Perché la Terra è così ossigenata? Scoperto il nuovo collegamento "mantello".

Ruggine-9D/iStock

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Un team internazionale di scienziati ha recentemente scoperto una connessione significativa tra l’atmosfera primordiale della Terra e la chimica del suo mantello profondo.

Hanno raggiunto questo obiettivo studiando antichi magmi formatisi nelle zone di subduzione durante il Grande Evento di Ossidazione (GOE), avvenuto tra 2,1 e 2,4 miliardi di anni fa.

I risultati, pubblicati su Nature il 31 agosto, offrono spunti essenziali sull'evoluzione geologica della Terra e rivelano come le profondità della Terra e il suo mantello siano strettamente correlati ai cambiamenti nell'atmosfera.

L'atmosfera terrestre, sulla quale facciamo affidamento per respirare, è composta per il 21% da ossigeno. Ma vi siete mai soffermati a considerare dove e quando ha avuto origine questo elemento cruciale? Bene, è qui che entra in gioco questo recente studio.

“Con queste scoperte, 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 collegati ai cambiamenti atmosferici”, ha affermato in un comunicato stampa l’autore principale, il dottor Hugo Moreira dell’Università di Montpellier.

"Ci fornisce una migliore comprensione della relazione tra i serbatoi esterni e interni della Terra."

Inoltre, ha sottolineato che i risultati sollevano domande intriganti sul ruolo dell’ossigeno nel plasmare la storia della Terra e nel creare condizioni favorevoli alla vita come la conosciamo.

Una delle sue scoperte chiave ruota attorno al ruolo della tettonica a placche, il processo attraverso il quale il guscio esterno della Terra si sposta e rimodella la sua superficie.

Sebbene si sia imparato molto sugli effetti dei cambiamenti atmosferici, la comprensione del modo in cui questi cambiamenti hanno influenzato il mantello terrestre è rimasta relativamente inesplorata.

La ricerca mirava a colmare questa lacuna indagando l'intricata relazione tra l'interno profondo della Terra e l'atmosfera in evoluzione.

L'indagine ha coinvolto l'analisi di antichi magmi cristallizzati prima e dopo il GOE. Gli esperimenti del team hanno rivelato uno spostamento dai magmi con proprietà ridotte a quelli con livelli di ossidazione più elevati.

Hugo Moreira / Geoscienza della natura

Questa trasformazione, dicono, è stata guidata dalla profonda subduzione di sedimenti ossidati – resti di montagne che hanno subito agenti atmosferici ed erosione.

Questi sedimenti sono stati riciclati nel mantello terrestre attraverso processi di subduzione, creando di fatto un percorso attraverso il quale gli elementi atmosferici interagiscono con il mantello.

Le implicazioni di questa scoperta si estendono alla nostra comprensione dell’evoluzione geologica della Terra. Anche piccole fluttuazioni dei livelli di ossigeno durante il GOE potrebbero aver innescato un aumento dell’ossidazione di specifici tipi di magma.

Questo spostamento probabilmente ha contribuito a cambiamenti nella composizione della crosta continentale terrestre e ha avuto un ruolo nella formazione di preziosi depositi di minerali.

Il gruppo di ricerca ha utilizzato tecniche avanzate, inclusa l'analisi utilizzando la linea di luce ID21 presso l'impianto europeo di radiazione di sincrotrone in Francia.

Hanno esaminato gli stati dello zolfo all’interno dei minerali intrappolati nei cristalli di zircone di due miliardi di anni provenienti dalla cintura Mineiro del Brasile. Questi antichi cristalli fungevano da capsule del tempo, conservando indizi sul lontano passato della Terra.

Il team ha notato una chiara transizione: i minerali formati prima del GOE mostravano uno stato di zolfo ridotto, mentre quelli creati successivamente mostravano uno stato più ossidato.

Le implicazioni dello studio non si limitano alla sola comprensione scientifica. Apre nuove strade di ricerca, facendo luce sulla complessa relazione tra processi geologici e cambiamenti atmosferici.

Il coautore, il professor Craig Storey dell'Università di Portsmouth, ha sottolineato l'importanza dello studio, affermando che offre "una comprensione più profonda dell'antico passato della Terra e della sua profonda connessione con lo sviluppo della nostra atmosfera".