Gli agenti atmosferici e il seppellimento delle rocce nell'oceano potrebbero aver innescato le ere glaciali della Terra - Physics World

I geologi del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti hanno scoperto una connessione tra due importanti teorie sulla storia climatica a lungo termine della Terra. Il primo è che l’esposizione di rocce a rapida alterazione chiamate ofioliti è correlata al clima che diventa più freddo. La seconda è che man mano che le montagne vengono erose nel mare, il carbonio viene sepolto sott’acqua. Entrambi i fenomeni possono causare un raffreddamento su larga scala, e le scoperte del team del MIT suggeriscono che la combinazione non solo ha innescato le quattro principali ere glaciali nella storia della Terra, ma continua anche a raffreddare il pianeta oggi, fornendo un cuscinetto contro un clima in riscaldamento – anche se solo su una scala temporale di milioni di anni.

Le ofioliti sono frammenti della crosta oceanica terrestre che nel tempo sono stati sollevati in superficie dalla tettonica a placche. Una volta esposti all'atmosfera, questi frammenti si trasformano in rocce chiamate smectiti che alla fine si depositano sul fondo dell'oceano. Lì costituiscono ottime trappole per il carbonio grazie alla loro struttura a strati e piegata. Nel corso dei tempi geologici, queste rocce hanno quindi un effetto di raffreddamento globale, guidato dai ricercatori Oliver Jagoutz della Dipartimento di Scienze della Terra, dell'Atmosfera e del Pianeta del MIT dicono che potrebbero aver aiutato i ghiacciai a diffondersi sulla superficie del pianeta nell’era Paleozoica 541-252 milioni di anni fa.

I fogli di argilla si espandono e si separano

Per supportare questa congettura, il team ha analizzato la geochimica e la storia isotopica del carbonio degli scisti e dei calcari smectitici. "La struttura della smectite si forma prevalentemente quando i minerali poveri di alluminio (pirosseno e olivina) perdono i loro cationi nell'acqua piovana e nelle falde acquifere", spiega un membro del team Giosuè Murray. “I minerali che si formano hanno cariche di strato deboli (i minerali argillosi sembrano lunghi fogli piatti che interagiscono attraverso forze elettrostatiche). Le cariche dello strato debole fanno sì che gli strati di argilla si espandano e si separino, esponendo molta più area superficiale su cui il carbonio organico può legarsi”.

I ricercatori hanno studiato la formazione delle argille smectitiche per due ragioni. In primo luogo, non capivano perché il carbonio precipita principalmente fuori dall’oceano sotto forma di carbonato di calcio, anche se così tanti agenti atmosferici recenti si verificano nelle ofioliti ricche di magnesio situate ai tropici. "Esistono alcune teorie sul perché ciò accada, ma il destino del magnesio e il modo in cui si collega al raffreddamento non sono ben definiti", afferma Murray.

In secondo luogo, hanno letto nella letteratura di argille smectitiche trasportate geologicamente nell’isola di Luzon, che ora fa parte delle Filippine. Situata nel Mar Cinese Meridionale, Luzon è vulcanica e produce molta smectite ricca di magnesio, o mafica. La vicina isola di Taiwan, invece, è costituita in gran parte da antiche rocce metamorfiche e sedimentarie e produce altri minerali argillosi. "Abbiamo iniziato a unire i punti e a collegare queste rocce ofiolitiche mafiche alle sepolture organiche del passato", spiega Murray.

Mineralogia dell'argilla e clima

Collegare gli eventi tettonici alla mineralogia dell'argilla e al clima potrebbe essere una strada promettente per la ricerca futura, spiega Mondo della fisica. “Il seppellimento della materia organica libera ossigeno nell'atmosfera, per cui vale la pena considerare alcuni dei maggiori eventi climatici della storia della Terra, con un occhio alla mineralogia dei sedimenti che si depositarono, in particolare durante la cosiddetta grande ossidazione evento(i) e 'Terra palla di neve'", dice.

Il mistero di come le forme dolomitiche possano finalmente essere risolte

I risultati potrebbero anche avere implicazioni per la nostra comprensione del clima del primo Marte, poiché anche gran parte della superficie marziana è ricoperta di smectite. "Stiamo pensando attivamente a [come] queste argille ad alta superficie hanno interagito in passato", afferma Murray.

Tornando sulla Terra, i risultati sono i primi a dimostrare che la tettonica a placche può innescare ere glaciali attraverso la produzione di smectite che intrappola il carbonio, aggiunge. "Oggi, queste ofioliti si estendono dalla Papua Nuova Guinea fino all'India settentrionale, all'Iran, alla Turchia, alla Grecia e fino all'Italia", afferma Murray. “Vogliamo analizzare i sedimenti che si staccano dalle catene montuose in queste regioni del mondo e valutare il legame tra il tipo di roccia, la mineralogia dell’argilla e il ciclo del carbonio della Terra”.

Lo studio è dettagliato in Nature Geoscience.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/weathering-and-ocean-burial-of-rocks-could-have-triggered-earths-ice-ages/