Trovato in Australia, il più antico cratere da impatto della Terra, esattamente dove i geologi speravano che si trovasse

Tim Johnson, Chris Kirkland, Jonas Kaempf/The Conversation
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Scoperto nella regione di Pilbara e formatosi oltre 3,5 miliardi di anni fa, supporta la teoria secondo cui gli impatti meteoritici avrebbero avuto un ruolo cruciale nella formazione dei primi continenti Abbiamo scoperto il cratere da impatto meteoritico più antico della Terra, nel cuore della regione di Pilbara, nell’Australia occidentale. Il cratere si è formato più di 3,5 miliardi di anni fa, diventando così il più antico conosciuto di oltre un miliardo di anni. La nostra scoperta è stata pubblicata su “Nature Communications”.

Curiosamente, il cratere si trovava esattamente dove avevamo sperato che fosse, e la sua scoperta supporta una teoria sulla nascita dei primi continenti della Terra.

Le primissime rocce
Le rocce più antiche della Terra si sono formate più di tre miliardi di anni fa e si trovano nei nuclei della maggior parte dei continenti moderni. Tuttavia, i geologi non sono ancora d’accordo su come e perché si siano formate.

C’è però accordo sul fatto che questi primi continenti sono stati fondamentali per molti processi chimici e biologici sulla Terra.

Molti geologi pensano che queste antiche rocce si siano formate su pennacchi caldi che si sono sollevati dal nucleo metallico fuso della Terra, come la cera in una lampada di lava. Altri sostengono che si siano formate grazie a processi di tettonica a placche simili a quelli della Terra moderna, dove le rocce si scontrano e si spingono l’una sull’altra. Anche se questi due scenari sono molto diversi, entrambi sono guidati dalla perdita di calore dall’interno del nostro pianeta.

Noi la pensiamo in modo diverso.

Qualche anno fa abbiamo pubblicato un articolo in cui suggerivamo che l’energia necessaria per la formazione dei continenti nel Pilbara provenisse dall’esterno della Terra, sotto forma di una o più collisioni con meteoriti di molti chilometri di diametro. Mentre gli impatti facevano esplodere enormi volumi di materiale e fondevano le rocce circostanti, il mantello sottostante produceva spessi “blob” di materiale vulcanico che si sono evoluti in crosta continentale.

La nostra prova risiedeva allora nella composizione chimica di minuscoli cristalli del minerale zircone, delle dimensioni di un granello di sabbia. Ma per persuadere altri geologi avevamo bisogno di prove più convincenti, preferibilmente qualcosa che si potesse vedere senza bisogno di un microscopio.

Così, nel maggio 2021, abbiamo iniziato il lungo viaggio verso nord da Perth, nell’Australia sud-occidentale, per due settimane di lavoro sul campo nel Pilbara, dove ci saremmo incontrati con i nostri partner del Geological Survey of Western Australia (GSWA) per andare a caccia del cratere. Ma da dove cominciare?

Un inizio serendipico
Il nostro primo obiettivo è stato un insolito strato di rocce noto come Antarctic Creek Member, che affiora sui fianchi di una cupola di circa 20 chilometri di diametro. L’Antarctic Creek Member ha uno spessore di soli 20 metri circa e comprende principalmente rocce sedimentarie che si trovano tra diversi chilometri di lava basaltica scura.

Tuttavia, contiene anche sferule, cioè gocce formate da roccia fusa sollevata durante un impatto. Ma queste gocce potrebbero aver viaggiato attraverso il globo a partire da un impatto gigante in qualsiasi punto della Terra, molto probabilmente da un cratere ormai distrutto.

Dopo aver consultato le mappe del GSWA e le fotografie aeree, abbiamo individuato un’area al centro del Pilbara lungo una pista polverosa per iniziare la nostra ricerca. Abbiamo parcheggiato i fuoristrada e ci siamo diretti per percorsi diversi attraverso gli affioramenti, più con la speranza che con l’aspettativa, concordando di incontrarci un’ora dopo per discutere di ciò che avevamo trovato e mangiare un boccone.

È sorprendente che, quando siamo tornati ai veicoli, tutti pensavamo di aver trovato la stessa cosa: coni di frantumazione. I coni di frantumazione sono bellissime e delicate strutture ramificate, non dissimili da un volano, la pallina con le alette del gioco del badminton. Sono l’unica caratteristica visibile a occhio nudo dello shock e in natura si formano solo in seguito all’impatto di un meteorite.

Dopo poco più di un’ora di ricerca, avevamo trovato proprio quello che stavamo cercando. Avevamo letteralmente aperto le porte dei nostri fuoristrada e messo piede sul pavimento di un enorme e antico cratere da impatto.

Purtroppo, dopo aver scattato alcune fotografie e raccolto alcuni campioni, abbiamo dovuto spostarci in altri siti, ma eravamo decisi a tornare il prima possibile. La cosa più importante era sapere l’età dei coni di frantumazione. Avevamo scoperto il più antico cratere conosciuto sulla Terra? Si è poi capito che era proprio così.

Laggiù, una volta e poi il ritorno
Con alcune ricerche di laboratorio alle spalle, siamo tornati sul sito nel maggio 2024 per passare dieci giorni a esaminare le prove in modo più dettagliato.

I coni di frantumazione erano ovunque, sviluppati nella maggior parte dell’Antarctic Creek Member, che abbiamo seguito per diverse centinaia di metri fino alle dolci colline del Pilbara.

Le nostre osservazioni hanno mostrato che sopra lo strato con i coni di frantumazione c’era uno spesso strato di basalto senza alcuna traccia di impatto. Ciò significa che l’impatto doveva avere la stessa età delle rocce dell’Antarctic Member, che sappiamo avere 3,5 miliardi di anni.

Avevamo la nostra età e il record di cratere da impatto più antico della Terra. Forse le nostre idee sull’origine ultima dei continenti non erano così folli, come molti ci dicevano.

La serendipità è una cosa meravigliosa. Per quanto ne sapevamo, a parte i proprietari tradizionali, il popolo Nyamal, nessun geologo aveva posato lo sguardo su queste incredibili caratteristiche da quando si erano formate.

Come altri prima di noi, abbiamo sostenuto che gli impatti dei meteoriti hanno avuto un ruolo fondamentale nella storia geologica del nostro pianeta, come è avvenuto sulla nostra Luna craterizzata e su altri pianeti, lune e asteroidi. Ora noi e altri abbiamo la possibilità di verificare queste idee sulla base di prove concrete.

Chi sa quanti antichi crateri giacciono non scoperti nei nuclei antichi di altri continenti? Trovarli e studiarli trasformerà la nostra comprensione della Terra primordiale e del ruolo degli impatti giganti, non solo nella formazione delle terre emerse su cui viviamo, ma anche nelle origini della vita stessa.

Gli autori
Tim Johnson, professore di geologia, Chris Kirkland, professore di geocronologia, e Jonas Kaempf, associato di ricerca in geologia, lavorano presso la Curtin University di Perth, in Australia.