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Uno degli elementi più importanti per lo sviluppo della vita sul nostro pianeta è l’ossigeno; tuttavia, nell’era Neoarcheana, tra 2,8 e 2,5 miliardi di anni fa, era quasi inesistente. Attualmente è noto che questo gas costituisce circa il 21% dell’atmosfera, ma i processi geofisici che sono alla base dell’ossigenazione della Terra continuano a essere oggetto di dibattito.

In questo contesto, un team internazionale di ricercatori ha ipotizzato che l’ossigeno, almeno una buona parte di esso, possa essere stato prodotto a seguito dell’intensa attività tettonica caratteristica della Terra primordiale, la quale, scuotendo e distruggendo la crosta terrestre, ha prodotto magmi con alto contenuto di ossigeno e acqua.

Come dettagliato dagli scienziati in un articolo pubblicato su Nature Geoscience, attualmente un fenomeno noto come tettonica a placche fa sprofondare la crosta terrestre nel mantello terrestre, in punti di convergenza chiamati zone di subduzione. Tuttavia, non c’erano prove che questo processo fosse avvenuto 2,7 miliardi di anni fa.

Alla ricerca dell’ossigeno primitivo

Per verificare se i sedimenti dell’era archeana potessero formare magmi ossidati attraverso questo processo, gli esperti hanno analizzato piccoli cristalli di apatite, delle dimensioni di una cellula umana, intrappolati in cristalli di zircone in rocce granitoidi di età compresa tra 2.

750 e 2.670 milioni di anni fa, recuperati da fondale al largo della costa atlantica canadese.

Poiché i cristalli di zircone contengono indizi sugli ambienti in cui si sono formati e forniscono una datazione precisa delle rocce stesse, gli scienziati sono stati in grado di determinare, dopo aver misurato le concentrazioni di zolfo, se l’apatite in essi contenuta fosse prodotta da magma arrugginito.

I risultati della spettroscopia di assorbimento dei raggi X suggeriscono che la concentrazione di zolfo nel magma, che inizialmente era praticamente zero, è aumentata a 2.000 parti per milione circa 2,705 milioni di anni fa. Allo stesso modo, il ritrovamento di grandi quantità dello ione zolfo S6+ indica che proveniva da una fonte ossidata, il che era coerente con i dati per i cristalli di zircone ospite.

Questi risultati, spiegano gli autori in un articolo pubblicato su The Conversation, confermano che la mancanza di ossigeno disciolto nei depositi oceanici archeani non ha impedito la formazione di magmi ossidati ricchi di zolfo nelle zone di subduzione. L’ossigeno in questi magmi, notano, “deve provenire da un’altra fonte e alla fine è stato rilasciato nell’atmosfera durante le eruzioni vulcaniche“.