Circa 550 milioni di anni fa, la Terra aveva un aspetto molto diverso da quello attuale. L’emisfero meridionale era dominato da un’enorme massa continentale unica, nota come Gondwana. L’esistenza di questo continente fu ipotizzata per la prima volta dal geologo austriaco Eduard Suess nel 1885, sulla base di un fossile vegetale unico scoperto inizialmente nella regione indiana del Gondwana. Successivamente, fossili analoghi vennero ritrovati in Australia, Africa, Antartide e Sud America, dimostrando che queste masse terrestri un tempo erano collegate tra loro. Tuttavia, negli ultimi anni, la classificazione del Gondwana come vero e proprio “supercontinente” è stata oggetto di un acceso dibattito scientifico
Un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Science Advances, contribuisce a risolvere la questione. Il team ha individuato una porzione della massa continentale del Gondwana rimasta finora nascosta – attualmente sepolta sotto catene montuose – dimostrando che il continente era molto più esteso di quanto si pensasse in precedenza.
Cos’è un supercontinente?
Il concetto di supercontinente e di cicli dei supercontinenti è emerso a metà degli anni ’80, quando i geologi hanno iniziato a riconoscere variazioni cicliche del livello del mare su scala globale nelle registrazioni geologiche. Tali cicli risalgono ad almeno 2 miliardi di anni fa. Dagli anni ’80 a oggi sono stati identificati almeno quattro supercontinenti. Il più recente è la Pangea, formatasi tra 300 e 250 milioni di anni fa. Il Gondwana è il secondo più recente, risalente a un periodo compreso tra 550 e 500 milioni di anni fa. La Rodinia si formò circa un miliardo di anni fa, mentre il più antico supercontinente accertato è noto come Columbia (o Nuna) e si costituì tra i 2 miliardi e gli 1,6 miliardi di anni fa.
Tuttavia, nel XXI secolo, la classificazione del Gondwana come supercontinente è stata messa in discussione. Ciò è accaduto perché, per ottenere tale status, veniva richiesto un valore arbitrario pari al 75% della massa continentale complessiva, mentre le stime iniziali per il Gondwana si attestavano al 64%. La misurazione iniziale del Gondwana si basava su cinque frammenti continentali principali: India, Sud America, Africa, Australia e Antartide. Le misurazioni successive hanno incluso masse terrestri che si estendono dai Monti Appalachi (negli Stati Uniti) attraverso l’Europa meridionale fino a Turchia, Iran e Pakistan, per poi collegarsi all’India. Ciononostante, l’ulteriore massa continentale non è bastata a modificare la classificazione di Gondwana.
Le reali dimensioni di Gondwana
Come spesso accade nella scienza, la scoperta dei frammenti sepolti di Gondwana è avvenuta per caso. I ricercatori stavano raccogliendo un dataset globale di campioni di granito provenienti da tutto il mondo per comprendere il legame tra i processi crostali profondi e la formazione dei minerali. Parte di questa comprensione delle dinamiche profonde della Terra consisteva nel determinare l’età delle rocce da cui derivavano i graniti affioranti, oggi visibili in superficie.
La maggior parte dei graniti si forma dalla fusione di rocce continentali più antiche. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica specifica in grado di misurare la quantità di isotopi radioattivi presenti nelle rocce. Sebbene questa tecnica esista da diversi decenni, raramente i singoli dati ricavati dai campioni rocciosi vengono rappresentati su scala continentale. Gli autori del nuovo studio lo hanno fatto a livello globale per creare una mappa dell’età delle rocce profonde della Terra.
Per fare un esempio: mentre alcuni graniti dell’Himalaya si sono formati appena 20 milioni di anni fa, altri risalgono a 50 milioni di anni fa e altri ancora a 120 milioni di anni fa. Tuttavia, la nuova analisi ha rivelato che tutti i graniti himalayani provenivano da un unico blocco continentale comune. Quel blocco si formò tra i 700 e i 550 milioni di anni fa e faceva parte di Gondwana.
I ricercatori hanno tracciato i frammenti originari di Gondwana partendo dall’India e dal Sud-Est asiatico, attraversando gran parte della Cina fino ad arrivare in Kazakistan. In precedenza, si riteneva che gran parte di quest’area fosse costituita da antichi fondali oceanici, caratterizzati da catene di isole vulcaniche simili a quelle che oggi troviamo nell’Oceano Pacifico. È emerso invece che la maggior parte di questa regione – oggi montuosa e ricoperta da rocce più recenti – faceva originariamente parte di Gondwana. Questa scoperta estende la massa continentale di Gondwana a circa l’80% del totale. In altre parole, si trattava davvero di un supercontinente.
E se Gondwana fosse stato un supercontinente?
Il fatto che la Gondwana estesa fosse un vero supercontinente è importante, perché il mondo cambiò subito dopo la sua formazione. La formazione dei supercontinenti può influenzare le dinamiche globali, come il clima e i cambiamenti biologici, inclusa l’esplosione della vita sulla Terra avvenuta tra i 550 e i 500 milioni di anni fa. Molti modelli hanno attribuito l’esplosione del Cambriano – come è noto questo evento – a specifici fattori ambientali. Tuttavia, cambiamenti così profondi richiedevano una relazione di causa-effetto su scala globale. Anche in questo caso, mettere in relazione il clima globale, la biologia e la geologia è un’impresa ardua. Tuttavia, altri isotopi presenti nel carbonio, nell’ossigeno e nell’acqua marina registravano lo stesso cambiamento. Ci si trovava dunque di fronte a un paradosso da valutare alla luce delle nuove informazioni.
Durante la formazione del supercontinente Gondwana, avvenuta tra 750 e 550 milioni di anni fa, catene montuose paragonabili per dimensioni all’Himalaya ne attraversavano l’estesa superficie. Il Gondwana era una massa continentale completamente gelida e arida. Tuttavia, una volta che i frammenti continentali si aggregarono, la Terra dovette riconfigurare la propria tettonica a placche. Si formò una catena di archi vulcanici che circondava il supercontinente, estendendosi dalla Russia, attraverso Cina, Australia, Antartide e Sudafrica, fino alle Ande del Sud America. Questo arco vulcanico attorno al Gondwana fu il precursore dell’odierna Cintura di Fuoco che circonda l’Oceano Pacifico. Presentava inoltre una lunghezza simile: quasi 35.000km.
Proprio come accade oggi, questo antico anello di fuoco era associato a costanti eruzioni vulcaniche. Esso rilasciava enormi quantità di gas vulcanici, in particolare vapore acqueo e anidride carbonica. Si stima che le attuali emissioni gassose dei vulcani ammontino a 1-4 milioni di tonnellate di vapore acqueo e a 150.000-370.000 tonnellate di anidride carbonica al giorno; la maggior parte di tali emissioni proviene proprio dalla Cintura di Fuoco. Una volta formatosi l’anello di fuoco del Cambriano, l’enorme quantità di gas emessa quotidianamente nell’arco di 50 milioni di anni contribuì a trasformare il clima terrestre da una condizione di “Terra a ghiacciaia” a una di “Terra a serra“. Così facendo, agì da catalizzatore per la prima grande proliferazione della vita sul pianeta Terra.
Vuoi ricevere le notifiche sulle nostre notizie più importanti?