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La Terra dallo spazio: l’attuale teoria sulla formazione dell’occhio del Sahara

Non si conosce ancora l’origine della Struttura di Richat, in Mauritania, una delle formazioni geologiche più ammirate dagli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale. Per millenni è rimasto nascosto alla vista dei più. Poi, con l’avvento delle missioni spaziali, dei satelliti e della ISS, l’Occhio del Sahara, una formazione geologica circolare nel deserto del Sahara occidentale, è divenuto uno dei soggetti fotografici più interessanti del Nord Africa. Che cosa ha dato origine a questa “cicatrice” della Terra di circa 40 km di diametro? La questione è al centro di un articolo su Business Insider.

Inizialmente, la Struttura di Richat – questo il nome scientifico della formazione – era creduta un cratere da impatto. Agli astronauti della missione Gemelli IV, in orbita per quattro giorni intorno alla Terra, fu chiesto di cercare dall’alto ogni formazione circolare che potrebbe essere riconducibile a strutture da impatto, ma l’area dell’Occhio non è stato trovato alcun segno di roccia fusa. Un dato che ha fatto scartare questa ipotesi.

 

occhio del sahra
La cupola Richat è una spettacolare struttura circolare situata nella parte mauritana del deserto del Sahara. L’attuale livello di erosione di questo complesso igneo presenta un’ampia varietà di rocce estrusive e intrusive contrastanti da regioni di sorgente superficiale a profonda che forniscono informazioni sul processo magmatico all’origine del complesso. Il Richat è la sovrapposizione di una suite tholeiitica bimodale incisa da rocce magmatiche carbonatitiche e kimberlitiche. La serie bimodale è caratterizzata da due dighe anulari concentriche gabbroiche e due centri rudolitici estrusivi che rappresentano il residuo di due sistemi maar. I magmi sottosaturi di silice si verificano come dighe di carbonatite, un tappo di kimberlite e davanzali di kimberlite estrusi lungo le vecchie anisotropie regionali che riempiono i difetti di sciopero del destrezza NNE-SSW e gli squilibri di tensione dell’eco. Un intenso evento idrotermale a bassa temperatura ha interessato la zona di Richat. È responsabile, in particolare, della mega-breccia centrale del collasso carsico, dell’alterazione dei rioliti, dell’alterazione potassica dei gabbi e dell’arricchimento isotopico stabile nelle carbonatiti. L’eredità strutturale ha avuto un ruolo importante nella storia del complesso Richat. Le anisotropie preesistenti fungevano da via per l’ascesa di fondenti astenosferici e subcontinentali e consentivano la coesistenza di magmi alcalini e tholeiitici all’interno dello stesso complesso igneo.

Oggi la teoria più accreditata, sostenuta da due geologi canadesi, fa risalire l’origine della struttura a più di 100 milioni di anni fa, al momento della separazione del supercontinente Pangea dovuta alla deriva dei continenti. Mentre gli attuali Africa e Sud America si allontanavano, la roccia fusa spinta verso la superficie formò una cupola di strati rocciosi dove oggi si trova l’Occhio (che sarebbe così una specie di grosso foruncolo sulla crosta terrestre). Questo fenomeno generò anche linee di faglia intorno e attraverso la struttura, nonché la dissoluzione della pietra calcarea al centro di essa.

La successiva eruzione dell’Occhio fece collassare la cupola, e l’erosione ha completato l’opera, con gli anelli che vediamo ancora oggi che indicano i vari tipi di roccia che si sono consumati a ritmi diversi. Il punto più chiaro al suo centro sarebbe invece roccia vulcanica affiorata durante l’eruzione.

Cosa dice la scienza

La struttura Richat è una cupola profondamente erosa, leggermente ellittica, con un diametro di 40 chilometri. La roccia sedimentaria esposta in questa cupola varia nel periodo che va dal tardo proterozoico al centro della cupola all’arenaria di Ordoviciano attorno ai suoi bordi. Le rocce sedimentarie che compongono questa struttura si tuffano verso l’esterno a 10-20 °. L’erosione differenziale di strati danneggiati di quarzite ha creato cuestas circolari ad alto rilievo. Il suo centro è costituito da una breccia silicea che copre l’area di almeno 30 chilometri di diametro.

Struttura di Richat

Esposte all’interno della struttura Richat sono una varietà di rocce ignee intrusive ed estrusive. Include rocce vulcaniche riolitiche, gabbi, carbonatiti e kimberlite. Le rocce riolitiche sono costituite da flussi di lava e rocce tufacee idrotermicamente alterano che fanno parte di due distinti centri eruttivi, che sono interpretati come resti erosi di due maar. Secondo la mappatura del campo e i dati aeromagnetici, le rocce gabbroiche create due dighe ad anello concentrico. La diga dell’anello interno ha una larghezza di circa 20 m e si trova a circa 3 km dal centro della struttura Richat. La diga dell’anello esterno ha una larghezza di circa 50 m e si trova a circa 7 a 8 km dal centro di questa struttura. Trentadue dighe e davanzali in carbonatite sono stati mappati all’interno della struttura Richat. Le dighe sono generalmente lunghe circa 300 m e in genere da 1 a 4 m di larghezza. Sono costituiti da carbonatiti massicce che sono per lo più prive di vescicole. Le rocce di carbonatite sono state datate come raffreddate tra 94 e 104 milioni di anni fa. Una spina kimberlitica e diversi davanzali sono stati trovati nella parte settentrionale della struttura Richat. La spina kimberlite è stata datata a circa 99 milioni di anni. Queste rocce ignee intrusive sono interpretate come indicanti la presenza di una grande intrusione ignea alcalina che attualmente sta alla base della Struttura Richat e l’ha creata creata dalla roccia sovrastante.

Le caratteristiche idrotermali spettacolari fanno parte della struttura Richat. Includono la vasta alterazione idrotermale di rioliti e gabbi e una megabreccia centrale creata dalla dissoluzione e dal collasso idrotermici. La megabreccia silicea ha uno spessore di almeno 40 m al centro e uno spessore di pochi metri lungo i bordi. La breccia è costituita da frammenti di materiale ceroso di colore da bianco a grigio scuro , arenaria arricchita di quarzo , noduli diagenetici di cheratina e calcare stromatolitico ed è intensamente silicizzata. L’alterazione idrotermale, che ha creato questa breccia, è stata datata per essere avvenuta circa 98,2 ± 2,6 milioni di anni fa usando il metodo 40Ar / 39Ar.

Interpretazione

La struttura Richat è considerata dai geologi una cupola geologica altamente simmetrica e profondamente erosa . Fu descritto per la prima volta negli anni ’30 -’40, come il cratere Richât o l’asola Richât ( boutonnière du Richât ). Richard-Molard (1948) lo considerò il risultato di una spinta laccoliticaUna spedizione geologica in Mauritania guidata da Théodore Monod nel 1952 registrò quattro “irregolarità crateriformi o circolari” ( incidenti cratériformes ou circulaires ) nell’area, Er Richât , Aouelloul (a sud di Chinguetti ), Temimichat-GhallamanTenoumer .

L’origine di Er Richât come struttura d’impatto (come è chiaramente il caso degli altri tre) è stata brevemente presa in considerazione, ma studi più approfonditi negli anni ’50 e ’60 hanno suggerito che fosse formata da processi terrestri. Dopo approfonditi studi sul campo e di laboratorio negli anni ’60, non è stata trovata alcuna prova credibile del metamorfismo da shock o di qualsiasi tipo di deformazione indicativa di un impatto extraterrestre di ipervelocità . Mentre la coesite, un indicatore del metamorfismo da shock, inizialmente era stata segnalata come presente nei campioni di roccia raccolti dalla struttura di Richat, un’ulteriore analisi dei campioni di roccia ha concluso che la barite era stata erroneamente identificata come coesite.

Il lavoro di datazione della struttura è stato svolto negli anni ’90. Studio rinnovato sulla formazione della struttura di Matton et al. (2005) e Matton (2008) hanno confermato la conclusione che non si tratta di una struttura di impatto. La distribuzione circolare di creste e valli è spiegata come la formazione di cuestas dall’erosione differenziale di strati di roccia dura e morbida alternati sollevati come una cupola da un complesso igneo alcalino sottostante di età cretacea.

Uno studio multianalitico del 2011 sulle megabreccia di Richat ha concluso che i carbonati all’interno delle megabreccia ricche di silice sono stati creati da acque idrotermali a bassa temperatura e che la struttura richiede una protezione speciale e ulteriori indagini sulla sua origine.

ESA: Richat structure, Mauritania | Desert bullseye

Archeologia

La struttura Richat, nota anche come Guelb er-Richât nell’Adrara mauritana è il luogo di eccezionali accumuli di manufatti acheuleani. Questi siti archeologici di Acheulean sono situati lungo i wadi che occupano la depressione anulare più esterna di questa struttura. Nelle stesse aree sono stati rinvenuti strumenti in pietra pre-acheuleana. Questi siti sono associati a affioramenti freddi e caotici di quarziteche forniva la materia prima necessaria per la fabbricazione di questi manufatti. I siti Acheuleani più importanti e i loro affioramenti associati si trovano lungo il nord-ovest dell’anello esterno, da cui Wadi Akerdil si dirige a est e Wadi Bamouere a ovest

Sono stati trovati anche punti di lancia neolitica sparsi e ampiamente sparsi e altri manufatti. Tuttavia, poiché questi siti furono scoperti per la prima volta da Theodore Monod nel 1974, la mappatura dei manufatti all’interno dell’area della Struttura Richat li ha trovati generalmente assenti nelle sue depressioni più interne. Finora, né i depositi nascosti riconoscibili né le strutture artificiali sono state riconosciute e riportate dalla Struttura Richat. Questo viene interpretato come indicante che l’area della struttura Richat è stata utilizzata solo per la caccia a breve termine e la produzione di utensili in pietra. La ricchezza apparente locale di artefatti di superficie è il risultato della concentrazione e della miscelazione mediante deflazione su più cicli glaciale – interglaciale .

occhio del sahra

Gli artefatti si trovano, tipicamente ridepositati, sgonfiati, o entrambi, nel tardo pleistocene nel fango ghiaioso dei primi oloceni, ghiaia fangosa, sabbia argillosa e sabbia limosa. Questi sedimenti sono spesso cementati in entrambi i concrezioni masse o letti da calcrete. Le creste sono tipicamente costituite da roccia fresca fortemente alterata che rappresenta i paleosoli cenozoici troncati che si è formato in ambienti tropicali. I sedimenti dal pleistocene all’ospite medio si verificano lungo i wadi come accumuli sottili, spessi da una metro a meno di una metro nelle depressioni anulari all’interno fino a 3-4 spessi accumuli lungo i wadi nella depressione anulare più esterna della Richat Struttura.

I depositi ghiaiosi sono costituiti da una miscela di ghiaccio di pendenza, flusso di detriti e depositi fluviatili o addirittura di flusso torrenziale. I depositi sabbiosi a grana fine sono costituiti da depositi lacustri eoliani e di playa. Quest’ultimo contiene fossili di acqua dolce ben conservati. Numeroso, concordante radiocarboniodato, che rappresenta la maggior parte di questi sedimenti è accumulato tra il 15.000 e l’8.000 a.C. durante il periodo umido africano. Questi depositi si trovano direttamente sul substrato roccioso profondamente eroso e esposto alle intemperie.

La teoria attuale su come si è formata

Gli scienziati hanno ancora domande sull’occhio del Sahara, ma due geologi canadesi hanno  una teoria funzionante sulle sue origini. Pensano che la formazione dell’occhio sia iniziata più di 100 milioni di anni fa, quando il supercontinente Pangaea fu lacerato dalla tettonica a zolle e quelli che ora sono l’Africa e il Sud America si stavano  allontanando l’ uno dall’altro.

La roccia fusa si innalzò verso la superficie ma non arrivò fino in fondo, creando una cupola di strati di roccia, come un brufolo molto grande. Ciò ha anche creato linee di faglia che circondano e attraversano l’occhio. La roccia fusa ha anche dissolto il calcare vicino al centro dell’occhio, che è crollato per formare un tipo speciale di roccia chiamata breccia.

Poco dopo 100 milioni di anni fa, l’occhio scoppiò violentemente. Ciò ha fatto crollare parzialmente la bolla e l’erosione ha fatto il resto del lavoro per creare l’Occhio del Sahara che conosciamo oggi. Gli anelli sono fatti di diversi tipi di roccia che si erodono a velocità diverse. Il cerchio più chiaro vicino al centro dell’occhio è la roccia vulcanica creata durante quell’esplosione.

Gli astronauti moderni adorano l’Occhio perché gran parte del deserto del Sahara è un mare ininterrotto di sabbia. L’Occhio è una delle poche interruzioni della monotonia ed è diventato un punto di riferimento chiave.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. Bartels, Meghan (12 luglio 2016). “Gli scienziati hanno ancora domande sul misterioso Occhio del Sahara” . Insider aziendale . 3 ottobre 2018 
  2. Matton, G. (2008). “The Cretaceous Richat Complex (Mauritania); a peri-Atlantic alkaline” (PDF) . Chicoutimi, Quebec, Canada : Université du Québec à Chicoutimi .
  3. Matton, Guillaume; Jébrak, Michel; Lee, James KW (2005). “Risolvere l’enigma di Richat: doming e karstificazione idrotermale sopra un complesso alcalino”. Geologia . 33 (8): 665–68. doi : 10.1130 / G21542AR.1 .
  4. Woolley, AR (2001) Rocce alcaline e carbonatiti del mondo, parte 3: Africa . Londra, Regno Unito, The Geological Society of London. ISBN 978-0-412-61410-1 
  5. Netto, AM, J. Fabre, J., G. Poupeau e M. et Champemmois (1992) Datations per tracce di fissioni della struttura circolare di Richats. Compte Rendus de ‘Académie des Sciences. v. 314, pagg. 1179–86.
  6. Jacques Richard-Molard, La boutonnière du Richât en Adrar Mauritanien Acad. Sci. Compte Rendus, vol. 227, 142f.
  7. Dietz, RS, R. Fudali e W. Cassidy (1969) Richat e Semsiyat Domes (Mauritania): Not Astroblemes . Geological Society of America. v. 80, n. 7, pagg. 1367–72.
  8. Fudali, RF (1969) Coesite from the Richat Dome, Mauritania: A Misidentification . Scienza. 166, n. 3902, pagg. 228–30
  9. Découverte – L’énigme de Richat (francese) , un video documentario di Radio Canada.
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