Meccanico

Feb 27, 2024

Dem10/Jennifer Renteria, Smithsonian.

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La Terra, la nostra amata casa nel cosmo, vanta una caratteristica notevole che la distingue dai suoi pari planetari: i continenti e la loro altezza sul livello del mare. Queste colossali masse terrestri, brulicanti di vita e diversità, contribuiscono all’abitabilità unica del nostro pianeta. Tuttavia, le origini dei continenti della Terra, insieme alle loro proprietà distinte, hanno a lungo lasciato perplessi gli scienziati.

NASA

Ora, un nuovo studio di Elizabeth Cottrell, geologa ricercatrice e curatrice delle rocce presso il Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian, e Megan Holycross, assistente professore alla Cornell University, potrebbe averci avvicinato alla risoluzione di questo mistero.

Cioè, il loro studio, pubblicato su Science, sfida e sfata un’ipotesi popolare che cercava di spiegare perché la crosta continentale vanta un contenuto di ferro inferiore ed è più ossidata rispetto alla sua controparte oceanica. Questo è importante perché la mancanza di ferro è fondamentale perché gran parte della superficie del nostro pianeta si trova sopra il livello del mare, consentendo alla vita di prosperare sulla terra.

Per comprendere veramente l'impatto di questa ricerca sulla nostra comprensione delle origini continentali della Terra, Interesting Engineering (IE) ha intrapreso una conversazione illuminante con la stessa Elizabeth Cottrell.

"Tra i pianeti rocciosi del sistema solare interno, la crosta continentale è unica del pianeta Terra. È importante sottolineare che la crosta continentale ha concentrazioni inferiori dell'elemento ferro rispetto alla crosta oceanica", ha spiegato Cottrell a IE.

Ha descritto come questo fa sì che la crosta continentale sia meno densa e più galleggiante rispetto alla crosta oceanica, in modo tale da non riciclarsi facilmente all'interno della Terra quando le placche tettoniche della Terra si spostano.

"Di conseguenza, i continenti della Terra sono antichi - in alcuni luoghi superano i 4 miliardi di anni - e molto stabili rispetto alla crosta oceanica, che raramente sopravvive più di 200.000 anni prima di essere riciclata all'interno della Terra a causa della sua alta densità", lei ha aggiunto.

Ha anche spiegato che è più probabile che il ferro nella crosta continentale si trovi in ​​uno stato chimico ossidato rispetto al ferro nella crosta oceanica. Significativamente, i geologi hanno cercato a lungo di capire come si forma la crosta continentale ossidata e impoverita di ferro della Terra e perché non si forma su altri pianeti del nostro sistema solare.

"Nel nostro studio, ci siamo avvicinati alla comprensione dei meccanismi vitali che potrebbero operare per impoverire la crosta continentale di ferro", ha affermato Cottrell.

"Un'ipotesi popolare suggeriva che la cristallizzazione del minerale granato [un gruppo di minerali silicati e la pietra portafortuna di gennaio] dalla roccia fusa in profondità sotto la superficie terrestre potrebbe funzionare per estrarre il ferro."

Ha descritto come la rimozione di un minerale ricco di ferro dalla roccia fusa avrebbe come risultato che la roccia rimanente avrebbe meno ferro, rendendola simile alla crosta che forma i continenti. Questa ipotesi era allettante perché il ferro è presente in un minerale chiamato granato in due forme diverse: una con meno ossigeno (detta "ridotta") e una con più ossigeno (detta "ossidata").

Inoltre, ha sottolineato che se il granato rimuovesse selettivamente il tipo di ferro con meno ossigeno, non solo si otterrebbero rocce con meno ferro ma anche rocce con più ossigeno, soddisfacendo due caratteristiche cruciali della crosta continentale.

"Nel nostro laboratorio, abbiamo deciso di testare questa teoria. Abbiamo coltivato cristalli di granato minerale dalla roccia fusa ad alte pressioni e temperature in un dispositivo speciale chiamato pressa a pistone", ha detto. In questo modo, i ricercatori hanno tentato di replicare il calore intenso e la pressione della crosta terrestre in laboratorio.

Smithsonian

"Le presse a pistone e cilindro non sono in realtà molto high-tech: funzionano secondo lo stesso principio di un cric... In questo senso abbiamo alcune delle stesse competenze di un meccanico di automobili", ha aggiunto.

"Abbiamo quindi raffreddato la miscela così rapidamente che la chimica" si è congelata ", generando il granato minerale circondato da vetro che in precedenza era roccia fusa."