Maapallonkuoren muinaisesta osasta saatujen todisteiden mukaan maapallo oli kerran vesimaailma, noin kolme miljardia vuotta sitten. Jos totta, se tarkoittaa, että tutkijoiden on harkittava uudelleen eksoplaneettojen ja asettamiskelpoisuuden ajattelua. Heidän on myös harkittava uudelleen käsityksiään siitä, kuinka elämä alkoi planeetallamme.
Uusi tulos esittelee nämä tulokset Nature Geoscience -lehdessä. Lehden otsikko on ”Arkean rajoitettu mantereen esiintyminen heijastuu varhaisessa arkekaanisessa18O-rikastettu valtameri. ” Yhteiskirjailijat ovat Boswell Wing Coloradon yliopistosta, Boulder, ja hänen entinen jatko-opiskelija, Benjamin Johnson Iowan osavaltion yliopistosta.
Työ keskittyy Australian Outbackin alueelle, nimeltään Panorama-alue. Tällä alueella Luoteis-Australiassa on merenpohjan laatta, joka on käännetty sivulleen 3,2 miljardia vuotta vanha. Kuoren kappale sisältää kemiallisia vihjeitä muinaisen maan merivedestä.
"Ympäristössä ei ole näytteitä todella muinaisesta valtamerivesistä, mutta meillä on kiviä, jotka olivat vuorovaikutuksessa tuon meriveden kanssa ja muistaneet sen vuorovaikutuksen", Johnson sanoi lehdistötiedotteessa.
"Maapallon biosfäärin alkuperää ja kehitystä muokkasi valtamerten fysikaalinen ja kemiallinen historia."
Paperi ”Rajoitettu arkean mantereen esiintyminen heijastui varhaiseen arkekaan18O-rikastettu valtameri.
Kirjoittajat halusivat käynnistää keskustelun uudelleen siitä, miltä muinainen maa näytti, ja löytää uuden pohjan keskusteluun.
Kaksi kirjailijaa kirjoituksensa johdannossa sanovat: ”Maan biosfäärin alkuperää ja kehitystä muokkasi valtamerten fysikaalinen ja kemiallinen historia. Merelliset kemialliset sedimentit ja muuttunut valtamerenkuori säilyttävät geokemiallisen kirjanpidon näistä historiasta. Esimerkiksi meren kemiallisissa sedimenteissä niiden määrä kasvaa18O /16O-suhde läpi ajan. ”
Meren sedimenttejä on tutkittu ajan mittaan, mutta tutkimuksen tekijät tarkastelivat sen sijaan muinaista kuorta. Muinaisissa valtamerissä oli erityyppistä happea, joka sitten talletettiin kuoreen. Tutkijat keräsivät yli 100 näytettä muinaisesta kallioperästä ja analysoivat sitä kahdelle happi-isotoopille: happea-16 ja happea 18. He halusivat löytää kunkin isotoopin suhteellisen määrän muinaisessa kuoressa, vertaa sitä sedimentin määriin.
Niiden tulokset osoittivat enemmän happea-18 kuoressa, kun se muodostui 3,2 miljardia vuotta sitten, mikä tarkoittaa, että tuolloin valtameressä oli enemmän happea-18. Tutkijaparin mukaan tämä tarkoittaa, että kun kuori muodostui, ei ollut mantereita. Tämä johtuu siitä, että mantereiden muodostuessa ne sisältävät savia, ja nämä savit olisivat absorboineet raskaampaa happea-18. Joten jos mantereita olisi ollut 3,2 miljardia vuotta sitten, heidän kuorinäytteissään olisi ollut vähemmän happea-18.
Heidän työnsä kattava päätelmä on, että Maan valtameret menivät läpi kahden erillisen tilan: yhden ennen mantereiden muodostumista ja toisen mantereiden muodostumisen jälkeen.
Merellisiä kemiallisia sedimenttejä on tutkittu laajasti yrittääkseen koota mantereen muodostuminen muinaiseen maahan. Kuten tutkimus sanoo, noihin muinaisiin sedimenteihin kuuluvat “karbonaatit, fosfaatit, mikrokiteinen piidioksidi ja rautaoksidit. Koska nämä mineraalit muodostuvat suoraan vesipitoisista lajeista, ne voivat heijastaa?18O veestä, jonka kanssa he elävät rinnakkain. " Sedimentit ovat kuin tuolloin Maan arkistoasiakirjat, ja vanhemmissa sedimenteissä happea-18-arvot kasvavat tasaisesti ajan myötä aina nykypäivään saakka. Mutta tämä työ on ristiriidassa tämän kanssa, ja kirjoittajat väittävät, että meriveden happi-18 laski ajan myötä.
Tutkijoiden pari rakensi mallin muinaiselle maapallolle, joka osoitti, että ”mantereen sääennusteiden aloittaminen myöhäisessä arkeanissa, 3–2,5 miljardia vuotta sitten, olisi vähentänyt18O-rikastettu varhainen Arkean valtameri?18O arvot, jotka ovat samanlaisia kuin nykyaikaisen meriveden. " Joten vasta mantereiden muodostuessa, happea-18-arvot voisivat alkaa näyttää nykyaikaisilta arvoilta.
Vaikka tämä tutkimus viittaa muinaisen maan mahdollisuuteen vesimaailmaksi, se ei tarkoita, että planeetalla ei olisi ollut mitään maa-muotoja. Saaren kokoisia maa-alueita tai jopa mikro-mantereita voi olla olemassa tuolloin, luonteeltaan vulkaanista ja erittäin kivistä. Mutta tyyppejä, jotka kattavat nykyään maapallon, runsaasti maaperää ja korkeita vuoristoja, maata peittäviä laajoja maamuotoja ei ole välttämättä ollut olemassa. Jos heillä olisi ollut, happipitoisuus 18 olisi muistuttanut tarkemmin nykypäivää.
"Tehdyssämme ei ole mitään, mikä sanoisi, että sinulla ei voi olla tyttöjä mikrokontinentteja, jotka nousevat ulos valtamereistä", Wing sanoi lehdistötiedotteessa. "Emme vain usko, että mantereen maaperässä on muodostunut maailmanlaajuista laatua, kuten meillä on tänään."
Kirjailijat eivät ehdota, että heidän työnsä olisivat lopullinen todiste varhaisessa maapallossa käydyssä keskustelussa. He huomauttavat, että heidän muut tuloksensa ovat mahdollisia syitä.
Jos muinaiset maanosat muodostuisivat paljon hitaammin kuin modernit maanosat, se voisi selittää hapen 18 välisen eron. On myös mahdollista, että hapot-18 absorboivat savet muodostuivat itse valtameressä eikä mantereilta.
Tämä viittaa pysyvään mysteeriin maapallotieteessä: milloin maanosat tarkalleen muodostuivat?
Joidenkin todisteiden perusteella on todennäköistä, että maanosat voisivat muodostua vain, kun maan ydin lämmitti lämpöä ja jäähtyi. Joka tapauksessa modernit mantereet saivat muodon vasta vasta juuralaisuuden jälkeen. Sitä ennen Gondwanan yksi superosaosa kattoi noin viidenneksen maan pinnasta. Wing haluaa tutkia maapallonkuoren nuorempia alueita ja yrittää selvittää selkeämmin, milloin modernit maanosat muodostuivat.
Tämä tutkimus koskettaa myös varhaista elämää maapallolla ja miten ja milloin se muodostui. Maan varhaiset valtameret, aivan kuten nykyaikaiset valtameret, toimivat puskurina, joka "välitti ilmastollisia palautteita biosfäärin, ilmakehän ja geosfäärin välillä syvän ajan kuluessa, auttaen varmistamaan planeettojen pitkän aikavälin asumiskelpoisuuden".
Tiede on maalannut kuvan siitä, miltä varhainen maapallo näytti näyttävän ja millainen valtameret olivat. Mutta se ei ole kaukana valmista. Kaikki todisteet on haudattu kallioon ja ajoissa. Ja kun pyrimme ymmärtämään ilmastomuutosta täällä maan päällä ja kun katselemme entistä paremmin eksoplaneettoja, kaikki nämä muinaista maata, valtameriä ja biosfääriä koskevat kysymykset saavat uuden merkityksen.
Kuten kirjoittajat sanovat paperissaan, ”Varhainen maapallo, jossa ei ole nousevia mantereita, on saattanut muistuttaa” vesimaailmaa ”, tarjoten merkittäviä ympäristörajoitteita maapallon elämän alkuperälle ja kehitykselle sekä sen mahdolliselle olemassaololle muualla.“
"Maapallon elämänhistoria jäljittää käytettävissä olevia markkinarakoja", sanoi Wing. "Jos sinulla on vesimaailma, valtameren peittämä maailma, niin kuivia kapeita ei vain tule olemaan saatavana."
Lisää:
- Tutkimuspaperi: Arkean rajoitettu mantereen esiintyminen heijastuu varhaisessa Arkean 18O-rikastetussa valtameressä
- Lehdistötiedote: Early Earth on saattanut olla ”vesimaailma”
- Wikipedia: Ocean Planet
