Riassunto:
La terra ha circa 4,5 miliardi di anni, ma esiste un sorprendente divario temporale tra le formazioni rocciose in molte parti del mondo: mancano centinaia di milioni di anni, o anche più di un miliardo di anni, di registrazioni geologiche tra alcune rocce antiche e le rocce sedimentarie più giovani sopra di esse.
Gli scienziati chiamano questo fenomeno la “Grande Disconformità”. Recentemente, un gruppo di ricerca dell’Università di Wollongong in Australia ha proposto una nuova spiegazione: il materiale del mantello che scorre lentamente nelle profondità della terra potrebbe aver favorito il sollevamento su larga scala degli antichi continenti, causando l’esposizione e l’erosione delle rocce per lungo tempo; poi i continenti sprofondarono gradualmente e oceani e sedimenti ricoprirono queste superfici erose, preservando così questa discontinuità geologica fino ai giorni nostri.
La Grande Disconformità è uno dei misteri irrisolti più famosi della geologia. Normalmente, gli strati rocciosi si accumulano nel tempo, con i sedimenti più giovani che ricoprono le rocce più vecchie, creando una documentazione continua che ripercorre la storia della Terra. Tuttavia, dove si verifica la Grande Disconformità, le rocce sedimentarie formatesi nel primo periodo Cambriano, circa 540 milioni di anni fa, spesso ricoprono direttamente antiche rocce cristalline che hanno più di 1 miliardo di anni.
Questo enorme divario temporale tra gli strati rocciosi significa che le rocce formatesi durante il lungo periodo intermedio sono scomparse o non si sono mai conservate localmente.
Il Grand Canyon è uno dei luoghi più famosi per osservare questo fenomeno. Sulle pareti del canyon, l'arenaria di Tapeats, formatasi circa 540 milioni di anni fa, ricopre direttamente antiche rocce sotterranee come il Vishnu Scist, che hanno più di 1 miliardo di anni. Tra i due c’è un divario temporale geologico di centinaia di milioni di anni.
Fenomeni simili non si limitano al Nord America; i relativi confini geologici si possono trovare anche in Europa, Australia, Africa e Asia. Tuttavia, gli intervalli di tempo mancanti nelle diverse aree variano, alcuni hanno circa 200 milioni di anni e altri hanno più di 1 miliardo di anni.
In passato, gli scienziati hanno proposto una serie di spiegazioni, tra cui l'erosione globale, l'antica attività glaciale e i cambiamenti nella tettonica delle placche. In particolare, un tempo si pensava che gli eventi glaciali globali avvenuti nel tardo Neoproterozoico avessero causato l'erosione delle rocce su larga scala. Ma queste teorie non possono spiegare pienamente perché la Grande Disconformità possa formarsi in continenti lontani, né perché le interfacce erosive in alcune aree possano preservarsi per così tanto tempo.
Questa volta il gruppo di ricerca ha rivolto la propria attenzione al movimento del mantello nelle profondità della Terra.
Il mantello si trova sotto la crosta terrestre ed è composto da roccia solida ad alta temperatura. Sebbene non scorra velocemente come un liquido, il materiale del mantello è capace di lenti moti convettivi su scale temporali che vanno da milioni a centinaia di milioni di anni. Questi movimenti profondi possono modificare l'altezza della superficie terrestre, provocando il graduale innalzamento o abbassamento di vaste aree continentali.
Il leader della ricerca Santosh Dhungana, dottorando presso l'Università di Wollongong, e il suo supervisore, il professore associato Nicolas Flament, hanno utilizzato modelli computerizzati per simulare la relazione tra la convezione del mantello e il movimento verticale dei continenti nel corso di centinaia di milioni di anni.
I modelli mostrano che durante il periodo neoproterozoico, da circa 1 miliardo a 540 milioni di anni fa, il flusso di materiale caldo all'interno del mantello potrebbe aver spinto gli antichi nuclei continentali di Laurentia, Baltica e la Cina settentrionale a sollevarsi gradualmente.
Laurentia è il predecessore del nucleo dell'antico continente del Nord America e il continente baltico costituisce un'importante base geologica per l'odierna regione nordica. I ricercatori hanno scoperto che queste aree hanno subito un lungo processo di sollevamento della superficie, esponendo gradualmente antiche rocce originariamente sepolte sottoterra.
Poiché le rocce vengono esposte per periodi di tempo più lunghi, gli agenti atmosferici, il dilavamento dei fiumi e altri processi erosivi possono rimuovere continuamente gli strati superiori di roccia e sedimenti. Dopo centinaia di milioni di anni di erosione, un gran numero di formazioni rocciose che avrebbero potuto registrare la storia della Terra furono completamente rimosse, lasciando solo la superficie di antica roccia cristallina.
Ma non è sufficiente a spiegare perché le rocce siano scomparse. Un’altra domanda sconcertante sulla Grande Disconformità è perché la superficie erosa si sia preservata nel tempo invece di continuare ad essere completamente distrutta.
La chiave, secondo i ricercatori, è il successivo sprofondamento del continente.
Entrando nel Fanerozoico, un periodo geologico avvenuto circa 540 milioni di anni fa, il modello di movimento del mantello cambiò e il nucleo continentale precedentemente sollevato affondò gradualmente. Man mano che il livello della superficie diminuisce, l’acqua del mare comincia a ricoprire queste aree erose da lungo tempo e nuovi sedimenti si accumulano, separando le rocce più vecchie dalla documentazione geologica più giovane.
In altre parole, il precedente sollevamento continentale è stato responsabile della rimozione di grandi quantità di roccia, mentre la successiva subsidenza continentale ha contribuito a preservare l'interfaccia geologica creata dall'erosione. Due processi profondi della Terra che durarono centinaia di milioni di anni lavorarono insieme per creare la Grande Disconformità vista oggi.
I ricercatori hanno scoperto che le aree di sollevamento e subsidenza previste dal modello computerizzato sono altamente coerenti con la distribuzione effettiva di grandi superfici discordanti in aree con distribuzione evidente, tra cui Nord America, Nord Europa e Cina settentrionale. Questa corrispondenza geografica fornisce un importante supporto al coinvolgimento del movimento del mantello nella formazione della Grande Disconformità.
Nicolas Flament ha affermato che il sollevamento a lungo termine seguito da un cedimento a lungo termine ha creato le condizioni ideali per rimuovere grandi quantità di roccia e preservare la superficie erosa. Sebbene molte spiegazioni del passato non abbiano pienamente incorporato i movimenti effettivi nelle profondità della Terra su lunghi periodi geologici, questo studio tenta di collegare le dinamiche del mantello alla documentazione geologica superficiale.
La ricerca ha anche implicazioni geologiche più ampie. Illustra che le formazioni rocciose viste sulla superficie terrestre non sono solo influenzate da forze esterne come piogge, fiumi, ghiacciai e oceani, ma possono anche essere controllate da movimenti del mantello a lungo termine a migliaia di chilometri di profondità. I lenti cambiamenti all'interno della Terra possono lasciare tracce geologiche chiaramente identificabili centinaia di milioni di anni dopo attraverso processi come il sollevamento dei continenti, l'erosione e la sedimentazione.
Il documento di ricerca è intitolato "L'origine della Grande Disconformità" nella Terra profonda ed è stato scritto in collaborazione con Santosh Dhungana e Nicolas Flament. È stato pubblicato su Nature il 4 novembre 2026. La ricerca è stata finanziata dall'Australian Research Council.
Naturalmente, questo studio non significa che la Grande Disconformità si formi esattamente nello stesso processo in tutte le regioni. Continenti diversi hanno storie evolutive geologiche diverse e anche gli intervalli di tempo mancanti variano. Il modello della dinamica del mantello proposto dal gruppo di ricerca spiega principalmente il meccanismo di formazione e conservazione della grande disconformità in diverse aree importanti.
L'aspetto più interessante di questa scoperta è che i capitoli apparentemente perduti della storia della Terra potrebbero non essere andati perduti per caso. La loro stessa scomparsa non fa che registrare i cambiamenti su larga scala avvenuti all'interno della terra. Studiando questi strati rocciosi mancanti, gli scienziati potrebbero essere in grado di ricostruire ulteriormente i movimenti nelle profondità della Terra centinaia di milioni di anni fa e il modo in cui gli antichi continenti si sollevarono, crollarono e si rimodellarono nel tempo.
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