Důkazy ze staré části zemské kůry naznačují, že Země byla kdysi vodním světem, asi před třemi miliardami let. Pokud je to pravda, bude to znamenat, že vědci budou muset přehodnotit některé úvahy o exoplanetách a obývatelnosti. Rovněž bude muset přehodnotit své chápání toho, jak začal život na naší planetě.
Nový příspěvek představuje tyto výsledky v časopise Nature Geoscience. Název příspěvku je „Omezený archaeanský kontinentální vznik, který se odráží v raném archaeanu18O-obohacený oceán. “ Spoluautory jsou Boswell Wing z University of Colorado v Boulderu a jeho bývalý postgraduální student Benjamin Johnson na Iowské státní univerzitě.
Práce je zaměřena na oblast v australském vnitrozemí nazvanou Panorama okres. V této oblasti v severozápadní Austrálii je deska oceánského dna stará 3,2 miliardy let, která byla obrácena na svou stranu. Kus kůry drží chemické stopy o mořské vodě staré Země.
"Neexistují žádné vzorky opravdu starověké oceánské vody, která by ležela kolem, ale máme skály, které interagovaly s touto mořskou vodou a vzpomněly si na tuto interakci," řekl Johnson v tiskové zprávě.
"Původ a vývoj biosféry Země byly utvářeny fyzikální a chemickou historií oceánů."
Z příspěvku „Omezený archaeanský kontinentální vznik se odráží v raném archaeanu18O-obohacený oceán.
Autoři chtěli znovu nastartovat debatu o tom, jak vypadala starověká Země, a prolomit novou debatu v diskusi.
V úvodu své práce dva autoři říkají: „Původ a vývoj biosféry Země byly formovány fyzikální a chemickou historií oceánů. Mořské chemické sedimenty a pozměněná oceánská kůra uchovávají geochemický záznam těchto dějin. Například mořské chemické sedimenty vykazují nárůst jejich18Ó/16O poměr v čase. “
Mořské sedimenty byly v průběhu času dobře studovány, ale autoři této studie se místo toho dívali na starou kůru. Starověké oceány obsahovaly různé typy kyslíku, které se poté ukládaly do kůry. Vědci shromáždili přes 100 vzorků staré skály a analyzovali ji na dva kyslíkové izotopy: kyslík-16 a kyslík 18. Chtěli najít relativní množství každého izotopu ve staré kůře a porovnat je s množstvím v sedimentu.
Jejich výsledky ukázaly více kyslíku-18 v kůře, když byla vytvořena před 3,2 miliardami let, což znamenalo, že oceán měl v té době více kyslíku-18. Dvojice vědců tvrdí, že to znamená, že když se tato kůra utvořila, neexistovaly žádné kontinenty. Je to proto, že když se tvoří kontinenty, obsahují jíly a tyto jíly absorbují těžší kyslík-18. Takže kdyby existovaly kontinenty před 3,2 miliardami let, jejich vzorky kůry by držely méně kyslíku-18.
Zhrouceným závěrem jejich práce je, že oceány Země prošly dvěma odlišnými stavy: jeden před formováním kontinentů a druhý po formování kontinentů.
Morské chemické sedimenty byly rozsáhle studovány, aby se pokusily spojit kontinentální formaci na staré Zemi. Jak uvádí studie, tyto starověké sedimenty zahrnují „uhličitany, fosfáty, mikrokrystalický oxid křemičitý a oxidy železa. Protože se tyto minerály tvoří přímo z vodních druhů, mohou odrážet?18O vodě, se kterou spolu koexistují. “ Sedimenty jsou jako archivní záznam Země v té době a starší sedimenty vykazují hodnoty kyslíku-18, které se postupem času neustále zvyšují až do dneška. Ale tato práce s tím kontrastuje a autoři naznačují, že kyslík-18 z mořské vody časem klesal.
Dvojice vědců vytvořila model pro starou Zemi, který ukazuje, že „iniciace kontinentálního zvětrávání v pozdním Archaeanu, mezi 3 a 2,5 miliardami let, by stáhlo18O-obohacené brzy Archaean oceánu?18O hodnoty podobné hodnotám moderní mořské vody. “ Takže až se formovaly kontinenty, mohly hodnoty kyslíku-18 vypadat jako moderní hodnoty.
Ačkoli tato studie ukazuje na možnost staré Země jako vodního světa, neznamená to, že planeta byla bez jakýchkoli pozemských forem. V té době mohly existovat ostrovní oblasti nebo dokonce mikrokontinenty, sopečné povahy a velmi skalnaté. Druhy rozsáhlých pozemních forem, které dnes pokrývají Zemi, bohaté na půdu as vysokými horskými pásmy, možná neexistovaly. Kdyby tomu tak bylo, obsah kyslíku-18 by se podobal dnešnímu.
"V tom, co jsme udělali, není nic, co by říkalo, že nemůžete mít malinké, mikro-kontinenty vyčnívající z oceánů," řekl Wing v tiskové zprávě. "Jen si nemyslíme, že existovala celosvětová formace kontinentálních půd, jako je tomu dnes."
Autoři nenavrhují, že jejich práce je definitivním důkazem v probíhající diskusi kolem rané Země. Poznamenávají, že jsou to další možné důvody pro jejich výsledky.
Pokud by se starodávné kontinenty tvořily mnohem pomaleji než moderní kontinenty, mohlo by to vysvětlit rozpor v kyslíku-18. Je také možné, že jíly absorbující kyslík-18 se vytvářely spíše v oceánu než na kontinentech.
To ukazuje na trvalé tajemství ve vědě o Zemi: kdy přesně se formovaly kontinenty?
Podle některých důkazů je pravděpodobné, že by se kontinenty mohly tvořit pouze tehdy, když zemské jádro uvolní teplo a zchladne. V žádném případě se moderní kontinenty neobjevily až po Jurassiku. Před tím se jediný superkontinent Gondwana zabýval asi jednou pětinou zemského povrchu. Wing chce prozkoumat mladší oblasti zemské kůry a pokusit se jasněji určit, kdy se formovaly moderní kontinenty.
Tato studie se také dotýká raného života na Zemi a jak a kdy se formovala. Rané oceány Země, podobně jako moderní oceány, fungovaly jako nárazník, který „zprostředkovával klimatické zpětné vazby mezi biosférou, atmosférou a geosférou v hlubokém čase, což pomáhá zajistit dlouhodobou planetární návaznost“. “
Věda namalovala obrázek toho, jak mohla vypadat raná Země a jaká byla povaha oceánů. Ale to zdaleka není kompletní. Všechny důkazy jsou pohřbeny, ve skále a v čase. A jak se snažíme pochopit změnu klimatu zde na Zemi a jak se lépe a lépe díváme na exoplanety, nabývají všechny tyto otázky týkající se staré Země, oceánů a biosféry nový význam.
Jak autoři uvádějí ve svém příspěvku, „raná Země bez rozvíjejících se kontinentů se mohla podobat„ vodnímu světu “, což představuje významné environmentální omezení pro vznik a vývoj života na Zemi i pro její možnou existenci jinde.“
"Historie života na Zemi sleduje dostupné výklenky," řekl Wing. "Pokud máte vodní svět, svět pokrytý oceánem, pak suché výklenky prostě nebudou k dispozici."
Více:
- Výzkumná kniha: Omezený kontinentální kontinentální výskyt se odráží v časném oceánu obohaceném o Archaean 18O
- Tisková zpráva: Brzy Země mohla být „vodním světem“
- Wikipedia: Ocean Planet
