I crateri più antichi della Terra potrebbero fornire agli scienziati informazioni critiche sulla struttura della Terra primordiale e sulla composizione dei corpi nel sistema solare, nonché aiutare a interpretare i record dei crateri su altri pianeti. Ma i geologi non riescono a trovarli e potrebbero non essere mai in grado di farlo, secondo un nuovo studio. Lo studio è stato pubblicato sul Giornale dei pianeti di ricerca geofisicala rivista AGU per la ricerca sulla formazione e l’evoluzione dei pianeti, delle lune e degli oggetti del nostro Sistema Solare e oltre.
I geologi hanno trovato prove di impatti, come materiale espulso (materiale lanciato lontano dall’impatto), rocce fuse e minerali ad alta pressione risalenti a oltre 3,5 miliardi di anni fa. Ma i veri crateri di tanto tempo fa sono rimasti sfuggenti. Le più antiche strutture di impatto conosciute del pianeta, che è ciò che gli scienziati chiamano questi enormi crateri, hanno solo circa 2 miliardi di anni. Mancano due miliardi e mezzo di anni di megacrateri.
Il costante ticchettio del tempo e l’inesorabile processo di erosione sono responsabili del divario, secondo Matthew S. Huber, uno scienziato planetario dell’Università del Capo Occidentale in Sud Africa che studia le strutture di impatto e ha guidato il nuovo studio.
“È quasi un colpo di fortuna che le vecchie strutture che abbiamo siano preservate”, ha detto Huber. “Ci sono molte domande a cui saremmo in grado di rispondere se avessimo quei crateri più vecchi. Ma questa è la storia normale in geologia. Dobbiamo creare una storia da ciò che è disponibile.”
I geologi a volte possono individuare crateri nascosti e sepolti utilizzando strumenti geofisici, come l’imaging sismico o la mappatura gravitazionale. Una volta identificate le potenziali strutture di impatto, possono cercare i resti fisici del processo di impatto per confermarne l’esistenza, come materiale espulso e minerali da impatto.
La grande domanda per Huber e il suo team era quanto di un cratere può essere spazzato via dall’erosione prima che le ultime tracce geofisiche persistenti scompaiano. I geofisici hanno suggerito che 10 chilometri (6,2 miglia) di erosione verticale cancellerebbero anche le strutture di impatto più grandi, ma quella soglia non era mai stata testata sul campo.
Per scoprirlo, i ricercatori hanno scavato in una delle più antiche strutture da impatto conosciute del pianeta: il cratere Vredefort in Sud Africa. La struttura è larga circa 300 chilometri (186 miglia) e si è formata circa 2 miliardi di anni fa quando un impattore di circa 20 chilometri (12,4 miglia) di diametro si è schiantato contro il pianeta.
L’impattatore ha colpito con tale energia che la crosta e il mantello si sono sollevati nel punto in cui è avvenuto l’impatto, lasciando una cupola a lungo termine. Più lontano dal centro, creste di roccia sporgevano, minerali trasformati e roccia sciolta. E poi il tempo ha fatto il suo corso, erodendo circa 10 chilometri (6,2 miglia) dalla superficie in due miliardi di anni.
Oggi, tutto ciò che rimane in superficie è un semicerchio di basse colline a sud-ovest di Johannesburg, che segna il centro della struttura, e alcuni piccoli segni rivelatori di impatto. L’occhio di bue, causato dal sollevamento del mantello, compare nelle mappe gravitazionali, ma al di là del centro mancano prove geofisiche dell’impatto.
“Quel modello è una delle ultime firme geofisiche ancora rilevabili, e ciò accade solo per le strutture di impatto su larga scala”, ha affermato Huber. Poiché rimangono solo gli strati più profondi della struttura, le altre tracce geofisiche sono scomparse.
Ma va bene, perché Huber voleva sapere quanto fossero affidabili quegli strati profondi per la registrazione di antichi impatti sia dal punto di vista mineralogico che geofisico.
“L’erosione fa scomparire queste strutture dall’alto verso il basso”, ha detto Huber. “Quindi siamo partiti dal basso verso l’alto.”
I ricercatori hanno campionato le carote di roccia attraverso un transetto di 22 chilometri (13,7 miglia) e ne hanno analizzato le proprietà fisiche, cercando differenze di densità, porosità e mineralogia tra le rocce colpite e quelle non colpite. Hanno anche modellato l’evento dell’impatto e quali sarebbero stati i suoi effetti sulla fisica delle rocce e dei minerali e lo hanno confrontato con ciò che hanno visto nei loro campioni.
Ciò che hanno trovato non è stato incoraggiante per la ricerca dei crateri più antichi della Terra. Sebbene rimanessero alcuni minerali e fusione da impatto, le rocce nelle creste esterne della struttura Vredefort erano essenzialmente indistinguibili dalle rocce non da impatto intorno a loro se viste attraverso una lente geofisica.
“Non era esattamente il risultato che ci aspettavamo”, ha detto Huber. “La differenza, dove c’era, era incredibilmente attenuata. Ci è voluto un po’ per dare un senso ai dati. Dieci chilometri di erosione e tutte le prove geofisiche dell’impatto sono semplicemente scomparse, anche con i crateri più grandi”, confermando ciò che i geofisici avevano stimato in precedenza.
I ricercatori hanno catturato Vredefort appena in tempo; se si verifica molta più erosione, la struttura d’impatto scomparirà. Le probabilità di trovare strutture di impatto sepolte da oltre 2 miliardi di anni fa sono basse, ha detto Huber.
“Per avere un cratere da impatto Archeano preservato fino ad oggi, avrebbe dovuto sperimentare condizioni di conservazione davvero insolite”, ha detto Huber. “Ma poi, la Terra è piena di condizioni insolite. Quindi forse c’è qualcosa di inaspettato da qualche parte, e quindi continuiamo a cercare.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
