Nascita della vita sulla Terra: forse la tettonica a placche non ha avuto un ruolo cruciale

 

Nuova  scoperta contraddice le precedenti ipotesi sul ruolo della tettonica a placche mobili nello sviluppo della vita sul nostro pianeta.

 

La tettonica a placche, cioè il movimento di zolle sotto la superficie terrestre che genera fenomeni geologici come la deriva dei continenti e l’espansione dei fondali oceanici, è anche responsabile della formazione di catene montuose e della presenza sul nostro pianeta di eventi intermittenti come i terremoti e le eruzioni vulcaniche.

Consente inoltre al calore proveniente dall’interno della Terra di fuoriuscire in superficie, provvedendo a fornire le caratteristiche geologiche necessarie per far emergere la vita.

Di conseguenza, “si è ipotizzato che la tettonica a placche sia necessaria per la vita”, afferma John Tarduno, che insegna nel Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente dell’Università di Rochester. Ma una nuova ricerca mette in dubbio questa ipotesi.

Gli scienziati hanno infatti intrapreso un viaggio indietro nel tempo per svelare i misteri della storia antica della Terra, usando minuscoli cristalli minerali chiamati zirconi per studiare la tettonica a placche miliardi di anni fa.

La ricerca fa luce sulle condizioni che esistevano nella Terra primordiale, rivelando una complessa interazione tra la crosta terrestre, il nucleo e l’emergere della vita.

Tarduno, William R. Kenan, Jr. Professor of Geophysics, sonoautori di un articolo pubblicato su Nature che esamina la tettonica a placche 3,9 miliardi di anni fa, quando gli scienziati ritengono che le prime tracce di vita siano apparse sulla Terra.

I ricercatori hanno scoperto che la tettonica a placche mobili non si stava verificando durante questo periodo.

Invece, hanno scoperto che la Terra stava rilasciando calore attraverso un altro processo. I risultati indicano che, sebbene la tettonica a placche sia un fattore chiave per sostenere la vita sulla Terra, non è un requisito per la sua origine su un pianeta simile alla Terra.

“Abbiamo scoperto che non c’era tettonica a placche quando si pensava che la vita avesse avuto origine, e che non c’era tettonica a placche per centinaia di milioni di anni dopo”, dice Tarduno.

“I nostri dati suggeriscono che quando cerchiamo esopianeti che ospitano la vita, i pianeti non hanno necessariamente bisogno di avere tettonica a placche”.

I ricercatori non avevano originariamente deciso di focalizzarsi sulla tettonica a placche: “stavamo studiando la magnetizzazione degli zirconi perché stavamo studiando il campo magnetico terrestre”, dice Tarduno.

Gli zirconi sono piccoli cristalli contenenti particelle magnetiche che possono bloccare la magnetizzazione della Terra nel momento in cui gli zirconi si sono formati.

Datando gli zirconi, i ricercatori possono costruire una linea temporale che traccia lo sviluppo del campo magnetico terrestre.

La forza e la direzione del campo magnetico terrestre cambiano a seconda della latitudine. Ad esempio, il campo magnetico attuale è più forte ai poli e più debole all’equatore.

Armati di informazioni sulle proprietà magnetiche degli zirconi, gli scienziati possono dedurre le latitudini relative a cui si sono formati gli zirconi.

Cioè, se l’efficienza della geodinamo – il processo che genera il campo magnetico – è costante e l’intensità del campo cambia in un dato periodo, anche la latitudine alla quale si sono formati gli zirconi deve cambiare.

Ma Tarduno e il suo team hanno scoperto il contrario: gli zirconi che hanno studiato dal Sud Africa hanno indicato che durante il periodo da circa 3,9 a 3,4 miliardi di anni fa, la forza del campo magnetico non è cambiata, il che significa che anche le latitudini non sono cambiate.

Poiché la tettonica a placche include cambiamenti nelle latitudini di varie masse terrestri, dice Tarduno, “i movimenti tettonici delle placche probabilmente non si sono verificati durante questo periodo e ci deve essere stato un altro modo in cui la Terra stava generando il calore”.

Rafforzando ulteriormente le loro scoperte, i ricercatori hanno trovato gli stessi modelli negli zirconi che hanno studiato dall’Australia occidentale.

“Sembra che si siano formati alla stessa latitudine immutabile, il che rafforza la nostra tesi che non c’era movimento tettonico a placche che si verificava in quel momento”, dice Tarduno.

La Terra è un motore termico e la tettonica a placche è in definitiva il rilascio di calore dalla Terra. Ma le  crepe nella superficie terrestre sono un altro mezzo che consente al calore di fuoriuscire dall’interno del pianeta per formare continenti e altre caratteristiche geologiche.

La tettonica a placche coinvolge il movimento orizzontale e l’interazione di grandi placche sulla superficie terrestre.

Tarduno e i suoi colleghi riferiscono che, in media, le placche degli ultimi 600 milioni di anni si sono spostate di almeno 8.500 chilometri di latitudine.

Al contrario, la tettonica stagnante descrive come lo strato più esterno della Terra si comporta come un coperchio stagnante, senza movimento attivo delle placche orizzontali.

Invece, lo strato esterno rimane al suo posto mentre l’interno del pianeta si raffredda. Grandi pennacchi di materiale fuso provenienti dall’interno profondo della Terra possono causare la rottura dello strato esterno.

La tettonica stagnante non è efficace quanto la tettonica a placche nel rilasciare calore dal mantello terrestre, ma può comunque portare alla formazione di continenti.

La Terra è l’unico pianeta conosciuto a sperimentare la tettonica a placche: altri pianeti, come Venere, sperimentano la tettonica stagnante, dice Tarduno.

I ricercatori suggeriscono che la tettonica a placche potrebbe essere iniziata sulla Terra dopo 3,4 miliardi di anni, ma la comunità geologica è divisa su una data specifica.

“Pensiamo che la tettonica a placche, a lungo termine, sia importante per rimuovere il calore, generare il campo magnetico e mantenere l’abitabilità sul nostro pianeta”, dice Tarduno. “Ma, all’inizio, e un miliardo di anni dopo, i nostri dati indicano che non ne avevamo bisogno”.

 

 

Crediti: University of Rochester illustration / Michael Osadciw