Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα σχετικά με συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.
Μια νέα ανάλυση των αρχαίων κόκκων κρυστάλλων που είναι ενσωματωμένοι σε βράχους από την αυστραλιανή περιοχή υποδηλώνει ότι η Γη είχε ξηρή γη και γλυκό νερό πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια – σε μια εποχή που οι επιστήμονες εξακολουθούσαν να πιστεύουν ότι ο πλανήτης ήταν εξ ολοκλήρου ωκεάνιος.
Οι χημικές ενδείξεις που περιέχονται στους κρυστάλλους έδειξαν ότι ο καυτός, λιωμένος βράχος από τον οποίο σχηματίστηκαν ήρθε σε επαφή με γλυκό νερό κατά τη διάρκεια του σχηματισμού τους, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Geoscience.
«Μελετώντας τις ηλικίες και τα ισότοπα οξυγόνου σε μικροσκοπικούς κρυστάλλους του ορυκτού ζιργκόν, βρήκαμε ασυνήθιστα ελαφριές ισοτοπικές υπογραφές που χρονολογούνται πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Hamed Gamaleldien, συνεργάτης ερευνητής στο School of Earth and Planetary. Sciences Curtin University στην Αυστραλία και επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Khalifa στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, σε δελτίο τύπου. «Τέτοια ελαφριά ισότοπα οξυγόνου είναι συνήθως το αποτέλεσμα του ζεστού γλυκού νερού που μεταβάλλει τους βράχους αρκετά χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης».
Ο Gamaleldien είπε ότι τα στοιχεία για την παρουσία γλυκού νερού μπορούν να εξηγηθούν μόνο από την ύπαρξη ξηρής γης – όπου το νερό θα συγκεντρωνόταν και θα εισχωρούσε στον ηπειρωτικό φλοιό.
«Ανακαλύψαμε δύο σημαντικά πράγματα εδώ. Ανακαλύψαμε τις αρχαιότερες ενδείξεις γλυκού νερού και αντιπροσωπευτικές ενδείξεις ξηρής γης πάνω από τη θάλασσα», πρόσθεσε.
Η έρευνα υποδηλώνει ότι ο κύκλος του νερού της Γης – στον οποίο το νερό κυκλοφορεί μεταξύ της γης, των ωκεανών και της ατμόσφαιρας μέσω της εξάτμισης και της βροχόπτωσης – λειτουργούσε ήδη σε αυτό το σημείο.
Αυτή η ανακάλυψη, λένε οι συγγραφείς, σημαίνει ότι η συνταγή για την εμφάνιση της ζωής υπήρχε λιγότερο από 600 εκατομμύρια χρόνια μετά το σχηματισμό της Γης, πολύ πριν από τους δεινόσαυρους ή ακόμα και την παλαιότερη γνωστή μικροβιακή ζωή. Τα πρώτα ευρέως αποδεκτά στοιχεία ζωής – και γλυκού νερού – προέρχονται από στρωματόλιθους, απολιθωμένα μικρόβια που σχημάτισαν ανάχωμα σε θερμές πηγές πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, είπε ο Gamaleldien.
“Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο ρίχνει φως στην πρώιμη ιστορία της Γης, αλλά υποδηλώνει επίσης ότι… οι χερσαίες μάζες και το γλυκό νερό δημιούργησαν τις συνθήκες για να ευδοκιμήσει η ζωή σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα – λιγότερο από 600 εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό του πλανήτη.” Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Hugo Olierook, ανώτερος ερευνητής στο School of Earth and Planetary Sciences του Ινστιτούτου Curtin, σε μια δήλωση.
«Τα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν μια σημαντική πρόοδο στην κατανόησή μας για την πρώιμη ιστορία της Γης και ανοίγουν τις πόρτες για περαιτέρω έρευνα σχετικά με την προέλευση της ζωής», πρόσθεσε.
Μια πύλη για την πρώιμη Γη
Η εποχή του Αδαίου, η οποία διήρκεσε από 4,5 έως 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, είναι το αρχαιότερο κεφάλαιο στην ιστορία της Γης και μια σκοτεινή γεωλογική εποχή για την οποία λίγα είναι γνωστά επειδή οι γεωλόγοι απλώς δεν έχουν πετρώματα τόσο παλιά για να μελετήσουν: οι παλαιότεροι γνωστοί βράχοι είναι ηλικίας 4 δισεκατομμυρίων ετών .
Πώς μπορούν λοιπόν οι κρύσταλλοι ζιργκόν να λειτουργήσουν ως πύλη στην παλαιότερη ιστορία του πλανήτη; Οι μικροσκοπικοί κόκκοι ορυκτών είναι ιδιαίτερα σκληροί και μπορούν να κολληθούν σε νεότερους βράχους. Τα ζιργκόν της μελέτης βρέθηκαν σε πορτοκαλί ψαμμίτη ηλικίας 3,1 δισεκατομμυρίων ετών από τον σχηματισμό Jack Hills, μια προεξοχή ξεπερασμένου βράχου στη Δυτική Αυστραλία.
Τα ζιρκόνια είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τους γεωλόγους επειδή περιέχουν λίγο ουράνιο στη δομή τους και οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν την ηλικία τους μετρώντας τη ραδιενεργή διάσπαση των ιόντων ουρανίου. Το παλαιότερο υλικό χερσαίας προέλευσης ήταν ένα ζιρκόνιο που βρέθηκε στον σχηματισμό Jack Hills, που χρονολογείται πριν από 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια.
«(Ζιργκόν) είναι ένα μοναδικό ορυκτό. Είναι εξαιρετικά ανθεκτικό και δεν αλλάζει (με την πάροδο του χρόνου)», είπε ο Gamaleldien. «Είναι ο μόνος μάρτυρας από την περίοδο του Άδη».
Για να φτάσουν τα ευρήματά τους, οι ερευνητές εξήγαγαν, συναρμολόγησαν και γυάλισαν 2.500 κόκκους ζιργκόν – περίπου στο πλάτος δύο ή τριών ανθρώπινων τριχών – πριν χρονολογήσουν 1.400 από αυτούς και μετρήσουν διαφορετικά ισότοπα ή εκδοχές οξυγόνου μέσα στα ζιργκόν.
Το αλμυρό νερό περιέχει βαρύτερα ισότοπα οξυγόνου που δεν εξατμίζονται, ενώ το βρόχινο νερό περιέχει ελαφρύτερα ισότοπα, είπε ο Gamaleldien. Δύο κρύσταλλοι ζιρκονίου έδειξαν ισοτοπικές ενδείξεις μετεωρικού ή γλυκού νερού. Το ένα ήταν 4 δισεκατομμυρίων ετών, ενώ το άλλο ήταν 3,4 δισεκατομμυρίων ετών, είπε.
Η ομάδα χρησιμοποίησε ένα μοντέλο υπολογιστή για να εκτελέσει 10.000 προσομοιώσεις σύνθεσης ζιρκονίου – πόσο ζεστό, λιωμένο πέτρωμα αναμιγνύεται με θαλασσινό νερό, νερό της βροχής ή συνδυασμό και των δύο – και διαπίστωσε ότι η υπογραφή του ελαφρού ισοτόπου των ζιρκονίων μπορούσε να εξηγηθεί μόνο από λίγο γλυκό νερό.
Προϋποθέσεις για την προέλευση της ζωής
Ο Gamaleldien είπε ότι ήταν αδύνατο να πούμε από τη δουλειά τους εάν υπήρχαν μεγάλες χερσαίες μάζες, αλλά υπήρχε ξηρή γη πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Επιπλέον, η γη και το γλυκό νερό που πιθανότατα θα είχαν πέσει ως βροχή θα παρείχαν τις βασικές συνθήκες για την ανάδυση της ζωής, είπε.
Οι επιστήμονες έχουν διαφορετικές θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη. Μερικοί πιστεύουν ότι προήλθε από πηγές βαθιών ωκεανών, άλλοι πιστεύουν ότι προήλθε από ρηχά νερά στην ξηρά. Ο Gamaleldien είπε ότι τα νέα ευρήματα υποστηρίζουν την τελευταία υπόθεση και οι ερευνητές θέλουν να ανακτήσουν περισσότερα ζιργκόν για να τα μελετήσουν περαιτέρω γεωχημικά.
Ο John Valley, καθηγητής επιστημών της γης στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison, συμφώνησε ότι οι συνθήκες για τη ζωή στη Γη θα μπορούσαν να υπήρχαν πριν από πολύ καιρό. Η Valley δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα, αλλά ήταν από τους πρώτους επιστήμονες που χρησιμοποίησαν ζιρκόν για να δείξουν ότι η Γη είχε αρχαίους ωκεανούς και χαμηλότερες θερμοκρασίες πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Κάνοντας αυτό, διέψευσε την άποψη ότι η Γη του Άδη ήταν μια κολασμένη σφαίρα με πύρινες θάλασσες μάγματος.
Ωστόσο, είπε ότι το υγρό με το οποίο ήρθε σε επαφή ο πρόδρομος του ζιρκονίου θα μπορούσε να ήταν βροχή ή θαλασσινό νερό και ότι το μοντέλο υπολογιστή που χρησιμοποιήθηκε από τους συγγραφείς της μελέτης υπέθεσε ότι η ισοτοπική σύνθεση του ωκεανού του Αδη ήταν ίδια με αυτή των σημερινών ωκεανών. πανομοιότυπο.
«Η κύρια καινοτομία της νέας μελέτης είναι το συμπέρασμα ότι το νερό της βροχής σημαίνει ότι οι πέτρες ήταν (στην ξηρά) … και όχι υποβρύχιες», είπε ο Valley. «Αυτό θεωρούνταν πάντα μια πιθανότητα, αλλά δεν έχουν παρουσιαστεί νέα στοιχεία που να το επιβεβαιώνουν».
Η γεωχημικός Beth Ann Bell, επιστημονική συνεργάτις στο Ινστιτούτο Γης, Πλανητών και Διαστημικών Επιστημών του UCLA, είπε ότι τα επίπεδα των πολύ ελαφρών ισοτόπων «υποδηλώνουν έντονα» αλληλεπιδράσεις βράχου-γλυκού νερού κατά τη διάρκεια του Άδη, υποδηλώνοντας ότι υπήρχε μια ορισμένη ποσότητα ξηράς γης σε αυτό. χρόνος. Δεν συμμετείχε στη μελέτη.
«Το ζιργκόν είναι σωματικά ανθεκτικό και δεν έχει καιρικές συνθήκες στην επιφάνεια της Γης», είπε ο Μπελ σε ένα email. «(Επιβιώνει) τακτικά για δισεκατομμύρια χρόνια στον φλοιό της Γης και στην επιφάνεια με τις (άθικτες) γεωχημικές πληροφορίες του».
Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία του CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com