Dokazi iz starodavnega odseka Zemljine skorje kažejo, da je bila Zemlja nekoč vodni svet, pred približno tremi milijardami let. Če je res, bo to pomenilo, da bodo morali znanstveniki ponovno razmisliti o razmišljanju o eksoplanetih in življenjski dobi. Prav tako bodo morali ponovno premisliti, kako se je začelo življenje na našem planetu.
Nov prispevek prikazuje te rezultate v reviji Nature Geoscience. Naslov prispevka je „Omejen arhejski kontinentalni nastanek, odražen v zgodnjem Arheju18Oceanski obogateni ocean. " Soavtorja sta Boswell Wing z univerze v Koloradu v Boulderju in njegov nekdanji podoktorski študent Benjamin Johnson z državne univerze Iowa.
Delo je osredotočeno na območje v avstralskem Outbacku, imenovano okrožje Panorama. V tej regiji na severozahodu Avstralije je plošča oceanskega dna stara 3,2 milijarde let, ki je obrnjena na njegovo stran. Košček skorje vsebuje kemične namige o morski vodi starodavne Zemlje.
"Ni vzorcev res starodavne oceanske vode, ki ležijo naokoli, vendar imamo kamnine, ki bi vplivale na to morsko vodo in se spomnili te interakcije," je dejal Johnson v sporočilu za javnost.
"Izvor in razvoj Zemljine biosfere sta oblikovali fizikalne in kemijske zgodovine oceanov."
Iz prispevka »Omejen arhejski kontinentalni nastanek, ki se odraža v zgodnjem Arheju18O-obogateni ocean.
Avtorji so želeli znova sprožiti razpravo o tem, kako je izgledala starodavna Zemlja, in v razpravi prebiti novo podlago.
V uvodu svojega prispevka oba avtorja pravita, da sta nastanek in razvoj Zemljine biosfere oblikovala fizikalna in kemijska zgodovina oceanov. Morske kemijske usedline in spremenjena oceanska skorja ohranjajo geokemični zapis teh zgodovin. Na primer, morske kemijske usedline povečujejo njihovo povečanje18O /16O razmerje med časom. "
Morske usedline so bile sčasoma dobro raziskane, vendar so avtorji te študije namesto tega pogledali starodavno skorjo. V starodavnih oceanih so bile shranjene različne vrste kisika, ki so se nato odlagale v skorjo. Znanstveniki so zbrali več kot 100 vzorcev starodavne kamnine in jo analizirali za dva kisikova izotopa: kisik-16 in kisik 18. Želeli so najti relativno količino vsakega izotopa v starodavni skorji in ga primerjati s količinami v usedlini.
Njihovi rezultati so pokazali več kisika-18 v skorji, ko je nastala pred 3,2 milijarde let, kar pomeni, da je imel ocean takrat več kisika-18. Par raziskovalcev pravi, da to pomeni, da ko se je ta skorja oblikovala, celin ni bilo. To je zato, ker če celine tvorijo, vsebujejo gline in te gline bi absorbirale težji kisik-18. Če bi bili pred tem celine pred 3,2 milijarde let, bi njihovi vzorci skorje imeli manj kisika-18.
Prevelik zaključek njihovega dela je, da so Zemljini oceani šli skozi dve različni državi: eno pred oblikovanjem celin in drugo po nastanku celin.
Na morju so bile veliko raziskane morske kemijske usedline, da bi poskušali združiti tvorbo celin na starodavni Zemlji. Kot pravi študija, ti starodavni usedline vključujejo „karbonate, fosfate, mikrokristalni silicijev dioksid in železove okside. Ker se ti minerali tvorijo neposredno iz vodnih vrst, lahko odražajo?18O vodi, s katero sobivajo. " Sedimenti so kot arhivski zapis Zemlje v tistem času, starejši sedimenti pa kažejo, da se vrednosti kisika-18 skozi čas nenehno povečujejo, vse do danes. Toda to delo je v nasprotju s tem in avtorji predlagajo, da se je kisik iz morske vode skozi čas zmanjšal.
Par znanstvenikov je zgradil model za starodavno Zemljo, ki je pokazal, da bi "začetek celinskega vremena v poznem Arheju pred tremi in 2,5 milijardami let prinesel18O obogaten zgodnji arhejski ocean do?18O vrednosti, podobne vrednosti sodobne morske vode. " Šele potem, ko so se celine oblikovale, bi lahko vrednosti kisika 18 začele izgledati kot sodobne vrednosti.
Čeprav ta študija kaže na možnost starodavne Zemlje kot vodnega sveta, to še ne pomeni, da je bil planet brez kopnega. Območna območja velikosti otokov ali celo mikro celine so morda obstajala takrat, vulkanske narave in zelo skalnata. Toda vrste ogromnih oblik zemlje, ki danes pokrivajo Zemljo, bogato z zemljo in visokimi gorskimi verigami, morda niso obstajale. Če bi ga imeli, bi vsebnost kisika 18 bolj spominjala na današnjo.
"Nič v tem, kar smo storili, ne govori, da ne morete imeti tečajev, mikro celin, ki štrlijo iz oceanov," je Wing dejal v sporočilu za javnost. "Ne verjamemo, da je prišlo do oblikovanja celinskih tal v svetovnem merilu, kakršna imamo danes."
Avtorji ne domnevajo, da je njihovo delo dokončen dokaz v tekoči razpravi o zgodnji Zemlji. Ugotavljajo, da so njihovi drugi možni razlogi za rezultate.
Če bi starodavne celine nastajale veliko počasneje kot sodobne celine, bi to lahko razložilo neskladje v kisiku-18. Možno je tudi, da gline, ki absorbirajo kisik-18, nastajajo v oceanu samem, namesto na celinah.
To kaže na trajno skrivnost v znanosti o Zemlji: kdaj točno so se oblikovale celine?
Po nekaterih dokazih je verjetno, da bi se celine lahko oblikovale le, ko bi jedro Zemlje oddajalo toploto in se ohladilo. Vsekakor se sodobne celine niso oblikovale šele po jurju. Pred tem je enotno celino Gondwana pokrivalo približno petino Zemljine površine. Wing želi preučiti mlajša območja Zemljine skorje, da bi poskušal jasneje določiti, kdaj so se oblikovale sodobne celine.
Ta študija se dotika tudi zgodnjega življenja na Zemlji ter kako in kdaj je nastala. Zgodnji oceani Zemlje, podobno kot sodobni oceani, so delovali kot zaščitni pas, ki "je skozi globok čas posredoval podnebne povratne spremembe med biosfero, atmosfero in geosfero ter tako pomagal zagotoviti dolgoročno planetarno življenjsko dobo."
Znanost je naslikala, kako je morda izgledala zgodnja Zemlja in kakšna je bila narava oceanov. Vendar še zdaleč ni končano. Dokazi so vsi zakopani, v skalo in v času. In ko poskušamo razumeti podnebne spremembe tukaj na Zemlji in ko postajamo vse boljši in boljši na eksoplanete, vsa ta vprašanja o starodavni Zemlji, oceanih in biosferi dobijo nov pomen.
Kot navajajo avtorji v svojem prispevku, je „zgodnja Zemlja brez nastajajočih celin morda spominjala na„ vodni svet “, kar zagotavlja pomembno okoljsko omejitev za nastanek in razvoj življenja na Zemlji, pa tudi morebiten obstoj drugod.“
"Zgodovina življenja na Zemlji zasleduje razpoložljive niše," je dejal Wing. "Če imate vodni svet, svet, ki ga pokriva ocean, potem suhe niše preprosto ne bodo na voljo."
Več:
- Raziskovalni članek: Omejen arhejski kontinentalni nastanek se odraža v zgodnjem arhejskem 18O obogatenem oceanu
- Sporočilo za javnost: Zgodnja Zemlja je morda bila "vodni svet"
- Wikipedia: Ocean Planet
