è stata la mancanza di un’età delle rocce che consentisse di stabilire quando esistessero le giuste circostanze geologiche per l’infiltrazione di sabbia. I ricercatori hanno trovato un modo per risolvere questo mistero, utilizzando le vene di ferro trovate lungo le iniettiti di Tava, vicino a Pikes Peak e altrove in Colorado.
I minerali di ferro contengono quantità molto basse di elementi radioattivi naturali, tra cui l’uranio, che decade lentamente nell’elemento piombo a una velocità nota. I recenti progressi nella datazione radiometrica basata sul laser hanno permesso di misurare il rapporto tra isotopi di uranio e piombo nell’ossido di ferro minerale ematite per rivelare quanto tempo fa si sono formati i singoli cristalli.
Sembra che le vene di ferro si siano formate sia prima che dopo l’iniezione di sabbia nel substrato roccioso del Colorado: il team ha trovato vene di ematite e quarzo che hanno entrambe tagliato le dighe di Tava e sono state tagliate trasversalmente dalle dighe di Tava. Questo cha permesso di determinare una fascia d’età per gli iniettiti di sabbia, che devono essersi formati tra 690 e 660 milioni di anni fa.
L’intervallo di tempo indica che queste arenarie si sono formate durante il periodo criogeniano, da 720 milioni a 635 milioni di anni fa. Il nome deriva da “nascita fredda” in greco antico ed è sinonimo di sconvolgimento climatico e di interruzione della vita sul nostro pianeta, inclusa la Snowball Earth.
Sebbene le cause scatenanti del freddo estremo di quel periodo siano ancora dibattute, le teorie prevalenti ipotizzano cambiamenti nell’attività delle placche tettoniche, tra cui il rilascio nell’atmosfera di particelle che riflettevano la luce solare lontano dalla Terra. Alla fine, un accumulo di anidride carbonica derivante dall’emissione di gas vulcanici potrebbe aver riscaldato nuovamente il nostro pianeta.
La Tava rinvenuta su Pikes Peak si sarebbe formata vicino all’equatore, nel cuore di un antico continente chiamato Laurentia, che nel corso del tempo e attraverso lunghi cicli tettonici si è gradualmente spostato fino a raggiungere la sua attuale posizione settentrionale nel Nord America. L’origine delle rocce di Tava è stata dibattuta per oltre 125 anni, ma la nuova tecnologia ci ha permesso per la prima volta di collegarle in modo definitivo al periodo della Snowball Earth criogeniana. Lo scenario che immaginiamo per come è avvenuta l’iniezione di sabbia è simile a questo:
Una gigantesca calotta glaciale con aree di riscaldamento geotermico alla base produceva acqua di scioglimento che si mescolava ai sedimenti ricchi di quarzo sottostanti. Il peso della calotta glaciale creò pressioni immense che spinsero questo fluido sabbioso verso il substrato roccioso, già indebolito nel corso di milioni di anni.
Similmente a quanto avviene oggi con il fracking per estrarre gas naturale o petrolio, la pressione ha frantumato le rocce e spinto dentro l’acqua di fusione sabbiosa, creando infine gli iniettiti che vediamo oggi.
Le nuove scoperte non solo rafforzano ulteriormente l’ipotesi globale della Snowball Earth, ma la presenza di iniettiti di Tava all’interno di rocce deboli e fratturate, un tempo ricoperte da calotte glaciali, fornisce indizi su altri fenomeni geologici.
I vuoti temporali nella registrazione delle rocce creati dall’erosione e denominati discordanze possono essere osservati oggi in tutti gli Stati Uniti, in particolare nel Grand Canyon, dove in alcuni punti manca più di un miliardo di anni di tempo. Le discordanze si verificano quando un periodo prolungato di erosione rimuove e impedisce la formazione di nuovi strati di roccia, lasciando un contatto discordante.
Conclusioni
I risultati supportano il fatto che una Grande Discordanza vicino a Pikes Peak deve essersi formata prima della Snowball Earth criogeniana. Questo è in contrasto con le ipotesi che attribuiscono la formazione della Grande Discordanza all’erosione su larga scala delle stesse calotte glaciali della Snowball Earth.
Gli studiosi auspicano che i segreti di queste elusive rocce criogeniane in Colorado portino alla scoperta di ulteriori registrazioni terrestri della Snowball Earth. Tali scoperte possono aiutare a sviluppare un quadro più chiaro del nostro pianeta durante gli estremi climatici e dei processi che hanno portato al pianeta abitabile su cui viviamo oggi.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.
