Il mistero del “boring billion”, quando le montagne della Terra smisero di crescere

Nel corso della sua lunga evoluzione, il Pianeta Terra è andato più volte incontro alla formazione e successiva frammentazione di supercontinenti. Il più “celebre” è senz’altro la Pangea, ma non è stato l’unico. Lo sentiamo nominare con maggior frequenza dei precedenti in quanto rappresenta l’ultimo supercontinente, quello da cui hanno avuto origine i 5 continenti attuali. Perché ci stiamo impelagando in simili argomenti complicati? Perché a questo ciclo di formazione e disgregazione di supercontinenti si legano i processi di orogenesi, ovvero di formazione delle montagne, strettamente connessi ai movimenti e alle collisioni delle placche tettoniche. Le Alpi, ad esempio, sappiamo essere nate dalla collisione tra la placca africana e la placca europea, originatesi a seguito della frammentazione della Pangea. L’Himalaya si è originata dalla collisione fra placche dell’India e dell’Eurasia. Se prima della Pangea, il nostro antico Pianeta è andato incontro a più cicli di formazione e frammentazione di supercontinenti, è facile immaginare che catene montuose si siano formate e siano poi scomparse tante e tante volte in oltre 4 miliardi di anni. In realtà in un determinato periodo della sua lunga storia, la Terra si prese una pausa. In quello che gli scienziati simpaticamente definiscono il “boring billion”, il miliardo di anni noioso, le montagne smisero di crescere e anche l’evoluzione biologica nei mari rallentò in maniera significativa.

Il “boring billion”

Di recente un articolo scientifico pubblicato su Science, dal titolo “Orogenic quiescence in Earth’s middle age”, ha cercato di chiarire come mai per un miliardo di anni le montagne della Terra smisero di crescere.

Il “boring billion”, come evidenziato nel titolo del paper, viene anche definito Medioevo della Terra. Concetto che già fa comprendere che non si parli degli albori della storia terrestre, ma di un periodo intermedio, che nello specifico va da 1,8 a 0,8 miliardi di anni fa. A raccontarci che in tale fase il Pianeta andò incontro a un progressivo appiattimento della crosta terrestre – si stima che avesse raggiunto 1/3 dello spessore attuale – sono i cristalli di zircone, i materiali più antichi conosciuti sulla Terra, originati da impatti con asteroidi prima e da violenti scontri tra placche poi. Per gli scienziati rappresentano delle “capsule del tempo”. Sarebbe estremamente complicato comprendere e descrivere a nostra volta gli studi cui vengono sottoposti questi preziosi cristalli, ma in sintesi rappresentano per i geologi un tool essenziale per ricostruire la storia della crosta terrestre, in quanto la specifica composizione del singolo cristallo fornisce informazioni sulle condizioni in cui quel cristallo si sia formato.

Come anticipato, in questo noiosissimo miliardo di anni, le montagne smisero di incrementare in altezza, anzi vennero via via erose, e al contempo rallentò anche l’evoluzione delle specie viventi negli oceani. Gli scienziati non hanno dubbi: i due fenomeni sono strettamente connessi tra loro.

“Abbiamo sfruttato le anomalie di europio nei cristalli di zircone per tracciare i processi di formazione delle montagne nel corso del tempo – si legge nell’abstract dello studio, realizzato sulle montagne del Tibet – . E siamo stati in grado di dimostrare in tal modo che lo spessore medio della crosta continentale attiva è variato su una scala di miliardi di anni. I valori maggiori di spessore si sono registrati negli Eoni Archeano e Fanerozoico. Al contrario, nel Proterozoico si ha testimonianza di un continuo decremento nello spessore della crosta, che lasciò sostanzialmente i continenti privi di alte vette fino alla fine dell’Eone. Riteniamo di poter collegare questa graduale diminuzione nei processi di orogenesi al longevo supercontinente Nuna-Rodinia, che alterò la struttura termica del mantello e indebolì la litosfera continentale. Questa prolungata quiescenza orogenica potrebbe aver determinato una carestia protratta negli ambienti oceanici e uno stallo nella evoluzione della vita in quello che definiamo Medioevo della Terra.”

Apriamo una parentesi a questo punto doverosa per non perderci: i geologi suddividono i 4,6 miliardi di anni di storia della Terra in due principali intervalli di tempo: il Precambriano e l’Eone Fanerozoico. Il Precambriano inizia con la nascita della Terra e dura circa 4 miliardi di anni, e viene suddiviso negli Eoni Adeano, Archeano e Proterozoico. Un lungo lasso di tempo in cui si sono verificate tante trasformazioni del Pianeta, dalla comparsa degli oceani alla formazione di un’atmosfera ricca di ossigeno al conseguente sviluppo dei primi organismi viventi pluricellulari. L’Eone Fanerozoico va da 541 milioni di anni fa ad oggi. Ed è infatti noto come Eone della “vita manifesta”, caratterizzato da una profonda evoluzione degli organismi. Il “boring billion” ricade nell’Eone Proterozoico.

Il legame tra mari e monti

L’estratto del paper appena riportato comporta il sorgere di due domande: perché le montagne abbiano smesso di crescer e perché mai i mari abbiano risentito del mancato accrescimento delle montagne.

Il secondo punto è anche il più facile da chiarire. L’erosione delle montagne e il trasporto di materiale attraverso i fiumi fino ai mari, comporta un trasferimento dalla roccia alle acque marine di nutrienti essenziali, quali il fosforo. Facile comprendere ora il concetto di “carestia” precedentemente citato. Secondo gli scienziati l’evoluzione si arrestò “per fame”, per riprendere a ritmi intensi dopo la rottura del supercontinente Nuna-Rodinia.

Perché le montagne smisero di crescere?

Per spiegare il primo concetto, più complesso, prendiamo in prestito una efficace dichiarazione rilasciata da Peter Cawood, geologo presso la Monash University, in Australia a National Geographic: “Immaginiamoci una torta ricoperta di glassa, finché la glassa è fredda mantiene la sua forma, ma se si riscalda inizia a cedere.”

Con in testa l’immagine di una Terra a forma di torta ricoperta di glassa possiamo procedere a comprendere perché le montagne smisero di crescere. Iniziamo col dire che non sia chiaro neanche agli scienziati. L’orogenesi si sarebbe arrestata in conseguenza del rallentamento della tettonica a placche, dunque meno movimenti, meno collisioni, meno spinta verso l’alto.

Inoltre, a causa della lunga vita del supercontinente Rodinia, che rimase intatto per quasi mezzo miliardo di anni, al di sotto della crosta terrestre si era accumulata una quantità elevata di calore. Tale fenomeno, oltre a influire sulla tettonica delle placche, favorendone il rallentamento, avrebbe indebolito la crosta terrestre. Rocce troppo calde non possono infatti sostenere alte catene montuose. Eccoci così arrivati alla torta glassata e all’appiattimento del Pianeta.