L’enigma del neodimio: Nei primi anni la Terra sarebbe stata soggetta a una violenta fusione
Ricerche precedenti avevano suggerito che la Terra si fosse formata per l’accumulo di planetesimali, piccoli corpi freddi presenti nel sistema solare primordiale. La composizione chimica di questi corpi è rispecchiata oggi in un tipo di meteorite roccioso chiamato condrite. Gli scienziati si attendevano che la Terra avesse una composizione simile a questi meteoriti, invece le nuove misure sembrano contraddirli, mostrando che le rocce terrestri contengono un eccesso di 142Nd causato dal decadimento radioattivo dell’isotopo 146Sm, oggi estinto. Una possibile spiegazione della differenza del rapporto 142Nd/144Nd fra la Terra e le condriti è che la composizione media della Terra non sia condritica, ma si tratta di un’ipotesi poco plausibile. È più probabile invece che la porzione della Terra coinvolta nella creazione delle rocce crostali si sia differenziata chimicamente all’inizio della storia del pianeta. I risultati di Boyet e Carlson suggeriscono che questo sia avvenuto entro i primi 30 milioni di anni, che corrispondono a meno dell’un per cento della vita della Terra. Forse le collisioni con altri planetesimali, la liberazione di calore radioattivo e l’energia della separazione del nucleo metallico hanno contribuito a fondere il pianeta, e il raffreddamento e la successiva cristallizzazione hanno prodotto questa differenziazione chimica, separando il materiale secondo la densità e rendendo la composizione di gran parte del mantello della Terra, da cui derivano le rocce vulcaniche, simile a quella odierna. Forse la Terra ha avuto un’infanzia persino più violenta di quanto si immaginava. Alcuni dati isotopici forniscono infatti ulteriori indizi sull’evoluzione chimica del nostro pianeta. Nuove e più precise misure di un rapporto isotopico del neodimio (142Nd/144Nd) hanno portato Maud Boyet e Rick Carlson del dipartimento di magnetismo terrestre della Carnegie Institution di Washington a scoprire che tutte le rocce della Terra presentano 142Nd in eccesso rispetto a quanto ci si attendeva. I risultati sono stati pubblicati sul numero del 16 giugno della rivista "Science".© 1999 - 2005 Le Scienze S.p.A. 20.06.2005
Batteri primordiali sotto il bombardamento di asteroidi
Avvenuto 3,9 miliardi di anni fa, avrebbe sviluppato un calore in grado di fondere solo parte della crosta terrestre e i microrganismi poterono sopravvivere negli habitat presenti al di sotto della superficie
Il bombardamento subito dalla Terra circa 3,9 miliardi di anni fa da parte di asteroidi di grandi dimensioni non aveva una potenza tale da estinguere la vita primordiale sul pianeta e anzi potrebbe averla favorita: è quanto ha concluso uno studio dell'Università del Colorado a Boulder. Le prove degli impatti ottenute analizzando campioni di suolo lunare, e le superfici dei pianeti interni dipingono il quadro di un ambiente spaziale nel sistema solare estremamente violento; nel corso dell'eone Adeano, tra 4,5 a 3,8 miliardi di anni fa, in particolare, si verificò (circa 3,9 miliardi di anni fa) un evento particolarmente intenso denominato Grande bombardamento tardivo (Late Heavy Bombardment).
Il calore sviluppato fu in grado di fondere solo una parte della crosta terrestre e i microrganismi poterono sopravvivere negli habitat presenti al di sotto della superficie, protetti dalla distruzione. "Questi nuovi risultati retrodatano il possibile inizio della vita sulla Terra a ben prima di 3,9 miliardi di anni fa”, ha spiegato Oleg Abramov, ricercatore della CU-Boulder e coautore dell'articolo apprarso su "Nature". "Essi infatti suggeriscono la possibilità che la vita si sia originata 4,4 miliardi di anni fa, all'incirca all'epoca della formazione degli oceani."
Poiché le prove fisiche dei bombardamenti primordiali sono state cancellate dai fenomeni atmosferici e dalla tettonica delle placche nel corso degli eoni, i ricercatori hanno utilizzato le registrazioni delle rocce lunari recuperate con le missioni Apollo, le registrazioni degli impatti sulla Luna, su Marte e su Mercurio, e precedenti studi teorici per costruire modelli tridimensionali al computer per simulare il bombardamento, durato tra 20 e 200 milioni di anni. “I modelli hanno così consentito di stimare le variazioni di temperatura dei singoli crateri al fine di valutarne l'abitabilità”, ha commentato Abramov. “Lo studio indica che che meno del 25% della crosta terreste potrebbe essersi fusa durante il bombardamento.”
I ricercatori della CU-Boulder hanno aumentato l'intensità del bombardamento simulato anche di 10 volte, un evento che avrebbe potuto far evaporare gli oceani. “Ma anche in queste condizioni estreme, la Terra non sarebbe stata completamente sterilizzata dal bombardamento”, ha aggiunto Abramov. Al contrario, le condizioni create dal bombardamento potrebbero aver favorito la vita di microrganismi noti come batteri ipertermofili, del tutto simili a quelli che si trovano ora nelle sorgenti idrotermali a temperature tra 80 e 110 gradi Celsius. Il modello mostra infatti come l'habitat sotterraneo di questi microbi possa essere aumentato in volume e durata come risultato degli impatti. La maggior parte dei planetologi ritengono che un pianeta primordiale grande quanto Marte abbia urtato la Terra circa 4,5 miliardi di anni fa, vaporizzando se stesso e una parte della Terra. La collisione avrebbe creato un immensa nube di vapore che diede vita per coalescenza a piccole lune primordiali e alla nostra Luna, spiegano i ricercatori. L'evento, che precedette il Grande bombardamento tardivo di 500 milioni di anni, avrebbe avuto in effetti il potenziale per "resettare" la Terra.
"Ma i nostri risultati indicano con forza che fino alla formazione della Luna non ci fu alcun elemento in grado di distruggere la crosta terrestre e cancellare la biosfera allora presente", ha concluso Abramov. (fc)
(21 maggio 2009), ©Le Scienze
Che cosa Tratta?
Questa sezione si prefigge lo scopo di raccogliere materiale pubblicato tramite diversi mezzi e fonti, al fine di fornire (in modo schematico), una serie di contributi ai vari lettori: attenzione che spesso si tratta di tracce di tipo divulgativo e, quindi, se desidera approfondire maggiormente determinati argomenti occorrerà rivolgersi alle classiche biblioteche o simili.
Un sito interessante in merito alle tematiche da impatto meteorico e relative dinamiche cinetiche: giusto per schiarirsi un poco le idee.LINK 1
LINK 2
LINK 3
Ecco invece un sito con un'interessante raccolta di articoli in ambito paleontologico.
Un interessante sito che analizza i risultati storici (e gli effetti) dei vulcani nel tempo con tabelle ricostruite e riassuntive dei maggiori eventi:
Dove possiamo trovare i supervulcani? Queste sono le zone in cui potrebbe risvegliarsi un supervulcano (attenzione il termine supervulcano non è scientifico ma nasce impropriamente da una trasmissione/documentario fatta dal National Geographic):
- Mount Aniakchak, Alaska, Stati Uniti
- Aso, Kyushu, Giappone
- Campi Flegrei, Campania, Italia
- Kikai Caldera, Ryukyu Islands, Giappone
- Long Valley Caldera, California, Stati Uniti
- Monte Mazama, Oregon, Stati Uniti (ora Crater Lake)
- Lago Taupo, North Island, Nuova Zelanda
- Lago Toba, Sumatra, Indonesia
- Valle Grande, New Mexico, Stati Uniti
- Monte Warning, Nuovo Galles del Sud, Australia
- Yellowstone Caldera, Wyoming, Stati Uniti
- Mar Mediterraneo, Sicily, Italy
Vi segnalo questo indirizzo per fare ricerche in databases veramente enorme sugli tsunami del passato (è quello da cui ho attinto anch'io per integrare la sezione "Storia della Terra" (sulla cronologia dei grandi eventi del passato).
Le Storegga Slides (fra le più grandi frane sottomarine mai registrate) avvenute nella piattaforma continentale della Norvegia intorno al 6.100 a.C. (vedi anche la pagina la storia del pianeta).
Comunque sia si tratta di una teoria emersa con forza negli ultimi anni e studiata soprattutto dalle Università del nord Europa in quanto gli effetti ricostruiti di tale evento hanno colpito soprattutto gli stati che si affacciano sul mare del nord. In sintesi si tratterebbe di una gigantesca frana sottomarina che ha coinvolto la scarpata continentale e che, come conseguenza, generò un gigantesco tsunami (secondo alcuni ricercatori esso sarebbe stato ben più consistente di quello di Sumatra 2004).
Alcuni studiosi riconducono tali assestamento geomorfologici sottomarini agli idrati di metano e/o a cambiamenti climatici.
Un paio di considerazioni sugli Idrati di Metano:
[1] Fondali marini agli idrati di metano
Solo ora gli scienziati sembrano cominciare a interessarsi ai depositi di biidrati di metano ghiacciati che si trovano sul fondo dei mari.Si tratta di una particolare composizione chimica molto diffusa sui fondali marini a una profondità superiore ai trecento metri e che potrebbero rappresentare delle novità rilevanti per comprendere meglio il ciclo del carbonio sulla Terra e avere delle interessanti applicazioni commerciali. Lo studio di questi depositi, soprattutto per motivi estrattivi, è estremamente complesso. Un blocco di idrati di gas ha la consistenza del ghiaccio. Portato alla superficie, fonde e rilascia metano, uno dei gas serra. Le riserve di metano contenute in questi depositi sono enormi. Per la prima volta sono stati presentati a Nizza nel corso del meeting della European Geophysical Society, della American Geophysical Union e della European Union of Geosciences i risultati di una campagna scientifica in alto mare condotta proprio allo scopo di analizzare questi particolarissimi cristalli. I prelievi sono stati effettuati al largo delle coste dell'Oregon (USA) e hanno permesso di portare in superficie una serie di questi particolari fiocchi di neve.Secondo Erwin Suess del Research Center for Marine Geosciences (GEOMAR) di Kiel "a quelle particolari condizioni di pressione e temperatura il metano non potrebbe esistere in quelle forma". 14 aprile 2003
http://ulisse.sissa.it/site/public/ScienzaSette/s7_18apr03_5.htm
[2] Idrati di metano: rischi di tsunami
Il pericolo non è imminente ma già 8.000 anni fa l'Europa del nord venne sconvolta da un repentino innalzamento della temperature che sciolse gli idrati di metano che si trovano lungo la scarpata della piattaforma continentale. Da un articolo in Inglese:
http://www.thisisnorthscotland.co.uk/displayNode.jsp?nodeId=149483&command=displayContent&sourceNode=149251&contentPK=13348453
Gli idrati di metano, cosa sono
Di che si tratta? «Si tratta di cristalli di ghiaccio – o gas idrati – composti di gas e metano, intrappolati da milioni di anni sotto ai margini continentali a causa dell’alta pressione e delle basse temperature», spiega John Farrell, responsabile scientifico della ricerca, che vede impegnati i migliori istituti oceanografici di venti nazioni, Italia compresa: «Riteniamo che sotto gli oceani ne esistano giacimenti immensi». A sollevare euforia tra gli esperti è la possibilità del loro sfruttamento commerciale in tempi forse, brevi. «Molto dipende dal prezzo del gas naturale», si sbilancia Farrel, «se la domanda fosse alta, basterebbero quindici anni». Nel frattempo, «la prima cosa da fare è censire i punti dove noi riteniamo possano trovarsi i giacimenti maggiori, un compito che potrebbe richiedere anni».
Già, dove sono i giacimenti? «Quasi sicuramente le zone più ricche corrispondono alle cosiddette zone di subduzione, dove i margini di una zolla tettonica scendono al di sotto di un’altra», spiega l’esperto. Una circostanza, questa, in grado di guardare all’Oceano Pacifico – martoriato da vulcani e terremoti – come area privilegiata, e che spiega il grande interesse alle ricerche del Giappone, quasi del tutto privo di giacimenti di petrolio ma potenzialmente ricco di metano all’interno delle acque territoriali. Non a caso, ricercatori giapponesi hanno lanciato la prima idea pompare acqua calda in modo da disaggregare le molecole di acqua e gas e formare pozze di metano “pronto da estrarre”.
Ghiaccio esplosivo
Sembrerebbe facile, ma non lo è. Gli stessi esperti americani non nascondono gli ostacoli ancora da scavalcare. Il rischio è che l’affare si trasformi in un boomerang per il clima terrestre: «Improvvisi rilasci di gas metano, che incombusto è un potente gas serra, potrebbe accelerare il riscaldamento globale», ammette Farrell, «con conseguenze disastrose sul clima e sugli oceani». Ugualmente inquietante è la possibilità di esplosioni accidentali. «Basta un leggero rialzo della temperatura dell’acqua di qualche grado», spiega Farrell, «perché le molecole di gas, altamente instabili, esplodano provocando voragini sul fondo oceanico. Se questo accadesse in prossimità di oleodotti li farebbe saltare in aria, provocando colossali sversamenti in mare».
Deflagrazioni accidentali del “ghiaccio esplosivo”, come è stato subito battezzato dai ricercatori, si sarebbero già verificati in passato. A testimoniarlo sarebbero soprattutto le analisi sul plankton, alcune anomalie di crescita del quale sembrano essere giustificate – secondo gli esperti – solo con il rilascio di gas metano in mare. In alcuni casi, queste esplosioni hanno avuto effetti davvero catastrofici: «Verissimo», conferma Farrell, «scoppi accidentali di depositi di gas idrati potrebbero essere all’origine di alcuni cambiamenti climatici degli ultimi 50mila anni, e di frane e cataclismi sottomarini. Per esempio, la gigantesca onda tsunami che ha investito il Nord Europa 8000 anni fa».
Rischi non trascurabili, insomma, ma che non sembrano spegnere l’entusiasmo dei ricercatori. Dopo il successo dell’ultima spedizione nell’Atlantico, è stata già annunciata una nuova partenza: colonna portante delle ricerche, ancora una volta, la nave Joideas Resolution, il più sofisticato laboratorio scientifico navigante del mondo, in grado di compiere trivellazioni fino a 8200 metri di profondità, estrarre campioni di roccia e portarli intatti in superficie. Stavolta farà rotta nel Pacifico settentrionale, proprio di fronte alla coste dell’Oregon. Qui, trivellazioni sperimentali hanno evidenziato un giacimento di cristalli di gas ancora più ricco di quello dell’Atlantico. Il prezzo del petrolio continua a crescere, e la ricerca continua.
http://italy.indymedia.org/news/2005/10/910556.php (teoria di storegga)
oppure no ...?
L'origine del riscaldamento climatico (di 40.000 anni fa)
Uno studio individua nelle zone umide l'origine del fenomeno, in contrasto con la teoria secondo cui una grande quantità di metano fu liberata dai clatrati presenti nell'oceano
Forse è attinente oppure no, ma dategli un'occhiata
19.04.2006
Il ciclo del carbonio tra Giurassico e Cretaceo
Secondo le ipotesi, fu sconvolto da un improvviso rilascio di CO2 o di metano dal fondo dell'oceano
Un'improvvisa emissione di carbonio su larga scala, dovuta al rilascio di riserve di anidride carbonica immagazzinata sul fondo dell’Oceano: fu questa probabilmente la causa di un notevole incremento relativo del carbonio 12 rispetto al carbonio 13 scoperto nei sedimenti vecchi di centinaia di milioni di anni da Yvonne van Breugel dell’Università di Utrecht.
Si tratta, a ben guardare, di un processo simile a quello in atto tutt’ora. Si sta assistendo attualmente all’incremento della concentrazione di biossido di carbonio in atmosfera in conseguenza della massiccia utilizzazione di combustibili fossili, che apparentemente ha portato con sé un incremento relativo dell’isotopo del carbonio con 12 neutroni. Come conseguenza, il rapporto degli isotopi stabili C13/C12 ha mostrato una diminuzione dello 0,1 per cento. Tenuto conto di ciò, non è chiaro quale fenomeno naturale abbia potuto innescare tra i periodi Giurassico e Cretaceo, tra 180 e 120 milioni di anni fa, un processo simile, quattro volte più intenso. Nei fossili di alghe marine e piante terrestri datate a quel periodo, infatti, la van Breugel ha trovato un decremento di tale rapporto pari allo 0,4 per cento. Secondo la ricercatrice, ciò indicherebbe variazioni del ciclo del carbonio su larga scala, e su una scala temporale di alcune decine di migliaia di anni, dovute a un improvviso rilascio in atmosfera di C12, legato in molecole di anidride carbonica o metano, probabilmente proveniente dai gas idrati immagazzinati sul fondo dell’oceano entrati in contatto con magma.
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