עדויות מחלק קדום של קרום כדור הארץ מצביעות על כך שכדור הארץ היה פעם עולם מים, לפני כשלושה מיליארד שנה. אם זה נכון, פירוש הדבר שמדענים צריכים לשקול מחדש חשיבה מסוימת סביב Exoplanets והרגלי חיים. הם גם צריכים לשקול מחדש את הבנתם כיצד התחילו החיים בכוכב הלכת שלנו.
מאמר חדש מציג תוצאות אלה בכתב העת Nature Geoscience. כותרת העיתון היא "הופעה יבשתית מוגבלת של ארכאי המשתקפת בארכאי קדום18אוקיינוס מועשר O. " המחברים המשותפים הם בוסוול ווינג מאוניברסיטת קולורדו, בולדר, ותלמידו לשעבר של הדוקטורט, בנימין ג'ונסון, באוניברסיטת איווה סטייט.
העבודות מתמקדות באזור באאוטבק האוסטרלי הנקרא מחוז פנורמה. באזור זה בצפון מערב אוסטרליה יש לוח קרקעית אוקיינוס בן 3.2 מיליארד שנה, שהופנה לצדו. נתח הקרום מכיל רמזים כימיים על מי הים הקדומים של כדור הארץ.
"אין דגימות של מי אוקיינוס עתיקים באמת שוכבים מסביב, אבל יש לנו סלעים שהיו אינטראקציה עם מי הים ההם וזכרו את האינטראקציה ההיא", אמר ג'ונסון בהודעה לעיתונות.
"המקור והאבולוציה של הביוספרה של כדור הארץ עוצבו על ידי ההיסטוריה הפיזית והכימית של האוקיינוסים."
מהעיתון "הופעתה של קשת יבשתית מוגבלת באה לידי ביטוי בארכאי קדום18אוקיינוס מועשר O.
הכותבים רצו לאתחל מחדש את הדיון על איך נראתה כדור הארץ הקדום, ולפרוץ את הקרקע החדשה בדיון.
במבוא למאמרם, שני המחברים אומרים כי "מקורן והתפתחותה של הביוספרה של כדור הארץ עוצבו על ידי ההיסטוריה הפיזית והכימית של האוקיינוסים. משקעים כימיים ימיים וקרום אוקיאני השתנה משמרים תיעוד גיאוכימי של היסטוריות אלה. משקעים כימיים ימיים, למשל, מראים עלייה שלהם18O /16יחס O לאורך זמן. "
משקעים ימיים נחקרו היטב לאורך זמן, אך מחברי המחקר הנוכחי בדקו את הקרום העתיק. האוקיינוסים הקדומים החזיקו סוגים שונים של חמצן שהופקדו אז בקרום. המדענים אספו מעל 100 דגימות מהסלע העתיק וניתחו אותו לשני איזוטופי חמצן: חמצן -16 וחמצן 18. הם רצו למצוא את הכמות היחסית של כל איזוטופ בקרום העתיק, כדי להשוות אותו לכמויות במשקע.
התוצאות שלהם הראו יותר חמצן -18 בקרום כאשר נוצר לפני 3.2 מיליארד שנה, כלומר לאוקיאנוס באותה תקופה היה יותר חמצן -18. צמד החוקרים אומרים שזה אומר שכאשר נוצר הקרום הזה, לא היו יבשות. הסיבה לכך היא שכאשר נוצרות יבשות, הן מכילות טיט, וחרסות אלו היו סופגות את החמצן הכבד -18. אז אם היו יבשות לפני 3.2 מיליארד שנה, דגימות הקרום שלהם היו מחזיקות פחות חמצן -18.
המסקנה המוחלטת של עבודתם היא שאוקיינוסים של כדור הארץ עברו שני מצבים נבדלים: האחד לפני התהוות היבשות ואחד אחרי היבשות שנוצרו.
משקעים כימיים ימיים נחקרו בהרחבה כדי לנסות לחבר את היווצרות היבשת בכדור הארץ הקדום. כפי שנאמר במחקר, אותם משקעים עתיקים כוללים "פחמתי, פוספטים, סיליקה מיקרו-גבישית ותחמוצות ברזל. מכיוון שמינרלים אלה נוצרים ישירות ממינים מימיים, הם יכולים לשקף את?18O של המים איתם הם מתקיימים יחד. " המשקעים הם כמו תיעוד ארכיוני של כדור הארץ באותה תקופה, והמשקעים הישנים מראים ערכי חמצן -18 הגדלים בהתמדה לאורך זמן, עד היום. אולם עבודה זו עומדת בניגוד לזה, והמחברים טוענים כי חמצן -18 מי-ים פחת לאורך זמן.
צמד המדענים בנו מודל לכדור הארץ הקדום, והראה כי "התחלת בליה קונטיננטאלית בארכיאון המנוח, לפני 3-2.5 מיליארד שנה, הייתה יכולה להפיל18הועשר O- האוקיאנוס הקדום ל?18ערכי O דומים לאלה של מי ים מודרניים. " כך שרק לאחר שנוצרות יבשות, ערכי חמצן 18 יכלו להיראות כמו ערכים מודרניים.
למרות שמחקר זה מצביע על האפשרות של כדור הארץ הקדום כעולם מים, אין זה אומר שהכוכב היה ללא צורות אדמה. אזורי אדמה בגודל האי, או אפילו מיקרו-יבשות, עשויים להתקיים באותה תקופה, געשיים באופיים, וסלעיים מאוד. אך סוגים של צורות אדמה אדירות המכסות את כדור הארץ כיום, עשירים באדמה ועם רכסי הרים גבוהים, אולי לא היו קיימים. אם היה להם, התוכן של חמצן 18 היה דומה יותר לתכנית של ימינו.
"אין מה שעשינו שאומר שלא יכול להיות שיבשות מיקרו-יבשות צעירות יוצאות מהאוקיינוסים", אמר ווינג בהודעה לעיתונות. "אנחנו פשוט לא חושבים שהיה היווצרות גלובלית של קרקעות יבשתיות כמו היום."
המחברים אינם מציעים כי עבודתם היא עדות מוחלטת בדיון המתמשך סביב כדור הארץ הקדום. הם מציינים כי אלה הן סיבות אפשריות אחרות לתוצאותיהם.
אם היבשות העתיקות נוצרו לאט הרבה יותר מיבשות מודרניות, זה יכול להסביר את הפער בחמצן -18. יתכן גם שהחרסות הסופגות חמצן 18 נוצרות באוקיאנוס עצמו ולא ביבשות.
זה מצביע על תעלומה מתמשכת במדע כדור הארץ: מתי בדיוק נוצרו יבשות?
ככל הנראה, לפי כמה עדויות, היבשות יכולות להיווצר רק כאשר גרעין כדור הארץ שופך חום והתקרר. בכל מקרה, יבשות מודרניות לא קרו עור וגידים עד ליורה. לפני כן, יבשת העל היחידה של גונדוואנה כיסתה כחמישית משטח כדור הארץ. כנף רוצה לבחון אזורים צעירים יותר בקרום כדור הארץ כדי לנסות לקבוע בצורה ברורה יותר מתי נוצרו היבשות המודרניות.
מחקר זה נוגע גם לחיים המוקדמים בכדור הארץ, וכיצד ומתי נוצרו. האוקיאנוסים הקדומים של כדור הארץ, בדומה לאוקיאנוסים המודרניים, פעלו כמאגר, אשר "תיווך פידבקים אקלימיים בין הביוספרה, האווירה והגאוספרה לאורך זמן עמוק, ועזרו להבטיח את היכולת הפלנטרית לטווח הארוך."
המדע צייר תמונה של איך נראה כדור הארץ הקדום, ומה היה טיב האוקיינוסים. אבל זה רחוק מלהיות שלם. העדויות קבורות כולן, בסלע ובזמן. וכשאנחנו מבקשים להבין את שינויי האקלים כאן בכדור הארץ, וככל שאנו מקבלים מבט טוב יותר ויותר על exoplanets, כל השאלות הללו על כדור הארץ הקדום, האוקיינוסים והביוספרה מקבלות חשיבות חדשה.
כפי שאומרים המחברים במאמרם, "ייתכן שכדור הארץ המוקדם ללא יבשות מתהוות דמה ל"עולם מים", וסיפק אילוץ סביבתי חשוב למקורם והתפתחותם של החיים בכדור הארץ, כמו גם קיומם האפשרי במקומות אחרים.“
"ההיסטוריה של החיים בכדור הארץ עוקבת אחר נישות זמינות," אמר ווינג. "אם יש לך עולם מים, עולם המכוסה על ידי אוקיינוס, אז גומחות יבשות פשוט לא יהיו זמינות."
יותר:
- נייר מחקר: הופעה יבשתית מוגבלת של ארכאי המשתקפת באוקיאנוס מוקדם המועשר בארכאי 18O
- הודעה לעיתונות: ייתכן שכדור הארץ הקדום היה "עולם המים"
- ויקיפדיה: Ocean Planet
