Oggi la crosta terrestre è sottoposta a un ciclo perpetuo: il magma si forma in profondità nel mantello e risale in superficie per formare roccia fusa, partecipando così alla formazione di nuova crosta continentale. I movimenti delle placche deformeranno questa crosta, mentre i processi di erosione riallineeranno e ridistribuiranno il materiale sedimentario in tutto il mondo. D’altro canto, le zone di subduzione permetterebbero alla crosta di essere riciclata nel mantello, portando alla produzione di magma. E il ciclo ricomincia.

Ciò avvenne circa 4 miliardi di anni fa, e se oggi le fasi sono ben definite, rimane una domanda senza risposta: come è iniziato questo ciclo?

Continenti risultanti dalla fusione della crosta basaltica primordiale?

L’analisi del piccolo minerale, lo zircone, ha permesso di determinare che la crosta primitiva era già presente più di 4 miliardi di anni fa. Tuttavia, le parti più antiche della crosta continentale conservate fino ad oggi risalgono “solo” all’era del Pleistocene (da 4,0 a 3,6 miliardi di anni fa). Pertanto non esiste più alcuna prova di questa prima crosta continentale. Pertanto è difficile sapere come si sia formato. I processi tettonici coinvolti nella formazione della moderna crosta continentale sono applicabili a questo periodo dell’alba della Terra? Niente è meno certo.

Se la crosta continentale odierna è composta principalmente da rocce felsiche, risultanti dalla parziale fusione del mantello superiore nel corso della subduzione, allora parti della crosta continentale risalenti a circa 4 miliardi di anni hanno una composizione molto diversa, indicando che i magmi venivano prodotti sotto Condizioni diverse e processi diversi. Questa crosta continentale primordiale è in realtà composta da tonalite e trondgemite. Studi precedenti indicano che queste rocce, che hanno un contenuto molto elevato di silice, si sono formate a seguito della fusione parziale di una crosta primaria di composizione mafica (basaltica), spessa da 25 a 50 km.

Cerca le condizioni all’origine di magmi molto specifici

Tuttavia, le circostanze e le cause di questa fusione parziale che ha causato il magma felsico sono rimaste poco chiare. Pertanto, i ricercatori hanno indagato su questo problema attraverso un’attenta analisi della composizione chimica di questa crosta continentale primordiale. La composizione chimica delle rocce può già essere considerata una firma, che consente di risalire ai processi minerali avvenuti durante la loro formazione. Ogni minerale ha una composizione chimica ben definita che acquisisce durante la sua formazione, che avviene entro uno specifico intervallo di pressione e temperatura.

Utilizzando campioni di roccia basaltica provenienti dall’altopiano oceanico di Ontung Java (che ha una composizione simile alla crosta originale) come punto di partenza, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti a pressioni comprese tra 1,2 e 1,4 gigapascal (che corrispondono a circa 40-50 km). . profondo), con lo scopo di riformare il magma con le caratteristiche della crosta continentale costituito da tonalite e trondgemite.

La prima tettonica a placche 4 miliardi di anni fa

Risultati pubblicati nel diario Scienze naturali della Terra, mostra che la sorgente magmatica della crosta tonalite-trondgemite non può essersi formata per semplice fusione parziale alla base di una spessa crosta mafica, e la formazione di alcuni minerali richiede pressioni maggiori (più di 50 km di profondità), ma con un gradiente geotermico relativamente basso. Tuttavia, questo ambiente geodinamico si incontra solo in un contesto specifico: il contesto della zona di subduzione.

Quindi, questa è un’altra conseguenza a favore dell’esistenza precoce di un primitivo meccanismo di subduzione. Solo questo meccanismo, di natura tettonica, è riuscito a generare il magma all’origine dei primi continenti.