Dokazi s drevnog dijela Zemljine kore govore da je Zemlja nekad bila vodeni svijet, prije nekih tri milijarde godina. Ako je istina, to će značiti da znanstvenici trebaju preispitati razmišljanje o egzoplaneti i pogodnosti za život. Oni će također morati preispitati svoje razumijevanje kako je započeo život na našoj planeti.
Novi rad predstavlja ove rezultate u časopisu Nature Geoscience. Naslov rada je „Ograničena arhejska kontinentalna pojava odražena u ranom Arheju18Ocean obogaćen O-om. " Koautori su Boswell Wing sa Sveučilišta u Coloradu, Boulder, i njegov bivši post-doc student, Benjamin Johnson na Državnom sveučilištu Iowa.
Rad je fokusiran na područje u australijskoj udaljenosti pod nazivom Panorama distrikt. U toj regiji na sjeverozapadu Australije nalazi se ploča s oceanskim dnom stara 3,2 milijarde godina, koja je okrenuta na njenoj strani. Komad kore sadrži kemijske tragove o morskoj vodi drevne Zemlje.
"Ne postoje uzorci zaista drevne oceanske vode koji leže okolo, ali mi imamo stijene koje su djelovale na interakciju s morskom vodom i sjećali se se te interakcije", rekao je Johnson u priopćenju za javnost.
"Podrijetlo i evolucija biosfere Zemlje oblikovali su fizičke i kemijske povijesti oceana."
Iz rada „Ograničeni arhejski kontinentalni nastanak odražen u ranom Arheju18O obogaćen ocean.
Autori su htjeli ponovo pokrenuti raspravu o tome kako je izgledala drevna Zemlja i razbiti novo tlo u raspravi.
U uvodu svog rada, dva autora kažu „Podrijetlo i razvoj Zemljine biosfere oblikovali su fizička i kemijska povijest oceana. Morski kemijski sedimenti i izmijenjena okeanska kora čuvaju geokemijski zapis tih povijesti. Primjerice, morski kemijski sedimenti pokazuju njihov porast18O /16O omjer vremena. "
Morski sedimenti su s vremenom dobro proučeni, ali autori ove studije umjesto toga pogledali su drevnu koru. Drevni oceani su držali različite vrste kisika koji su se tada taložili u kore. Znanstvenici su skupili preko 100 uzoraka drevne stijene i analizirali je na dva izotopa kisika: kisik-16 i kisik 18. Željeli su pronaći relativnu količinu svakog izotopa u drevnoj kori, kako bi ga usporedili s količinama sedimenta.
Njihovi rezultati pokazali su više kisika-18 u kori kada je nastao prije 3,2 milijarde godina, što znači da je tadašnji ocean imao više kisika-18. Par istraživača kaže da to znači da kad se formirala ta kora, nije bilo kontinenata. To je zato što kad se kontinenti formiraju, sadrže gline, a te bi gline apsorbirale teže kisik-18. Dakle, da je bilo kontinenata prije 3,2 milijarde godina, njihovi uzorci kore imali bi manje kisika-18.
Zaključak njihovog rada je da su Zemljini okeani prošli kroz dva različita stanja: jedno prije formiranja kontinenata i jedno nakon formiranja kontinenata.
Pomorski su proučavani morski kemijski sedimenti kako bi pokušali spojiti formacije kontinenata na drevnoj Zemlji. Kao što studija kaže, ti drevni sedimenti uključuju „karbonate, fosfate, mikrokristalni silicijev dioksid i željezove okside. Kako se ovi minerali formiraju izravno iz vodenih vrsta, mogu li odražavati?18O vodi s kojom koegzistiraju. " Sedimenti su poput arhivskog zapisa Zemlje u to vrijeme, a stariji sedimenti pokazuju vrijednosti kisika-18 koje se neprestano povećavaju kroz vrijeme, sve do danas. No, ovo je djelo u suprotnosti s tim, a autori sugeriraju da se kisik iz morske vode s vremenom smanjivao.
Par znanstvenika konstruirao je model za drevnu Zemlju pokazujući kako bi "pokretanje kontinentalnog vremena u kasnom Arheanu, prije 3 i 2,5 milijarde godina, povuklo18O obogaćeni rani arhejski ocean na?18O vrijednosti slične onima moderne morske vode. " Tek nakon što su se stvorili kontinenti, vrijednosti kisika 18 mogu početi izgledati kao moderne vrijednosti.
Iako ovo istraživanje ukazuje na mogućnost drevne Zemlje kao vodenog svijeta, to ne znači da je planet ostao bez ikakvih kopnenih oblika. Područja veličine otoka, ili čak mikro-kontinenti, možda su postojala u to vrijeme, vulkanske prirode i vrlo kamenita. Ali vrste golemih oblika kopna koji danas prekrivaju Zemlju, bogatu tlom i visokim planinskim lancima, možda nisu postojali. Da ih ima, sadržaj kisika 18 smatrao bi se sličnijim današnjim.
"Ništa u onome što smo učinili ne govori da ne možete imati male, mikro kontinente koji strše iz oceana", rekao je Wing u priopćenju za javnost. "Mi samo ne mislimo da je došlo do stvaranja kontinentalnih tla u globalnom razmjeru kao danas."
Autori ne sugeriraju da je njihov rad konačni dokaz u tekućoj raspravi oko rane Zemlje. Napominju da su njihovi drugi mogući razlozi za rezultate.
Ako su se stari kontinenti formirali mnogo sporije od modernih kontinenata, to bi moglo objasniti odstupanje između kisika-18. Također je moguće da se gline koje apsorbiraju kisik-18 nastaju u samom oceanu, a ne na kontinentima.
To ukazuje na trajnu misteriju u znanosti o Zemlji: kada su se točno formirali kontinenti?
Prema nekim dokazima vjerovatno je da bi se kontinenti mogli oblikovati samo dok se jezgra Zemlje prolijevala i hladila. U svakom slučaju, moderni kontinenti nisu se oblikovali tek nakon Jurja. Prije toga, jedan super kontinent Gondwana pokrivao je oko petine Zemljine površine. Wing želi ispitati mlađa područja Zemljine kore kako bi pokušala jasnije odrediti kada su se formirali moderni kontinenti.
Ova se studija također dotiče ranog života na Zemlji, te kako i kada je nastala. Rani okeani Zemlje, poput modernih okeana, djelovali su kao tampon koji je „posredovao klimatskim povratnim informacijama između biosfere, atmosfere i geosfere kroz duboko vrijeme, pomažući osigurati dugoročno planetarno stanovanje“.
Znanost je naslikala kako je možda izgledala rana Zemlja i kakva je priroda oceana. Ali to je daleko od kraja. Dokazi su svi pokopani, u stijeni i u vremenu. I dok želimo da razumijemo klimatske promjene ovdje na Zemlji, i kako postajemo sve bolji i bolji u pogledu na egzoplanete, sva ta pitanja o drevnoj Zemlji, oceanima i biosferi poprimaju novu važnost.
Kao što autori kažu u svom radu, „Rana Zemlja bez novih kontinenata možda je nalikovala„ vodenom svijetu “, pružajući važno okolišno ograničenje nastanku i razvoju života na Zemlji, kao i mogućem postojanju negdje drugdje.“
"Povijest života na Zemlji prati dostupne niše", rekao je Wing. "Ako imate vodeni svijet, svijet prekriven oceanom, suhe niše jednostavno neće biti dostupne."
Više:
- Istraživački rad: Ograničena arhejska kontinentalna pojava odrazila se na rani arhejski 18O obogaćeni ocean
- Priopćenje za javnost: Rana Zemlja možda je bila "vodeni svijet"
- Wikipedia: Ocean Planet
