Indizi su come i fluidi plasmano il nostro pianeta
I fluidi svolgono un ruolo fondamentale nell’evoluzione della crosta terrestre e influenzano processi quali la ridistribuzione degli elementi che formano preziose risorse minerali e giacimenti di idrocarburi. Per individuare e sfruttare responsabilmente tali riserve è necessario comprendere come, dove e quando i fluidi scorrono, partendo da una scala che va dai micrometri ai chilometri. «Comprendere i meccanismi alla base del trasporto di materiale nella crosta continentale terrestre è essenziale per la nostra prosperità in Europa», afferma Jan Wijbrans, l’ideatore di FluidNET(si apre in una nuova finestra) dell’Università VU Amsterdam(si apre in una nuova finestra), nei Paesi Bassi. «I geologi lo sottolineano da circa 20 anni e ora anche i responsabili delle politiche se ne stanno rendendo conto.»
I fluidi nella comprensione dei processi terrestri
Il progetto FluidNET, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), ha cercato di rafforzare le capacità europee in questo campo attraverso la ricerca e la formazione all’avanguardia. Dal punto di vista della ricerca, un obiettivo chiave era promuovere l’importanza dei fluidi nella comprensione dei processi terrestri. «Le scienze della Terra sono basate tendenzialmente sullo studio di solidi come rocce e minerali(si apre in una nuova finestra) », aggiunge Wijbrans. «In assenza dei fluidi, tuttavia, il quadro non è completo. I fluidi, ad esempio, influiscono sulla resistenza della roccia e agiscono come catalizzatori per le reazioni minerali.» Per promuovere questo campo, FluidNET ha riunito geologi che studiano le interazioni all’interno dei cristalli su scala nanometrica e micrometrica, con altri che studiano i processi su scala chilometrica. L’idea era che questa combinazione di competenze potesse aiutare a rispondere ad alcune domande fondamentali, tra cui quella sul comportamento di determinati flussi di fluidi, se agiscano come un rivolo continuo o erompano in modo improvviso.
Analizzare le rocce metamorfiche del basamento
La risposta a tali domande è stata affidata a 12 ricercatori all’inizio della carriera (ESR). Wijbrans ha lavorato a stretto contatto con un ESR, che ha concentrato l’attenzione sulle vene presenti nelle rocce metamorfiche del basamento dei Pirenei. Le rocce metamorfiche del basamento sono rocce cristalline più datate, spesso presenti in profondità sotto gli strati sedimentari. «Gran parte di questo basamento nei Pirenei si è formato verso la fine dell’era Paleozoica (circa 300 milioni di anni fa)», afferma Wijbrans. «Abbiamo prelevato campioni dalle vene di queste rocce, nei punti di raccolta e scorrimento dell’acqua, e li abbiamo analizzati nel nostro laboratorio.» Queste frazioni minerali sono poi state purificate in laboratorio su scala micrometrica. È stato riscontrato che i fluidi contenuti nei cristalli contenevano potassio disciolto, utilizzabile dai geologi per estrarre dati sull’età. Il team è stato anche in grado di accertare che il flusso di fluido attraverso questa roccia non avveniva in modo continuo, ma a impulsi. «Siamo riusciti a datare questi impulsi generati a intervalli di 10 milioni di anni», aggiunge Wijbrans. «Questa scoperta fornisce nuove ipotesi sulla formazione di alcuni minerali.»
Modellizzazione tettonica e degli impulsi fluidi
Questa specifica storia è diventata ancora più interessante quando la ricerca è stata ampliata per includere i movimenti tettonici. Circa 80 milioni di anni fa, la penisola iberica iniziò ad allontanarsi dal resto dell’Europa, mentre l’Africa si spingeva verso nord, formando i Pirenei, e ciò coincide con la modellizzazione degli impulsi fluidi di FluidNET. «La tempistica degli impulsi fluidi attraverso questa roccia potrebbe essere la causa o il risultato, non è mai possibile esserne del tutto certi in geologia, di questa convergenza tra Africa, Europa e Penisola Iberica», spiega Wijbrans. «Ad esempio, potrebbe indicare che i flussi di fluidi abbiano indebolito la roccia in determinati momenti, consentendo il verificarsi dei movimenti tettonici. Oppure, al contrario, la sollecitazione tettonica causata dall’avvicinamento della placca iberica potrebbe aver innescato il rilascio di fluidi, man mano che le zone di faglia venivano riattivate.» Un articolo su questa ricerca è attualmente in fase di revisione sulla rivista sottoposta a revisione paritaria «Tectonics». «Crediamo davvero di essere sulla strada giusta», conclude Wijbrans.
