L origine della Terra e l evoluzione del pianeta solido. By Pietro Marescotti

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Leonzia Zanetti
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1 L origine della Terra e l evoluzione del pianeta solido By Pietro Marescotti Geologia, microbiologia e il mistero dell origine della vita Aula Magna Liceo Scientifico G.D. Cassini Mercoledì 22 Novembre 2017

2 The Early Earth : l Adeano

3 4200? Unità Geocr. Intervallo (Ma) Esempio EONE > 500 Fanerozoico ERA Mesozoico PERIODO Giurassico EPOCA Pliocene ETA 2-10 Tortoniano

4 Età sistema solare: 4,567 Ga Età pianeta terra: 4,500 Ga

5 L Adeano the geological Dark Age

attuale in un periodo compreso tra 10 e 100 Ma (la Terra continua a crescere ancora oggi con 10 6-10 7 Kg/anno

6 L Adeano inizia con la formazione del pianeta e termina con la formazione del primo oceano (i primi sedimenti di origine marina sono datati 3,8 Ga) Rapida crescita del pianeta: la Terra raggiunge una massa prossima a quella attuale in un periodo compreso tra 10 e 100 Ma (la Terra continua a crescere ancora oggi con Kg/anno di meteoriti) Prima differenziazione del pianeta con formazione del nucleo metallico attraverso processi gravitativi

7 Canada s NW Territories SW Greenland Australia s W regions

8 Zircons the tiny time capsule (Valley, 2005) Zircons are forever (Valley et al.2005) Lo zircone ZrSiO 4

Accezione Classica 3,8 Ga (Issua Sedments) (Età dei più antichi sedimenti marini) Nuove evidenze 4.

(W-Australia) à esistenza rocce già in questi stadi precoci (proto-continenti?

16 O) suggeriscono la presenza di acqua allo stato liquido intorno a 4,2 Ga Tracce come Ti e Hf

9 Accezione Classica 3,8 Ga (Issua Sedments) (Età dei più antichi sedimenti marini) Nuove evidenze 4.2 Ga (Jack Hills zircons) (Datazioni Isotopiche Zirconi) Zircone (ZrSiO 4 ) Zirconi datati 4,4 Ga (W-Australia) à esistenza rocce già in questi stadi precoci (proto-continenti?) à rapido raffreddamento della superficie del pianeta Elevati rapporti isotopici dell ossigeno ( 18 O/ 16 O) suggeriscono la presenza di acqua allo stato liquido intorno a 4,2 Ga Tracce come Ti e Hf suggeriscono la presenza di rocce granitiche Prime speculazioni sulla possibilità dell esistenza di vita già in questo stadio primitivo del pianeta Terra

(Alliday, 2006) Secondo calcoli termodinamici le prime porzioni di crosta terrestre hanno iniziato a solidificarsi già dopo 10 Ma Progressivamente le rocce consolidate hanno isolato la parte esterna

produceva un energia termica inferiore di circa il 30% rispetto a quella attuale L insieme delle evidenze sperimentali e dei modelli termodinamici spingono a supporre che la superficie della Terra si

11 (Alliday, 2006) Secondo calcoli termodinamici le prime porzioni di crosta terrestre hanno iniziato a solidificarsi già dopo 10 Ma Progressivamente le rocce consolidate hanno isolato la parte esterna solida dalla parte interna del pianeta L atmosfera primordiale non era ancora in grado di isolare termicamente il pianeta determinando una rapida dispersione del calore Il sole, a questo stadio, produceva un energia termica inferiore di circa il 30% rispetto a quella attuale L insieme delle evidenze sperimentali e dei modelli termodinamici spingono a supporre che la superficie della Terra si sia raffreddata molto rapidamente dopo la nascita del pianeta e che le condizioni per l esistenza di grandi masse d acqua si siano verificate ben prima (almeno 400 Ma) di quanto supposto sulla base delle datazioni dei primi sedimenti marini

12 Koeberl, 2006 La nuova domanda: Perché esistono così poche testimonianze geologiche di questo periodo?

13 The Late Heavy Bombardment (LHB: 3.9 Ga) Extrapolated moon accretion rate

Questo evento è stato datato 3,85 ± 0.05 Ga (Ryder et al. 2000).

14 I crateri lunari, su Marte e altri pianeti del Sistema Solare forniscono abbondanti evidenze di un evento di intenso bombardamento (LBH event) da parte di comete e asteroidi che deve aver interessato anche la superficie della Terra. Questo evento è stato datato 3,85 ± 0.05 Ga (Ryder et al. 2000). Secondo i recenti modelli questo evento drammatico non sarebbe stato sufficiente a far evaporare interamente gli oceani Adeani ed eventualmente ad aver determinato un estinzione di massa di ipotetiche forme di vita Adeane

15 Sviluppo rapido di una superficie terrestre fredda Esistenza masse continentali già nei primi stadi di evoluzione del pianeta Esistenza di estese masse d acqua (oceani Adeani) Esistenza di un atmosfera densa largamente dominata da CO2 Possibili forme di vita Adeane?

16 The Early LIfe : l Archeano (4-2,5 Ga)

L'informazione paleobiologica è conservata sotto forma di fossili morfologici e chimici, di distribuzioni isotopiche e di geochimica dei sedimenti.

l'esistenza di microrganismi fotoautotrofi, forse cianobatteri, e il ciclo del carbonio produceva un frazionamento isotopico del carbonio simile a quello riscontrabile in rocce più recenti.

17 L'informazione paleobiologica è conservata sotto forma di fossili morfologici e chimici, di distribuzioni isotopiche e di geochimica dei sedimenti. SW Greenland Le evidenze più antiche di esistenza di forme sono state trovate nei sedimenti marini di Isua (3,8 Ga) E accertato che intorno a 3,5 Ga la vita si era ben affermata tanto da permettere l'esistenza di microrganismi fotoautotrofi, forse cianobatteri, e il ciclo del carbonio produceva un frazionamento isotopico del carbonio simile a quello riscontrabile in rocce più recenti. Le stromatoliti (le più antiche di 3,1 Ga sono in Sudafrica) testimoniano la diffusa attività di cianobatteri Le stromatoliti (dal greco strōma, tappeto, coperta e lìthos, pietra) sono strutture sedimentarie, appartenenti al gruppo dei calcari biocostruiti con una fine stratificazione, dovuta all'attività di microrganismi bentonici fotosintetici, specialmente cianobatteri (alghe azzurre). A partire da 2,8 Ga tuyte le evidenze indicano la diffusa presenza di tappeti di cianobatteri e l'esistenza di cicli biologici con produzione e consumo di metano. Poiché la produzione di metano è una caratteristica esclusiva di alcuni archeobatteri, si ha prova dell'esistenza di due dei super-regni della vita.

19 GRANDE EVENTO OSSIDATIVO (2,45 Ga Proterozoico) GRANDE OSSIDAZIONE CRISI DELL OSSIGENO CATASTROFE DELL OSSIGENO

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