Come ha fatto la Terra a formare i continenti? Gli scienziati sfatano una spiegazione popolare

Mar 12, 2024

WASHINGTON- Tutti sanno che sulla Terra ci sono sette continenti, ma come sono nati è ancora un mistero. Esistono molte teorie su come enormi pezzi della crosta del pianeta si siano staccati e siano saliti sopra il livello del mare, e alcune sono più popolari di altre. In un nuovo studio, i geologi sfatano una delle spiegazioni più comuni sul perché esista la terraferma.

Nel 2018, gli scienziati hanno proposto che la crosta continentale della Terra provenisse dalla cristallizzazione del minerale granato. La cristallizzazione del granato nei vulcani ha rimosso il ferro non ossidato dalle placche terrestri. Allo stesso tempo, toglierebbe il ferro dal magma fuso e lo lascerebbe più ossidato. Il risultato finale è una terra con un basso contenuto di ferro rispetto alla crosta oceanica. I continenti sono diventati meno densi e abbastanza galleggianti da adagiarsi sul mantello del pianeta. La teoria suggerisce che la differenza di densità spiega perché i continenti si innalzano abbastanza in alto da avere terraferma mentre le croste oceaniche sono sott’acqua.

Per Elizabeth Cottrell, geologa ricercatrice e curatrice delle rocce presso il Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian, la teoria non quadrava.

"Sono necessarie pressioni elevate per rendere stabile il granato, e questo magma a basso contenuto di ferro si trova in luoghi dove la crosta non è così spessa e quindi la pressione non è molto alta", afferma Cottrell in un comunicato stampa.

Lo stesso anno in cui fu annunciata questa teoria, Cottrell e il suo team la testarono. Volevano vedere se fosse davvero necessario che il granato si cristallizzasse nei vulcani nel processo di creazione della crosta continentale. I ricercatori hanno simulato l’enorme pressione e temperatura che si troverebbero sotto i vulcani dell’arco continentale utilizzando una macchina chiamata pressa cilindro-pistone. Lo strumento ha le dimensioni di un mini-frigorifero ed è estremamente spesso, con acciaio resistente e carburo di tungsteno.

La forza di un grande ariete idraulico ha creato un'alta pressione su minuscoli campioni di roccia. La pressione variava da 1,5 a 3 gigapascal, ovvero 8.000 volte la pressione all’interno di una lattina di soda. Successivamente, hanno utilizzato isolanti elettrici e termici e una fornace attorno alle rocce per ricreare il calore che ci si aspetterebbe di trovare in un vulcano. Le temperature durante i 13 esperimenti sono andate da 1.742°F a 2.246°F.

Il minerale granato proviene dalla National Rock Collection dello Smithsonian Museum. Infine, gli autori hanno utilizzato fasci di raggi X ad alta energia per eseguire una tecnica chiamata spettroscopia di assorbimento dei raggi X. Ciò consente agli scienziati di conoscere la struttura e la composizione dei materiali in base al modo in cui assorbono i raggi X. In questo scenario, il team si è concentrato sulle concentrazioni di ferro ossidato rispetto a quello non ossidato.

Il loro esperimento ha mostrato che i granati non avevano abbastanza ferro non ossidato dai campioni di roccia per contribuire ai livelli di esaurimento del ferro e di ossidazione nei magmi che formano gli elementi costitutivi dei continenti della Terra.

"Questi risultati rendono il modello della cristallizzazione del granato una spiegazione estremamente improbabile del motivo per cui i magmi dei vulcani dell'arco continentale sono ossidati e impoveriti di ferro", afferma Cottrell. “È più probabile che le condizioni nel mantello terrestre al di sotto della crosta continentale stiano creando queste condizioni ossidate”.

Sfatata la teoria, rimane una domanda. Cosa ha causato l’esaurimento del ferro che ha modellato la composizione dei continenti che conosciamo oggi? Questa rimane una domanda senza risposta, ma Cottrell ha una teoria. Lei suggerisce che lo zolfo ossidato potrebbe ossidare il ferro.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Science.

Circa l'autore

Jocelyn è una giornalista scientifica con sede a New York il cui lavoro è apparso su Discover Magazine, Health e Live Science, tra le altre pubblicazioni. Ha conseguito un Master in Psicologia con specializzazione in neuroscienze comportamentali e una laurea in neuroscienze integrative presso la Binghamton University. Jocelyn ha riferito su diversi argomenti medici e scientifici che vanno dalle notizie sul coronavirus alle ultime scoperte sulla salute delle donne.

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