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Quando i continenti perdono la loro zavorra risalgono i diamanti: la nuova ricerca di UniPd

Uno studio congiunto delle università di Padova e dell’Illinois ha spiegato il processo di sollevamento di parte dei continenti, che ha portato all'affioramento di numerosi giacimenti

La ricerca Modification of the Western Gondwana craton by plume–lithosphere interaction è stata pubblicato su "Nature Geoscience" e sostiene che anche le porzioni cratoniche sono state interessate da processi tettonici in tempi geologici relativamente recenti.

La teoria sui cratoni

I cratoni sono le aree più rigide, antiche e tettonicamente stabili della Terra: per milioni di anni non hanno subito modificazioni e si trovano generalmente all'interno dei continenti. "I cratoni vengono solitamente interpretati come aree fredde, stabili e con scarso rilievo topografico - afferma Lijun Liu della University of Illinois e coordinatore dello studio -. Fredde perché sono distanti dai livelli caldi del mantello, stabili perché la crosta non è stata interessata da deformazione e la loro bassa elevazione è dovuta alla continua esposizione ai processi erosivi".

I dubbi e l'affioramento dei diamanti

Se così fosse, non si riuscirebbe a spiegare come esistano aree cratoniche anomale molto estese, come quelle che si trovano in Sud-America e nell'Africa sub-equatoriale e che a partire da 120 milioni di anni fa si sono improvvisamente sollevate per diverse centinaia di metri, generando l’attuale rilievo topografico che supera i mille metri. Il sollevamento è stato accompagnato dalla simultanea deposizione di importanti giacimenti di diamanti, la cui formazione, oggi, è ancora oggetto di un acceso dibattito.

Le scoperte targate UniPd

"Il nostro studio mette a sistema molte anomalie che non si riuscivano ancora a spiegare. Le porzioni più profonde dei cratoni sono probabilmente formate da rocce molte dense che 'zavorrano' i continenti, il che spiegherebbe la bassa elevazione di questi ultimi - dice Manuele Faccenda, professore di Geodinamica del dipartimento di Geoscienze di Padova -. Talvolta queste radici pesanti possono essere erose per azione di materiale caldo e meno denso che risale dal profondo della Terra, un processo noto chiamato delaminazione. Tramite programmi di calcolo sviluppati nei laboratori del nostro dipartimento si è potuto dimostrare come il materiale caldo, raffreddandosi, formi una nuova radice in alcune decine di milioni di anni che ha una densità minore rispetto a quella erosa. La conseguenza più importante è una diminuzione della densità media del cratone che causa un sollevamento dell’intera regione. Inoltre - conclude il ricercatore padovano - l’interazione tra materiale caldo e base fredda del cratone genera una serie di reazioni chimiche che porterebbe alla risalita verso l’alto di materiale ricco di carbonio, con conseguente formazione di depositi diamantiferi in superficie".

Le conclusioni

Lo studio si basa sull’integrazione di numerosi dati geologici, geofisici e di calcolo numerico e per questo fornisce una spiegazione convincente alla dinamica recente dei cratoni anomali del Sud America e dell’Africa sub-equatoriale. I risultati della ricerca offrono una nuova prospettiva alla dinamica dei continenti e alla formazione dei depositi diamantiferi e potranno essere applicati ad altre aree cratoniche anomale, come quelle già identificate all’interno dei continenti Nord-Americano ed Euroasiatico.

Figura 1-2

Figura 1. La radice cratonica ad alta densità (verde-blu) viene delaminata per interazione con il sottostante materiale caldo in risalita (arancione-rosso). Questo processo genera un sollevamento della placca continentale e fenomeni magmatici di tipo kimberlitico che portano alla formazione di giacimenti di diamanti. Una nuova radice cresce per raffreddamento, preservando un impronta deformata legata alla dinamica recente.

Link alla ricerca: Modification of the Western Gondwana craton by plume–lithosphere interaction
Link all’articolo: https://www.nature.com/articles/s41561-018-0064-1

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