L’antico supercontinente Rodinia si è capovolto quando la Terra ha inghiottito il proprio oceano circa 700 milioni di anni fa, suggerisce una nuova ricerca.
Rodinia era un supercontinente che ha preceduto il più famoso Pangea, che esisteva tra 320 milioni e 170 milioni di anni fa. In un nuovo studio, gli scienziati guidati da Zheng-Xiang Li della Curtin University di Perth, Australia, sostengono che i supercontinenti e i loro superoceani si formano e si rompono in cicli alternati che a volte conservano la crosta oceanica e a volte la riciclano di nuovo nell’interno della Terra.
“Suggeriamo che la struttura del mantello della Terra viene completamente riorganizzata solo ogni secondo supercontinente attraverso la rigenerazione di un nuovo superoceano e un nuovo anello di fuoco”, ha scritto Li in una e-mail a Live Science. L'”Anello di Fuoco” è una catena di zone di subduzione intorno al Pacifico, dove la crosta dell’oceano si macina sotto i continenti. Vulcani e terremoti sono frequenti intorno all’anello di fuoco, prestandogli il suo nome.
Storia profonda
La storia dei supercontinenti è un po’ oscura, ma i geologi sono sempre più convinti che i continenti si fondano in un’unica gigantesca massa terrestre ogni 600 milioni di anni, in media. Prima venne Nuna, che esisteva tra 1,6 miliardi e 1,4 miliardi di anni fa. Poi Nuna si separò, per poi fondersi come Rodinia circa 900 milioni di anni fa. La Rodinia si ruppe 700 milioni di anni fa. Poi, circa 320 milioni di anni fa, si formò Pangea.
Ci sono modelli nella circolazione del mantello (lo strato sotto la crosta terrestre) che sembrano corrispondere bene a questo ciclo di 600 milioni di anni, ha detto Li. Ma alcuni depositi di minerali e d’oro e le firme geochimiche nella roccia antica si ripresentano in un ciclo più lungo – uno che è più vicino al miliardo di anni. In un nuovo documento nel numero di aprile della rivista Precambrian Research e appena pubblicato online, Li e i suoi colleghi sostengono che la Terra ha in realtà due cicli concomitanti: un ciclo dei supercontinenti lungo 600 milioni di anni e un ciclo dei superoceani lungo miliardi di anni. Ogni supercontinente si rompe e si riforma con due metodi alternati, ipotizzano i ricercatori.
Un modello alternato?
I due metodi sono chiamati “introversione” ed “estroversione”. Per capire l’introversione, immaginate un supercontinente circondato da un unico superoceano. Il continente comincia a dividersi in pezzi separati da un nuovo oceano interno. Poi, per qualche motivo, iniziano processi di subduzione in questo nuovo oceano interno. In questi punti infuocati, la crosta oceanica si immerge nuovamente nel mantello caldo della Terra. L’oceano interno viene masticato di nuovo all’interno del pianeta. I continenti si riuniscono di nuovo. Voilà – un nuovo supercontinente, circondato dallo stesso vecchio superoceano che c’era prima.
L’estroflessione, invece, crea sia un nuovo continente che un nuovo superoceano. In questo caso, un supercontinente si spacca, creando quell’oceano interno. Ma questa volta la subduzione non avviene nell’oceano interno, ma nel superoceano che circonda il supercontinente in frattura. La Terra inghiotte il superoceano, trascinando la crosta continentale alla deriva intorno al globo. Il supercontinente si capovolge essenzialmente: Le sue ex linee costiere si scontrano per formare il suo nuovo centro, e il suo centro lacerato è ora la costa. Nel frattempo, l’oceano che una volta era interno è ora un superoceano nuovo di zecca che circonda il nuovo supercontinente.
Li e i suoi colleghi hanno usato la modellazione per sostenere che negli ultimi 2 miliardi di anni, introversione ed estroversione si sono alternate. In questo scenario, il supercontinente Nuna si è rotto e poi ha formato Rodinia attraverso l’introversione. Il superoceano di Nuna è così sopravvissuto per diventare il superoceano di Rodinia, che gli scienziati hanno soprannominato Mirovoi. Nuna e Rodinia avevano configurazioni simili, ha detto Li, il che rafforza l’idea che Nuna si sia semplicemente spezzata e poi tornata insieme.
Ma poi, la crosta oceanica di Mirovoi ha cominciato a subdurre. Rodinia si staccò mentre il suo superoceano scompariva. Si riunì sull’altro lato del pianeta come Pangea. Il nuovo oceano che si formò come Rodinia si spaccò, e poi divenne il superoceano di Pangea, conosciuto come Panthalassa.
Il futuro della Terra
Pangea, naturalmente, si spaccò per diventare i continenti che conosciamo oggi. I resti di Panthalassa sopravvivono come crosta oceanica del Pacifico.
Gli ultimi 2 miliardi di anni di storia ipotizzati nella nuova ricerca sono plausibili, ha detto Mark Behn, un geofisico del Boston College e del Woods Hole Oceanographic Institution, che studia la storia profonda della Terra ma non è stato coinvolto nella nuova ricerca. Tuttavia, è difficile sapere se i cicli studiati rappresentano un vero, fondamentale modello.
“Hai solo tre iterazioni, quindi stai cercando di estrapolare tendenze da non molti cicli”, ha detto Behn.
Se il modello alternato tiene, Li ha detto, il prossimo supercontinente si formerà per introversione. Gli oceani interni creati dal rifting di Pangea – l’Atlantico, l’Indiano e l’Oceano meridionale – si chiuderanno. Il Pacifico si espanderà per diventare il singolo superoceano del nuovo continente. Gli scienziati chiamano questo teorico futuro supercontinente Amasia. (In questo momento, il Pacifico si sta effettivamente restringendo leggermente per subduzione, ma questo modello potrebbe continuare o meno per centinaia di milioni di anni). I modelli che tentano di combinare i movimenti dei continenti della Terra con le dinamiche interne del mantello potrebbero aiutare a determinare se i metodi di assemblaggio introversione/estroversione sono realistici, ha detto Li. I metodi usati da Li e dai suoi colleghi, che hanno coinvolto lo studio dei modelli di variazione molecolare nelle rocce antiche, sono probabilmente sulla strada giusta per affrontare queste domande fondamentali della tettonica a placche, ha detto Behn.
In definitiva, Behn ha detto, la questione si riduce a ciò che guida la tettonica a placche. Nessuno sa cosa innesca l’inizio della subduzione in un particolare luogo e tempo, ha detto. C’è persino un dibattito su quando le placche della Terra hanno iniziato a muoversi. Alcuni scienziati pensano che la tettonica a placche sia iniziata subito dopo la formazione della Terra. Altri pensano che sia iniziata 3 miliardi, 2 miliardi o un miliardo di anni fa.
“I dati per queste cose stanno appena diventando maggiorenni”, ha detto Behn, “e solo ora siamo in grado di iniziare a mettere insieme i pezzi.”
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Originariamente pubblicato su Live Science.
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