Iidse maapõue lõigud näitavad, et Maa oli kunagi umbes kolm miljardit aastat tagasi veemaailm. Kui see on tõsi, tähendab see, et teadlased peavad ümber mõtlema eksoplaneetide ja asustatavuse ümber mõtlemise. Samuti peavad nad läbi vaatama oma arusaama sellest, kuidas elu meie planeedil algas.
Uues artiklis tutvustatakse neid tulemusi ajakirjas Nature Geoscience. Paberi pealkiri on “Arheani piiratud mandriosa esilekerkimine kajastub varases arheanis18O-rikastatud ookean. ” Kaasautorid on Boulderi Colorado ülikooli Boswell Wing ja tema endine järeldoktorant Benjamin Johnson Iowa osariigi ülikoolis.
Töö keskendub Austraalia Outbacki piirkonnale, mida nimetatakse Panorama linnaosaks. Selles Austraalia loodeosas on 3,2 miljardit aastat vana ookeanipõhja plaat, mis on küljele pööratud. Maapõue tükk hoiab keemilisi vihjeid iidse Maa merevee kohta.
"Päris iidse ookeanivee proove ei leidu, kuid meil on kivimeid, mis selle mereveega vastastikku toimisid ja mäletasid seda koostoimet," ütles Johnson pressiteates.
"Maa biosfääri päritolu ja arengut kujundasid ookeanide füüsikalised ja keemilised ajalood."
Paberist “Arheani piiratud mandrite esilekerkimine kajastub varases arheanis18O-rikastatud ookean.
Autorid soovisid uuesti käivitada arutelu selle üle, kuidas iidne Maa välja nägi, ja leida arutelus uus alus.
Oma paberi sissejuhatuses ütlevad kaks autorit: “Maa biosfääri päritolu ja arengu kujundasid ookeanide füüsikalised ja keemilised ajalugu. Merekeemilised setted ja muutunud ookeaniline koorik säilitavad nende ajaloo geokeemilise ülevaate. Näiteks mere keemiliste setete sisaldus on suurenenud18O /16O suhe ajas. ”
Meresetteid on aja jooksul hästi uuritud, kuid selle uurimuse autorid vaatasid hoopis iidset koorikut. Muistsed ookeanid hoidsid erinevat tüüpi hapnikku, mis seejärel ladestati maakooresse. Teadlased kogusid üle 100 muistse kivimi proovi ja analüüsisid seda kahe hapniku isotoobi osas: hapnik-16 ja hapnik 18. Nad tahtsid leida iidses maakoores iga isotoobi suhtelise koguse, võrrelda seda settes sisalduvate kogustega.
Nende tulemused näitasid koorikus rohkem hapnikku-18, kui see moodustus 3,2 miljardit aastat tagasi, mis tähendab, et tol ajal ookeanis oli rohkem hapnikku-18. Teadlaste paar tähendab, et selle kooriku moodustumisel polnud mandreid. Selle põhjuseks on asjaolu, et mandrite moodustumisel sisaldavad need savid ja need savid oleksid neelanud raskema hapniku-18. Nii et kui mandreid oleks olnud 3,2 miljardit aastat tagasi, oleks nende koorikuproovides olnud vähem hapnikku-18.
Nende töö kõikehõlmav järeldus on, et Maa ookeanid läbisid kaks eraldiseisvat olekut: üks enne mandrite moodustamist ja teine pärast mandrite moodustamist.
Merekeemilisi seteid on põhjalikult uuritud, et proovida koondada mandri moodustumist iidsel Maal. Nagu uuring ütleb, hõlmavad need iidsed setted karbonaate, fosfaate, mikrokristalset ränidioksiidi ja raudoksiide. Kuna need mineraalid moodustuvad otse vesiliikidest, võivad nad peegeldada?18O veest, millega nad koos eksisteerivad. ” Setted on nagu Maa tollane arhivaal ja vanemad setted näitavad hapniku-18 väärtusi, mis suurenevad aja jooksul ühtlaselt kuni tänapäevani. Kuid see töö vastandub sellele ja autorid väidavad, et merevee hapnik-18 vähenes aja jooksul.
Teadlaste paar konstrueeris muistse Maa mudeli, mis näitas, et „mandri ilmastiku ilmnemise algatamine hilises Arheanis, 3–2,5 miljardit aastat tagasi, oleks joonistanud alla18O-rikastatud varajase Arheuse ookeani juurde?18O väärtused, mis on sarnased moodsa merevee omadega. ” Nii et alles pärast mandrite moodustumist võiksid hapniku-18 väärtused hakata välja nägema tänapäevaseid väärtusi.
Ehkki see uurimus osutab muistse Maa kui veemaailma võimalikkusele, ei tähenda see, et planeedil ei oleks ühtegi maismaat. Saare suurused maa-alad või isegi mikrokontinendid võisid sel ajal olla olemas, olemuselt vulkaanilised ja väga kivised. Kuid neid ulatuslikke maismaavorme, mis on tänapäeval rikka pinnasega ja kõrgete mäestikega, hõlmavad paljud maad. Kui neil oleks olnud, oleks hapniku-18 sisaldus tänapäeva sarnasem.
"Meie töö ei tähenda midagi, mis ütleks, et teil ei saa olla ookeanidest välja paistvaid pisikesi mandreid," ütles Wing pressiteates. "Me lihtsalt ei arva, et mandri muldadel oleks moodustunud globaalne ulatus, nagu meil täna on."
Autorid ei väida, et nende teos on varase Maa ümber toimuva arutelu lõplik tõend. Nad märgivad, et nende tulemused võivad olla ka muud võimalikud põhjused.
Kui iidsed mandrid moodustuksid palju aeglasemalt kui tänapäevased mandrid, võib see seletada hapniku-18 erinevust. Samuti on võimalik, et savid, mis absorbeerivad hapnikku-18, moodustusid ookeanis endas, mitte mandritel.
See osutab maateaduses kestvale mõistatusele: millal täpselt mandrid tekkisid?
Mõne tõendusmaterjali kohaselt on mandreid võimalik moodustada ainult Maa tuuma kuumutamisel ja jahtumisel. Igal juhul ei saanud tänapäevased mandrid kuju alles pärast jura. Enne seda kattis Gondwana üksik superkontinent umbes viiendiku Maa pinnast. Wing soovib uurida maapõue nooremaid alasid, et proovida selgemalt kindlaks teha, millal moodustusid mandrid.
See uurimus puudutab ka varajast elu Maal ning kuidas ja millal see tekkis. Maa varajased ookeanid, sarnaselt tänapäevaste ookeanidega, toimisid puhverlauana, mis „vahendas sügava aja jooksul kliimatingimuste tagasisidet biosfääri, atmosfääri ja geosfääri vahel, aidates tagada planeetide pikaajalise asustatavuse”.
Teadus on maalinud pildi sellest, milline võis varane Maa välja näha ja milline oli ookeanide olemus. Kuid see pole kaugeltki lõpule jõudnud. Kõik tõendid on maetud kaljudesse ja õigeaegselt. Ja kui me püüame mõista kliimamuutusi siin Maa peal ja eksoplaneetide paremaks ja paremaks vaatlemisel, saavad kõik need küsimused iidse Maa, ookeanide ja biosfääri kohta uue tähtsuse.
Nagu autorid oma töös väidavad, võib tekkivate mandriteta varajane Maa olla sarnane veemaailmaga, pakkudes olulist keskkonnapiirangut Maa elu päritolule ja arengule, aga ka selle võimalikule olemasolule mujal.“
"Maakera elu ajalugu jälgib saadaolevaid nišše," ütles Wing. "Kui teil on veemaailm, ookeaniga kaetud maailm, siis kuiva nišši lihtsalt ei saa."
Veel:
- Uurimisdokument: Arheani piiratud mandriosa esilekerkimine kajastub Arheuse varajases 18O-ga rikastatud ookeanis
- Pressiteade: Varane Maa võis olla nn veemaailm
- Vikipeedia: ookeani planeet
