Gli antichi ambienti dell’Australia – documentati per millenni nelle linee dei canti aborigeni – ora celano segreti più profondi attraverso una fonte inaspettata: i raggi cosmici intrappolati all’interno dei cristalli minerali. Un nuovo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, dimostra come questi “orologi cosmici” possano rivelare l’evoluzione dei paesaggi, dai sistemi fluviali e costieri alla formazione di preziosi depositi minerali.
Il tempo profondo e la superficie in continua evoluzione della Terra
La superficie terrestre è un campo di battaglia tra erosione e sollevamento. Le montagne si alzano, poi crollano; le coste avanzano, poi si ritirano. Comprendere come questi processi si sono svolti nel corso di milioni o miliardi di anni è vitale per prevedere come i paesaggi risponderanno ai cambiamenti futuri, come i cambiamenti climatici o le fluttuazioni del livello del mare. Misurare direttamente l’evoluzione del paesaggio antico è stato difficile – fino ad ora.
I ricercatori hanno recuperato campioni dalle coste sepolte lungo la pianura australiana di Nullarbor, rivelando una storia drammatica. L’area un tempo era un fondale marino, in seguito dimora di giganteschi canguri arboricoli e leoni marsupiali, e oggi è uno dei luoghi più pianeggianti e aridi della Terra. Queste antiche spiagge contengono alte concentrazioni di zircone, un minerale che agisce come una capsula del tempo straordinariamente stabile.
L’impronta digitale cosmica: come funziona
La Terra è costantemente bombardata da raggi cosmici – particelle ad alta energia provenienti da stelle che esplodono. Quando questi raggi si scontrano con gli atomi dei minerali vicino alla superficie, “esplosioni” microscopiche creano nuovi elementi chiamati nuclidi cosmogenici. La misurazione di questi nuclidi è stata a lungo utilizzata per stimare i cambiamenti del paesaggio, ma molti decadono troppo rapidamente per le antiche linee temporali.
Questo studio ha sfruttato il krypton cosmogenico immagazzinato all’interno dei cristalli di zircone. Krypton non decade, preservando le informazioni per centinaia di milioni di anni. Vaporizzando migliaia di grani di zircone con un laser e misurando il krypton rilasciato, gli scienziati hanno determinato per quanto tempo ciascun cristallo è rimasto esposto in superficie prima della sepoltura. Maggiore è la quantità di kripton, più lunga è l’esposizione.
Il passato sorprendentemente stabile dell’Australia
Circa 40 milioni di anni fa, l’Australia meridionale era calda, umida e boscosa. Tuttavia, i paesaggi si sono erosi a un ritmo eccezionalmente lento: meno di un metro ogni milione di anni. Questo processo è più lento che nelle regioni montuose dinamiche, ma paragonabile ad alcuni degli ambienti più stabili della Terra oggi, come il deserto di Atacama o l’Antartide.
Lo studio ha anche monitorato il movimento delle sabbie delle spiagge ricche di zirconi: un processo notevolmente lento che impiega circa 1,6 milioni di anni dall’erosione alla sepoltura. Questo movimento lento filtrava naturalmente i minerali meno durevoli, concentrando lo zircone resiliente. Il risultato? Giacimenti economicamente preziosi che ora alimentano la ceramica di tutti i giorni.
Il futuro della ricerca sul paesaggio
Questo “orologio cosmico” offre un nuovo modo di comprendere la storia della superficie terrestre. Ciò spiega la ricchezza mineraria lungo la pianura di Nullarbor, inclusa la miniera Jacinth-Ambrosia, che fornisce circa il 25% del mercato globale dello zircone. Leggendo le impronte dei raggi cosmici nello zircone, i ricercatori hanno sbloccato uno strumento geologico per misurare i processi antichi.
La tecnica può essere perfezionata studiando paesaggi moderni con processi superficiali misurati in modo indipendente, ma il suo potenziale è vasto. Può essere applicato a periodi della storia della Terra centinaia di milioni di anni fa, rivelando potenzialmente come l’ascesa delle piante terrestri abbia rimodellato la superficie e l’atmosfera del pianeta.
I paesaggi della Terra racchiudono ricordi nei minerali formati dai raggi cosmici. Imparando a leggere questo “orologio cosmico”, otteniamo una nuova comprensione del passato e un modello per i cambiamenti che potrebbero verificarsi in futuro.
