Cratere di Vredefort: la cicatrice da 300 km dell'asteroide che colpì la Terra 2 miliardi di anni fa

Sorvolando la provincia del Free State, in Sudafrica, a circa 120 km a sud-ovest di Johannesburg, le immagini satellitari mostrano una serie di anelli concentrici di colline rotondeggianti, un disegno geologico che sulla Terra non si trova da nessun'altra parte. È quel che resta del cratere di Vredefort, il più grande cratere d'impatto verificato del pianeta, formatosi 2,023 miliardi di anni fa nell'era Paleoproterozoica.

Patrimonio dell'Umanità UNESCO dal 2005, il cosiddetto Vredefort Dome è ciò che rimane del rimbalzo elastico delle rocce sotto il punto di impatto: una struttura semi-anulare di 70 km di diametro, intorno alla cittadina che gli dà il nome. Il cratere originale, però, era enormemente più esteso.

L'impatto che modellò un emisfero

Secondo lo studio della University of Rochester pubblicato nel 2022 sul Journal of Geophysical Research: Planets, l'asteroide che lo creò aveva un diametro stimato tra 20 e 25 km (più del doppio del Chicxulub che, 66 milioni di anni fa, sterminò i dinosauri non aviari). Le simulazioni numeriche del team di Natalie Allen e Miki Nakajima indicano una velocità d'impatto attorno ai 15-20 km/s e un cratere transient di circa 300 km di diametro, espanso poi per rilassamento gravitazionale a oltre 250 km finali. Sopra l'area dell'impatto si formò un'onda di calore tale da sciogliere una crosta di 70 km di profondità.

Il 2,023 miliardi di anni è una datazione precisa al milione, ottenuta con uranio-piombo su zirconi shock-metamorfizzati estratti dalle rocce del nucleo della struttura. Il dato è confermato dalla Geological Society of South Africa e dall'USGS.

Perché Vredefort non assomiglia a un cratere

Chi si aspetta di vedere una depressione circolare resta deluso. In 2 miliardi di anni l'erosione ha cancellato la conca originaria, asportando tra 7 e 11 km verticali di rocce. Quel che resta in superficie è il central uplift: la "colonna" di rocce profondissime sollevata di slancio dal rimbalzo elastico immediatamente dopo l'impatto, e poi esposta dall'erosione.

Questa stessa dinamica spiega un "bonus geologico" che ha fatto la fortuna del Sudafrica: il cratere si trova all'interno del bacino del Witwatersrand, lo stesso che contiene i giacimenti d'oro più ricchi mai sfruttati. Senza l'impatto, le vene aurifere — sepolte tre chilometri sotto la superficie — sarebbero rimaste inaccessibili: l'asteroide le portò in alto, e duecento anni di miniere ne hanno estratto un terzo di tutto l'oro mai prodotto dall'umanità.

I marker geologici del disastro

I geologi riconoscono un impatto del genere da segni inequivocabili. Nelle rocce del Vredefort si trovano coni di shock (shatter cones) lunghi fino a 10 metri, struttura di frattura conica che si forma solo a pressioni tra 2 e 30 gigapascal — pressioni impossibili per qualsiasi processo tettonico ordinario. Sono visibili a occhio nudo lungo le pareti delle gole della zona di Parys, e fanno parte del sito UNESCO.

Ci sono anche le pseudotachiliti, vetri di frizione neri che ricoprono superfici di rottura, formati dalla fusione istantanea delle rocce sotto le onde d'urto. Una vena di pseudotachilite vicino al fiume Vaal è larga oltre 90 metri e profonda chilometri: la più grande mai osservata sulla Terra. Per produrla servono temperature superiori ai 1.500 °C in pochi millisecondi.

Effetti planetari di un colpo del genere

Un impatto di questa magnitudine, oggi, sarebbe catastrofico per la biosfera. Ma 2 miliardi di anni fa la vita sulla Terra era esclusivamente microbica: cianobatteri che proprio in quell'epoca stavano accumulando ossigeno nell'atmosfera (la Grande Ossigenazione è collocata circa 200 milioni di anni prima). Le ricerche più recenti, riportate dalla National Science Foundation americana, ipotizzano che l'impatto abbia immesso nell'atmosfera enormi quantità di polveri e gas serra, alterando il clima globale per migliaia di anni e contribuendo a estinzioni microbiche di massa difficili da provare con i fossili dell'epoca.

Petroglifi sopra il cratere

Ma Vredefort ha anche una storia umana. Nel 2010 archeologi sudafricani hanno mappato sulle rocce vetrificate dell'anello esterno oltre 700 incisioni rupestri di età compresa tra 8.000 e 1.000 anni fa, opera dei San e di gruppi Khoekhoe che dipingevano gazzelle, elefanti e figure umane direttamente sulle superfici levigate dall'impatto. La datazione delle incisioni, basata sul tasso di patina dei minerali, è descritta in dettaglio da articoli divulgativi delle missioni archeologiche.

Il cratere si visita ancora oggi. La cittadina di Parys è il punto di partenza per tour geologici sull'anello collinare. Per chi ha occhio (e una mappa geologica) il viaggio attraverso il bordo del cratere è uno dei racconti più diretti che il pianeta possa offrire della propria violenta giovinezza.