A földkéreg ősi szakaszából származó bizonyítékok arra utalnak, hogy a Föld egykor vízvilág volt, körülbelül három milliárd évvel ezelőtt. Ha ez igaz, az azt jelenti, hogy a tudósoknak át kell gondolniuk az egzoplanetek és az alkalmazhatóság körüli gondolkodást. Azt is meg kell vizsgálniuk, hogy miként kezdődött az élet a bolygónkon.
Egy új cikk bemutatja ezeket az eredményeket a Nature Geoscience folyóiratban. A cikk címe: „Korlátozott régészeti kontinentális megjelenés a korai régészetben18O-dúsított óceán. A társszerzők Boswell Wing a Boulder-i Colorado Egyetemen és korábbi posztdoktori hallgatója, Benjamin Johnson az Iowa Állami Egyetemen.
A munka az ausztrál Outback területén a Panoráma kerületnek nevezett területre koncentrál. Az ausztráliai északnyugati régióban egy 3,2 milliárd éves óceánfenék van, amelyet oldalra fordítottak. A kéreg darabja kémiai információkat tartalmaz az ősi Föld tengervízéről.
"Nincs olyan minta, amely valóban ősi óceánvízből fekszik, de vannak olyan sziklák, amelyek kölcsönhatásba léptek a tengervízzel, és emlékezetbe álltak erre az interakcióra" - mondta Johnson egy sajtóközleményben.
"A Föld bioszféra eredetét és fejlődését az óceánok fizikai és kémiai története határozta meg."
A „Korlátozott archeai kontinentális megjelenés egy korai régészetben tükröződik” című cikkből18O-dúsított óceán.
A szerzők újra szeretnék indítani a vitát arról, hogy az ősi Föld hogyan nézett ki, és új teret tudtak nyitni a vitában.
A tanulmány bevezetésében a két szerzõ azt mondja: „A Föld bioszféra eredetét és fejlõdését az óceánok fizikai és kémiai története változtatta meg. A tengeri kémiai üledékek és a megváltozott óceáni kéreg megőrzi a történelem geokémiai nyilvántartását. A tengeri kémiai üledékek például növekednek18O /16O arány az időben. ”
A tengeri üledékeket idővel alaposan tanulmányozták, ám e tanulmány szerzői inkább az ősi kéreggel foglalkoztak. Az ókori óceánok különféle típusú oxigént tartalmaztak, amelyeket azután a kéregbe raktak le. A tudósok több mint 100 mintát gyűjtöttek az ősi kőzetből és elemezték két oxigén izotópra: az oxigén-16 és az oxigén 18-ra. Azt akarták megtalálni az egyes izotópok relatív mennyiségét az ősi kéregben, összehasonlítani azokat az üledékben levő mennyiségekkel.
Eredményeik azt mutatták, hogy több kén-oxigént tartalmaz a kéregben, amikor 3,2 milliárd évvel ezelőtt alakult ki, vagyis az óceán akkoriban több oxigén-18-t tartalmazott. A kutatók párja szerint ez azt jelenti, hogy amikor a kéreg kialakult, nem voltak kontinensek. Ennek oka az, hogy amikor a kontinensek kialakulnak, agyagokat tartalmaznak, és ezek agyagosak volna felszívni a nehezebb oxigént-18. Tehát ha kontinensek lennének 3,2 milliárd évvel ezelőtt, kéregmintáik kevesebb oxigént tartalmaznának-18.
Munkájuk átfogó következtetése az, hogy a Föld óceánjai két különálló állapoton mentek keresztül: az egyik a kontinensek kialakulása előtt, a másik a kontinensek kialakulása után.
A tengeri kémiai üledékeket széles körben tanulmányozták, hogy megpróbálják összegyűjteni a kontinensképződést az ősi Földön. A tanulmány szerint ezek az ősi üledékek tartalmazzák a „karbonátokat, foszfátokat, mikrokristályos szilícium-dioxidot és vas-oxidokat. Mivel ezek az ásványok közvetlenül a vizes fajokból képződnek, tükrözik a?18Ó, a víz, amellyel együtt élnek. ” Az üledékek olyanok, mint az akkori Föld levéltárai, és a régebbi üledékek oxigén-18 értékei folyamatosan növekednek az idők során, egészen a mai napig. De ez a munka ellentétes ezzel, és a szerzők azt sugallják, hogy a tengervíz oxigén-18 idővel csökken.
A tudóspár modellt készített az ősi Földről, amely megmutatta, hogy „a kontinentális időjárási viszonyok kezdete a késő Archeanban 3–2,5 milliárd évvel ezelőtt egy18O-dúsított korai régészeti óceán?18O értékek hasonlóak a modern tengervízhez. ” Tehát csak azután, hogy a kontinensek kialakultak, az oxigén-18 értékek úgy nézhetnek ki, mint a modern értékek.
Noha ez a tanulmány rámutat arra, hogy az ősi Föld mint vízvilág lehetséges, ez nem azt jelenti, hogy a bolygónak szárazföldi formái nem voltak. A szigetek méretű földterületek vagy akár mikrokontinensek is léteztek akkoriban, vulkanikus jellegűek és nagyon sziklásak. De a Földet ma borító hatalmas talajformák, amelyek talajban gazdagok és magas hegységgel rendelkeznek, valószínűleg nem léteztek. Ha lenne, az oxigén-18 tartalom jobban hasonlítana a mai állapothoz.
"Amit tettünkben nincs semmi, ami azt mondja, hogy nem lehet apró, mikrokontinensek kilépni az óceánokból" - mondta Wing egy sajtóközleményben. "Nem gondoljuk, hogy a kontinentális talajok globális szintű kialakulása olyan volt, mint ma."
A szerzők nem azt sugallják, hogy munkájuk határozott bizonyíték a korai Föld körül zajló vitában. Megjegyzik, hogy eredményeik további lehetséges okai lehetnek.
Ha az ősi kontinensek sokkal lassabban alakulnának ki, mint a modern kontinensek, akkor ez magyarázhatja az oxigén-18 eltérését. Az is előfordulhat, hogy az agyag, amely az oxigént-18-ot felszívja, maga az óceánban, nem pedig a kontinenseken képződött.
Ez a földtudomány tartós rejtélyére utal: mikor alakultak ki pontosan a kontinensek?
Bizonyos bizonyítékok szerint valószínű, hogy a kontinensek csak akkor alakulhatnak ki, amikor a Föld magja hőt szolgáltat és lehűl. Mindenesetre a modern kontinensek csak a Jurassic után alakultak ki. Ezt megelőzően Gondwana egyetlen szuperkontinense lefedi a Föld felszínének körülbelül egyötödét. Wing meg akarja vizsgálni a földkéreg fiatalabb területeit, hogy világosabbá tegye annak meghatározását, mikor alakultak ki a modern kontinensek.
Ez a tanulmány a Föld korai életét, valamint annak kialakulásának módját és idejét is érinti. A Föld korai óceánjai, hasonlóan a modern óceánokhoz, pufferként működtek, amely „a bioszféra, a légkör és a geoszféra közötti éghajlati visszajelzéseket közvetítette a mély időben, hozzájárulva a bolygók hosszú távú alkalmazhatóságának biztosításához”.
A tudomány képet festett arról, hogy a korai Föld hogyan nézhet ki, és milyen volt az óceánok jellege. De ez messze nem teljes. A bizonyítékok mind el vannak temetve, szikla és időben. És amikor meg akarjuk érteni az éghajlatváltozást itt a Földön, és amikor egyre jobban és jobban megvizsgáljuk az exoplanetokat, az ókori Földdel, az óceánokkal és a bioszférával kapcsolatos kérdés új jelentőséggel bír.
Ahogy a szerzők azt mondják papírjukban: „A feltörekvő kontinensek nélküli korai Föld valószínűleg a„ vízvilághoz ”hasonlított, amely jelentős környezeti korlátokat támaszt a földi élet eredetére és fejlődésére, valamint annak esetleges máshol való létezésére.“
"A földi élet története nyomon követi a rendelkezésre álló réseket" - mondta Wing. "Ha van vízvilága, egy óceán által lefedett világ, akkor a száraz fülkék egyszerűen nem lesznek elérhetőek."
Több:
- Kutatási cikk: Korlátozott archeai kontinentális megjelenés a korai Archaean 18O-val dúsított óceánban
- Sajtóközlemény: A korai Föld valószínűleg „vízvilág” volt
- Wikipedia: Ocean Planet
