Circa 700 milioni di anni fa, la Terra si raffreddò così tanto che gli scienziati credono che enormi lastre di ghiaccio avvolsero l’intero pianeta come una gigantesca palla di neve. Questo congelamento globale profondo, noto come Terra di Neve, durò per decine di milioni di anni. Eppure, miracolosamente, la vita primordiale non solo resistette, ma prosperò.
Quando il ghiaccio si sciolse e il terreno si scongelò, emerse la vita multicellulare complessa, portando infine alla formazione di forme di vita che riconosciamo oggi. L’ipotesi della Terra di Neve si basa principalmente su prove provenienti da rocce sedimentarie esposte in aree che un tempo erano lungo le coste e i mari bassi, nonché su modelli climatici.
Le prove fisiche che le lastre di ghiaccio coprivano l’interno dei continenti nelle regioni calde equatoriali erano sfuggite agli scienziati fino ad ora. In una nuova ricerca pubblicata nei Proceedings of the National Academy of Sciences, il nostro team di geologi descrive il collegamento mancante, trovato in un insolito arenaria ciottolosa incapsulata nel granito che forma il Pikes Peak del Colorado.
Risolvere un mistero della Terra di Neve su una montagna
Il Pikes Peak, originariamente chiamato Tavá Kaa-vi dal popolo Ute, presta il suo nome ancestrale, Tava, a queste rocce notevoli. Sono composte da iniezioni di sabbia solidificate, che si sono formate in modo simile a un’iniezione medica quando un fluido ricco di sabbia è stato spinto nella roccia sottostante.
Una possibile spiegazione per la creazione di queste enigmatiche arenarie è l’immensa pressione di una lastra di ghiaccio della Terra di Neve sovrastante che ha spinto il sedimento mescolato con l’acqua di fusione nella roccia indebolita sottostante.
Un ostacolo per testare questa idea, tuttavia, è stata la mancanza di un’età delle rocce per rivelare quando le giuste circostanze geologiche esistevano per l’iniezione di sabbia. Abbiamo trovato un modo per risolvere quel mistero, utilizzando vene di ferro trovate insieme alle iniezioni di Tava, vicino al Pikes Peak e altrove nel Colorado.
I minerali di ferro contengono quantità molto basse di elementi radioattivi naturalmente presenti, tra cui l’uranio, che decade lentamente all’elemento piombo a un tasso noto. I recenti progressi nella datazione radiometrica basata su laser ci hanno permesso di misurare il rapporto tra isotopi di uranio e piombo nel minerale di ossido di ferro ematite per rivelare da quanto tempo fa si sono formate i singoli cristalli.
Le vene di ferro sembrano essersi formate sia prima che la sabbia fosse iniettata nel substrato roccioso del Colorado: abbiamo trovato vene di ematite e quarzo che tagliavano sia le faglie di Tava che venivano tagliate dalle faglie di Tava. Ciò ci ha permesso di stabilire un intervallo di età per le iniezioni di sabbia, che devono essersi formate tra 690 milioni e 660 milioni di anni fa.
Quindi, cosa è successo?
Il periodo di tempo significa 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 sconvolgimenti climatici e interruzioni della vita sul nostro pianeta, compresa la Terra di Neve.
Mentre le cause del freddo estremo in quel periodo sono oggetto di dibattito, le teorie prevalenti coinvolgono cambiamenti nell’attività delle placche tettoniche, compresa la liberazione di particelle nell’atmosfera che riflettevano la luce solare lontano dalla Terra. Alla fine, un accumulo di biossido di carbonio da degassamento vulcanico potrebbe aver riscaldato nuovamente il pianeta.
Il Tava trovato sul Pikes Peak si sarebbe formato vicino all’equatore nel cuore di un antico continente chiamato Laurentia, che gradualmente nel tempo e lungo cicli tettonici si è spostato nella sua attuale posizione settentrionale nell’America del Nord oggi.
L’origine delle rocce di Tava è stata oggetto di dibattito per oltre 125 anni, ma la nuova tecnologia ci ha permesso di collegarle in modo conclusivo al periodo della Terra di Neve del Criogeniano per la prima volta.
Lo scenario che immaginiamo per come è avvenuta l’iniezione di sabbia assomiglia a questo: una gigantesca lastra di ghiaccio con aree di riscaldamento geotermico alla sua base ha prodotto acqua di fusione, che si è mescolata con il sedimento ricco di quarzo sottostante. Il peso della lastra di ghiaccio ha creato immense pressioni che hanno spinto questo fluido sabbioso nella roccia che era già stata indebolita per milioni di anni.
Simile alla fratturazione idraulica per il gas naturale o il petrolio oggi, la pressione ha spaccato le rocce e ha spinto l’acqua di fusione sabbiosa all’interno, creando alla fine le iniezioni che vediamo oggi.
Indizi su un altro enigma geologico
Non solo i nuovi ritrovamenti rafforzano ulteriormente l’ipotesi globale della Terra di Neve, ma la presenza di iniezioni di Tava all’interno di rocce deboli e fratturate una volta sovrastate da lastre di ghiaccio fornisce indizi su altri fenomeni geologici.
I vuoti temporali nel registro delle rocce creati dall’erosione e noti come disconformità possono essere visti oggi negli Stati Uniti, più famosamente al Grand Canyon, dove in alcuni punti mancano oltre un miliardo di anni.
Le disconformità si verificano quando un periodo sostenuto di erosione rimuove e impedisce la formazione di nuovi strati di roccia, lasciando un contatto non conforme. I nostri risultati supportano che una Grande Disconformità vicino al Pikes Peak deve essere stata formata prima della Terra di Neve del Criogeniano.
Questo è in contrasto con le ipotesi che attribuiscono la formazione della Grande Disconformità all’erosione su larga scala delle lastre di ghiaccio della Terra di Neve stessa.
Speriamo che i segreti di queste sfuggenti rocce criogeniane in Colorado porteranno alla scoperta di ulteriori registri terrestri della Terra di Neve. Tali scoperte possono contribuire 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.
Liam Courtney-Davies, Ricercatore post-dottorato in Scienze geologiche, Università del Colorado Boulder; Christine Siddoway, Professore di Geologia, Colorado College, e Rebecca Flowers, Professore di Scienze geologiche, Università del Colorado Boulder
Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l’articolo originale.
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