Registrul geologic este exact asta: un registru. Straturile stancilor le spun oamenilor de stiinta despre mediile trecute, asemenea paginilor unei enciclopedii. Cu exceptia faptului ca aceasta carte are mai multe pagini lipsa decat ramase. Asadar, geologii au sarcina nu numai de a inteleage ce exista acolo, ci si de a descoperi ce nu este si incotro s-a dus.
O omisiune, in special, a incurcat oamenii de stiinta mai bine de un secol. Prima data observata de John Wesley Powell in 1869 in straturile Marelui Canyon, Marea Neconformitate, dupa cum este cunoscuta, reprezinta mai mult de un miliard de ani de roca lipsa in anumite locuri.
Oamenii de stiinta au dezvoltat mai multe ipoteze pentru a explica cum si cand această cantitate uluitoare de material ar fi putut fi erodata. Acum, Francis Macdonald, geolog la Universitatea din California, Santa Barbara, si colegii sai de la Universitatea din Colorado, Boulder si de la Colorado College cred ca ar fi exclus una dintre cele mai populare ipoteze. Studiul lor apare in Proceedings of the National Academy of Sciences.
„Exista neconformitati pe tot parcursul registrului rocilor”, a explicat Macdonald, profesor la Departamentul de Stiinta Pamantului. „Neconformitatile sunt doar un decalaj de timp in cadrul registrului rocilor. Aceasta a fost numita Marea Neconformitate, deoarece s-a crezut ca este un decalaj deosebit de mare, poate un decalaj global.”
O idee de prima importanta este ca ghetarii au eliminat kilometri de stanca in urma cu 720 – 635 de milioane de ani in urma, intr-o perioada cunoscuta sub denumirea de Snowball Earth, cand planeta era complet acoperita de gheata. Aceasta ipoteza are chiar beneficiul de a ajuta la explicarea aparitiei rapide a organismelor complexe la scurt timp dupa aceea, in explozia cambriana, deoarece tot acest material erodat ar fi putut insamanta oceanele cu cantitati extraordinare de nutrienti.
Macdonald era sceptic cu privire la acest rationament. Desi analogii Marii Neconformitati apar in intreaga lume – cu cantitati similare de roca lipsa din perioade similare de timp – nu se aliniaza perfect. Acest lucru ne face sa ne intrebam daca au fost cu adevarat erodate de un eveniment global, cum ar fi Snowball Earth.
Investigarea Marii Neconformitati este o provocare in mare parte pentru ca s-a intamplat cu mult timp în urma, iar Pamantul este un sistem dezordonat. „Aceste roci au fost ingropate si erodate de mai multe ori de-a lungul istoriei lor”, a spus Macdonald.
Din fericire, echipa a putut testa aceasta ipoteza folosind o tehnica numita termocronologie. La cativa kilometri sub suprafata Pamantului, temperatura incepe sa creasca pe masura ce va apropiati de mantaua calda a planetei. Aceasta creeaza un gradient de temperatura de aproximativ 50 de grade Celsius pentru fiecare kilometru de adancime. Iar acest regim de temperatura poate deveni imprimat in anumite minerale.
Pe masura ce anumite elemente radioactive din roci se descompun, se produce Helium-4. De fapt, heliul este constant generat, dar fractia retinuta in diferite minerale este o functie a temperaturii. Drept urmare, oamenii de stiinta pot utiliza raportul dintre heliu si toriu si uraniu in anumite minerale ca paleo-termometru. Acest fenomen le-a permis lui Macdonald si colegilor sai sa urmareasca modul in care roca se misca in scoarta, in timp ce a fost ingropata si a erodat de-a lungul veacurilor.
„Aceste neconformitati se formeaza din nou si din nou prin procese tectonice”, a spus Macdonald. „Ceea ce este cu adevarat nou este ca acum putem accesa aceasta istorie mult mai veche.”
Echipa a prelevat probe din granit chiar sub limita Marii Neconformitati de la Varful Pikes din Colorado. Au extras din piatra granule dintr-un mineral deosebit de rezistent, zirconul, si au analizat nucleotidele radio ale heliului continut in interior. Tehnica a dezvaluit ca, in urma cu 1.000 si 720 de milioane de ani, au fost erodati mai multi kilometri de roca din acest granit.
Important, aceasta perioada de timp a venit definitiv inaintea episoadelor Snowball Earth. De fapt, se aliniaza mult mai bine cu perioadele in care supercontinentul Rodinia se forma si se descompunea. Acest lucru ofera un indiciu asupra proceselor care au fi putut elimina acesti ani din registrul geologic.
„Ipoteza de baza este ca aceasta eroziune la scara larga a fost determinata de formarea si separarea supercontinentelor”, a spus Macdonald.
Ciclul de formare si separare a supercontinentului de pe Pamant ridica si erodeaza intinderi incredibile de roca pe perioade lungi de timp. Si, deoarece, prin definitie, procesele de supercontinent implica mult teren, efectele lor pot aparea destul de sincrone in registrul geologic.
Totusi, aceste procese nu se intamplă simultan, asa cum ar fi intr-un eveniment global, cum ar fi Snowball Earth. „Este un proces dezordonat”, a spus Macdonald. „Exista diferente si acum avem capacitatea de a rezolva aceste diferente si de a scoate acest registru.”
Desi rezultatele lui Macdonald sunt in concordanta cu o origine tectonica pentru aceste mari neconformitati, acestea nu incheie dezbaterea. Geologii vor trebui să completeze aceasta lucrare cu studii similare din alte regiuni ale lumii pentru a constrange mai bine aceste evenimente.
Misterul Marii Neconformitati este legat in mod inerent de doua dintre celelalte mari enigme ale geologiei: ascensiunea si caderea Pămantului de Zapada (Snowball Earth) si aparitia brusca a vietii complexe in perioadele Ediacaran si Cambrian. Progresul in oricare dintre aceste perioade geologice ar putea ajuta cercetatorii sa scoata in sfarsit totul la lumina.
„Explozia cambriana a fost dilema lui Darwin”, a remarcat Macdonald. „Aceasta este o intrebare veche de 200 de ani. Daca putem rezolva asta, cu siguranta am fi vedete rock.”
