Jak wyglądała Ziemia 3,2 miliarda lat temu? Nowe dowody sugerują, że planeta była pokryta ogromnym oceanem i nie miała w ogóle kontynentów.
Naukowcy ostatnio donieśli, że kontynenty pojawiły się później, gdy tektonika płyt pchnęła ogromne, skaliste masy lądowe w górę, aby przebić powierzchnię morza.
Znaleźli wskazówki na temat tego starożytnego świata wodnego zachowanego w kawałku starożytnego dna morskiego, obecnie położonego na uboczu północno-zachodniej Australii.
Około 4,5 miliarda lat temu zderzenia z dużą prędkością między pyłem i skałami kosmicznymi stworzyły początki naszej planety: bulgoczącą, stopioną kulę magmy, która miała tysiące mil głębokości. Ziemia ochłodziła się podczas wirowania; ostatecznie, po 1000 do 1 miliona lat, magma chłodząca uformowała pierwsze kryształy mineralne w skorupie ziemskiej.
Tymczasem pierwsza woda na Ziemi mogła być niesiona tutaj przez bogate w lody komety spoza naszego Układu Słonecznego, lub mogła przybyć w pyle z chmury cząstek, które zrodziły Słońce i jego orbitujące planety, mniej więcej w czasie formowania się Ziemi.
Kiedy Ziemia była gorącym oceanem magmowym, para wodna i gazy uciekały do atmosfery. „Potem spadło z atmosfery, gdy warunki były wystarczająco chłodne” - powiedział główny autor badania Benjamin Johnson, profesor nadzwyczajny na Wydziale Nauk Geologicznych i Atmosferycznych na Uniwersytecie Stanowym Iowa.
„Nie możemy tak naprawdę powiedzieć, jakie jest źródło wody z naszej pracy, ale sugerujemy, że niezależnie od źródła, było ono obecne, gdy ocean magmy wciąż był w pobliżu” - powiedział Johnson w Live Science w e-mailu.
W nowym badaniu Johnson i współautor Boswell Wing, profesor nauk geologicznych na University of Colorado Boulder, zwrócił się do unikalnego krajobrazu Panoramy na australijskich terenach. Jego skalista sceneria zachowuje system hydrotermalny sprzed 3,2 miliarda lat temu „i rejestruje całą skorupę oceaniczną od powierzchni aż do silnika cieplnego, który napędzał krążenie” - powiedział Johnson.
W tym skalistym dnie morskim zachowały się różne wersje tlenu lub izotopów tlenu; z czasem związek między tymi izotopami może pomóc naukowcom w dekodowaniu zmian temperatury starożytnego oceanu i klimatu globalnego.
Jednak naukowcy odkryli coś nieoczekiwanego poprzez analizę ponad 100 próbek osadów. Odkryli, że 3,2 miliarda lat temu w oceanach było więcej tlenu-18 niż tlenu-16 (ten ostatni jest bardziej powszechny we współczesnym oceanie). Ich modele komputerowe wykazały, że w skali globalnej masy lądów kontynentalnych ługują tlen-18 z oceanów. W przypadku braku kontynentów oceany będą przenosić więcej tlenu - 18. Badania wykazały, że stosunek tych dwóch izotopów tlenu wskazywał, że w tym czasie nie było wcale kontynentów.
„Ta wartość różni się od współczesnego oceanu w sposób, który można najłatwiej wytłumaczyć brakiem powstającej skorupy kontynentalnej” - powiedział Johnson w e-mailu.
Inni badacze wcześniej zaproponowali pomysł, aby Ziemia była kiedyś pokryta oceanem, powiedział Johnson. Jednak istnieje mniejsza zgoda co do tego, ile skorupy było widoczne nad poziomem morza. To nowe odkrycie „zapewnia rzeczywiste ograniczenia geochemiczne dotyczące obecności gruntów nad poziomem morza” - wyjaśnił.
Perspektywa pradawnego świata wodnego oferuje również nowe spojrzenie na inne intrygujące pytanie: gdzie pojawiły się najwcześniejsze formy życia planety i jak się one ewoluowały, napisali naukowcy w badaniu.
„Istnieją dwa główne obozy związane z pochodzeniem życia: kominy hydrotermalne i stawy na lądzie” - powiedział Johnson. „Jeśli nasza praca jest dokładna, oznacza to, że liczba środowisk na lądzie, które mogły powstać i ewoluować, była naprawdę niewielka lub nieobecna aż do 3,2 miliarda lat temu”.
Odkrycia zostały opublikowane online dzisiaj (2 marca) w czasopiśmie Nature Geoscience.
Nota edytora: Nagłówek tego artykułu został zaktualizowany 3 marca, aby poprawić wiek Ziemi bez kontynentu; podczas gdy dowody w tym badaniu pochodzą z ponad 3 miliardów lat temu, Ziemia w tym czasie miała zaledwie 1,5 miliarda lat, a nie 3 miliardy lat.
