Storia geologica, alla Terra manca un miliardo di anni: ora sappiamo perché

Se scendi nel Grand Canyon e ti metti a studiare i suoi strati, noti che a un certo punto le rocce smettono di avere senso. Sopra ci sono strati “vecchi” 520 milioni di anni. Sotto, direttamente, rocce che ne hanno quasi due miliardi. In mezzo: niente. Un vuoto nella storia geologica della Terra così vasto che ci entrerebbe comodamente tutta l’evoluzione dei mammiferi, la comparsa dei dinosauri e la loro estinzione. Abbiamo un libro che, sotto la copertina, ha tutti i capitoli centrali strappati.

Si chiama Great Unconformity, e dal 1869 (quando il geologo John Wesley Powell la notò per primo) è il mistero più irritante della geologia. Irritante perché non è un fenomeno locale: lo stesso buco compare ovunque nel mondo. Canada, Cina, Namibia, Europa. Come se il pianeta avesse deciso, in un momento preciso, di cancellare la propria memoria.

Il colpevole nella storia geologica che non ti aspetti

Per decenni, la spiegazione preferita era “cinematografica”: la Snowball Earth, l’ipotesi che circa 700 milioni di anni fa il pianeta si fosse trasformato in una gigantesca palla di ghiaccio. I ghiacciai avrebbero raschiato via chilometri di crosta terrestre come una spatola cosmica, trascinando tutto in mare. Una storia pulita, drammatica e soddisfacente.

Però è probabilmente sbagliata. O quantomeno molto incompleta.

Un team di geologi guidato da Rong-Ruo Zhan ha studiato cinque siti nel nord della Cina dove la Great Unconformity è esposta come una ferita aperta nel paesaggio: graniti di 2,18 miliardi di anni con sopra, direttamente, arenarie cambriane di 520 milioni di anni. Hanno usato più termometri geologici in parallelo (uranio-piombo su zirconi e monaziti, rubidio-stronzio su miche, elio su zirconi) per ricostruire quando quelle rocce antiche erano risalite verso la superficie, raffreddandosi man mano che l’erosione portava via ciò che stava sopra.

Il risultato è stato chiaro: la maggior parte del raffreddamento (e quindi dell’erosione) è avvenuta tra 2,1 e 1,6 miliardi di anni fa. Molto, molto prima della Snowball Earth.

E quindi? Se non sono stati i ghiacci, cos’è stato?

Columbia, il supercontinente dimenticato dalla storia geologica

Secondo lo studio pubblicato su PNAS, il colpevole ha un nome: Columbia (noto anche come Nuna). È il primo vero supercontinente della storia geologica terrestre, formatosi tra 2,1 e 1,8 miliardi di anni fa, quando enormi masse continentali si sono scontrate, hanno sollevato catene montuose e poi le hanno restituite all’erosione nel corso di centinaia di milioni di anni.

Il processo è stato lento, persistente e (geologicamente parlando) brutale. Le placche si scontravano, il basamento cristallino veniva spinto verso l’alto da profondità di circa 12 chilometri, e una volta esposto in superficie l’erosione faceva il resto.

Non è stato, dunque, un singolo evento catastrofico: è stato un processo tettonico che ha macinato crosta terrestre per 500 milioni di anni, con la pazienza che solo un pianeta può avere.

I ghiacci che non graffiano la storia geologica

Il fatto è questo: se la Snowball Earth avesse davvero raschiato via chilometri di crosta su scala globale, non dovremmo trovare strati intermedi sopravvissuti da nessuna parte. Eppure nel Grand Canyon orientale esistono ancora sequenze del Mesoproterozoico (da 1.255 a 1.100 milioni di anni fa) che stanno lì, tranquille, sotto il bordo dell’unconformity. In Namibia, sotto i depositi glaciali del tardo Criogeniano, si misurano poche decine di metri di erosione media su aree enormi.

Insomma: i ghiacciai hanno graffiato, non scavato. La vera demolizione l’ha fatta la tettonica.

I ricercatori hanno confrontato i dati cinesi con quelli di Laurentia (il nucleo antico del Nord America), Baltica e Amazzonia, trovando schemi compatibili. La conclusione è netta: il ciclo dei supercontinenti, e in particolare Columbia, è il motore principale dell’esumazione crostale sotto la Great Unconformity. E qui la faccenda si complica un po’.

Il paradosso della storia geologica e della vita

Se l’erosione principale è avvenuta 2 miliardi di anni fa (e non 700 milioni, come nell’ipotesi glaciale), crolla un collegamento che molti geologi davano per scontato: quello tra la Great Unconformity e l’esplosione cambriana, la comparsa improvvisa di tutti i principali gruppi animali circa 540 milioni di anni fa.

L’idea non faceva una grinza: i ghiacciai erodono montagne di roccia, i sedimenti finiscono negli oceani, i nutrienti innescano un boom biologico senza precedenti. Causa, effetto, sipario. Se invece la gran parte dell’erosione è avvenuta un miliardo e mezzo di anni prima, quel legame diventa molto più sottile. Come nota Shanan Peters dell’Università del Wisconsin, l’esplosione cambriana potrebbe essere stata alimentata non da un singolo grande impulso di sedimenti, ma da un’erosione costiera lenta che “grattava la crosta” delle rocce antiche già esposte.

Non tutti sono convinti, c’è sempre un dibattito scientifico aperto, questo non lo dimentico. Kalin McDannell di Dartmouth, sostenitore dello scenario glaciale, ha commentato che i dati cinesi non bastano a chiudere la questione. E forse ha ragione: nel senso che cinque siti analizzati non sono il mondo intero. Ma è anche vero che la storia geologica della Terra non ha mai avuto spiegazioni semplici: i libri di geologia sono pieni di risposte che erano “definitive” solo finché non sono arrivati nuovi dati.

Mi chiedo se non sia questa la parte più affascinante. Un pianeta che cancella la propria storia non con un evento drammatico e cinematografico (ghiacci globali, fine del mondo), ma con la lentezza della tettonica: collisioni, sollevamenti, erosione.

Milioni di anni di pioggia su montagne che nessuno ha mai visto.