Le Jack Hills sono localizzate nel Narryer Terrane del Yilgarn Craton nell’Australia occidentale, appartenenti una cintura dell’estensione di circa 90Km fortemente ripiegata e debolmente metamorfosata composta principalmente di rocce metasedimentarie silicoclastiche ed in minor misura di rocce mafiche/ultramafiche.
La cintura delle Jack Hills include BIF (Banded Iron Formations), silice, quarziti e meta-conglomerati intercalati da meta-arenarie. Le unità silicoclastiche della cintura sono state interpretate come depositi di delta alluvionali, sulla base della ripetizione di cicli sedimentari che evolvono da conglomerati basali, ad arenarie grossolane sino ad arenarie fini (Wilde and Pidgeon, 1990).
Localizzata in corrispondenza dell’Eranondoo Hill nella parte centrale della cintura si trova il famoso sito “W74” il cui nome corrisponde ad un campionamento effettuato in corrispondenza di un livello spesso circa 2 metri di conglomerato quarzitico ed effettuato per la prima volta dal gruppo della Curtin University. Tra i minerali accessori che caratterizzano questi conglomerati quarzitici si rinvengono zirconi detritici, cromite, pirite, fuchsite (varietà di muscovite metamorfosata ricca in Cromo) e tormalina. La datazione tramite SHRIMP (Sensitive High-Resolution Ion MicroProbe, un particolare spettrometro di massa) dei campionamenti effettuati nelle Eranondoo Hill ha fornito una datazione compresa tra 4.4 e 1.6Gy (Giga years o miliardi di anni). Considerate nel loro complesso quindi queste rocce includono un arco temporale compreso tra l’archeano ed il primo Proterozoico; l'analisi dei minerali inclusi, come vedremo, permetterà una prima interpretazione sull'atmosfera e l'idrosfera primitiva. La condizione della Terra nelle primeve epoche, nell’Archeano, è stato possibile ottenerla sulla base dell’analisi dei zirconi di origine detritica presenti in questi meta-conglomerati, datati a circa 3 Gy.
Lo Zircone è un nesosilicato di formula ZrSO4 ed è un minerale accessorio in tracce in molti graniti e rocce ignee felsiche. Grazie alla sua durezza (7.5 sulla scala di Mohs), ed è chimicamente inerte, lo zircone persiste facilmente in depositi sedimentari ed è un componente relativamente comune in molti depositi sabbiosi.
Il metodo Uranio-Piombo (U-Pb), in molte campionature di questi zirconi ha permesso di datare questi minerali a più di 4 Gy. In alcuni individui è visibile una netta zonatura ed un espemlare in particolare (la cui dimensione misura 100 x 220 µm) ha fornito una datazione di 4.374 ± 0.006 Gy.
Immagine tratta da: http://www.nature.com/ngeo/journal/v7/n3/fig_tab/ngeo2100_F1.html
Le inclusioni che si rinvengono in questi microcristalli sono caratterizzate da quarzo, K-feldspato, albite, magnetite e pirite; questo significa che il magma da cui questi cristalli hanno preso origine era già differenziato, saturo in quarzo e probabilmente di tipo granitico, consistente quindi con la presenza di una crosta continentale già all’epoca.
Quattro cristalli di zircone possiedono un rapporto dell’isotopo Ossigeno18 / Ossigeno16 assai elevato rispetto al rapporto che si trova nel mantello terrestre e questo indica che ci deve essere stata una cristallizzazione nel magma formatosi per subduzione e fusione di protoliti (un protolite è la roccia originaria NON metamorfosata da cui proviene la roccia che ha subito metamorfismo, per esempio uno scisto da un'argilla), aventi elevati valori in O18/O16 a causa di un interazione con liquidi a bassa temperatura in prossimità della superficie terrestre.
La migliore interpretazione che è data per giustificare queste condizioni ambientali è stata la presenza di acqua allo stato liquido (in maniera probabilmente intermittente) già 4.4 – 4.0 miliardi di anni fa. Se l’idrosfera doveva essere simile a quella attuale, di conseguenza le temperature dovevano essere al di sotto dei 200°. Tutto questo suggerisce quindi che è avvenuto un rapido raffreddamento della Terra in seguito all’accrezione della Terra, la formazione della Luna, del mantello e la cessazione (o importante diminuzione) del bombardamento meteorico.
Il campione illustrato di seguito proviene dal sito nelle Jack Hills presso cui questi zirconi sono stati estratti.
E' nettamente riconoscibile in sezione la tessitura del meta-conglomerato ed uno zoom su un singolo clasto mette in evidenza la particolare struttura quarzitico-arenacea dei singoli componenti:
Esemplare della collezione personale.
Parte dell'articolo è stato tratto da qui http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/97JC00880/abstract
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