Durante l’Eone Archeano, che va da quattro a 2,5 miliardi di anni fa, si è formata gran parte della crosta “nuova” della Terra, caratterizzata da una particolare associazione di tre tipi di rocce granitoidi: tonalite, trondhjemite e granodiorite (TTG). Comprendere la composizione di queste rocce e dei magmi da cui si sono formate è stato difficile a causa dei numerosi processi geologici che si sono verificati tra il loro iniziale scioglimento e la cristallizzazione finale. I ricercatori precedenti si sono concentrati sulla composizione degli elementi in traccia di queste rocce, sperando di trovare indizi sui magmi TTG e sulla loro origine.
Il dottor Matthijs Smit, professore associato e titolare della cattedra di ricerca del Canada presso il Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Oceano e dell’Atmosfera dell’Università della British Columbia (UBC), ha dichiarato: “Abbiamo seguito un insieme specifico di elementi in traccia che non sono influenzati dall’alterazione e conservano in modo pristino le firme del magma originale che ha formato la nuova crosta TTG”. Questi elementi hanno permesso ai ricercatori di risalire attraverso i cambiamenti chimici che i magmi TTG subiscono e tracciare le composizioni del magma fino al loro stato iniziale e alla loro fonte, molto probabilmente una sorta di gabbro.
Curiosamente, molte persone hanno varietà di questo tipo di roccia come piano di lavoro in cucina. In un certo senso, molte persone stanno preparando la cena su un tipo di roccia che è stato responsabile della formazione dei nostri continenti moderni.
La crosta TTG dell’Archeano è ancora parte dei continenti oggi. Ad esempio, in Nord America, costituiscono gran parte dell’interno canadese tra la catena montuosa della Cordigliera a ovest e le catene montuose di Grenville e degli Appalachi a est. La maggior parte dell’Ontario, del Quebec, del Manitoba, del Saskatchewan, dei Territori del Nord-Ovest e del Nunavut è composta da frammenti di crosta archeana dominati da TTG e dalle loro controparti granitiche leggermente più giovani ed evolute.
Il dottor Smit afferma: “Tutte queste rocce, e soprattutto la loro combinazione, possono essere spiegate dal modello che presentiamo. Il nostro è un modello semplice in cui i TTG, così come le rocce più giovani tipicamente associate ai TTG, sono il risultato della lenta sepoltura, ispessimento e fusione della crosta precursore che probabilmente assomigliava agli altopiani oceanici. La crosta continentale era destinata a svilupparsi nel modo in cui lo ha fatto, perché continuava ad essere sepolta ulteriormente e le rocce alla sua base non avevano altra scelta se non quella di fondere. Facendo ciò, hanno prodotto i TTG che si sono rivelati una ricetta vincente per la sopravvivenza e la crescita dei continenti”.
La scoperta dei ricercatori dell’UBC di un meccanismo ”intra-crostale” autonomo per produrre i TTG sfata la teoria consolidata secondo cui i TTG dell’Archeano si formano nelle prime zone di subduzione della Terra e segnano l’inizio della tettonica a placche.
Il dottor Smit spiega: ”C’è sempre stata una domanda di tipo ‘chi è nato prima, l’uovo o la gallina’ su cosa sia venuto per primo: l’inizio della tettonica a placche o il magmatismo TTG per formare la nuova crosta continentale. Noi dimostriamo che queste cose potrebbero in realtà non essere direttamente correlate. Il riconoscimento del tipo di roccia sorgente rende possibile questo salto e toglie anche la necessità di avere altri meccanismi, come l’impatto di meteoriti, per spiegare la crescita dei primi veri continenti”.
Lo studio del dottor Smit e del suo team basato all’UBC ha utilizzato dati da tutti i campioni di TTG mai analizzati, campioni provenienti da frammenti cratonici archeani esposti in tutto il mondo e analizzati dai ricercatori negli ultimi 30 anni. Questo ha permesso al dottor Smit e al suo team di filtrare le anomalie locali e i problemi analitici e ottenere le effettive tendenze nella composizione che le rocce catturano. Lo studio ha utilizzato un enorme volume di dati, ora disponibili nel repository di dati geochimici open-source Geochemistry of Rocks of the Oceans and Continents ospitato dalla Georg-August-Universität di Göttingen.