Rekordowy sygnał sprzed miliardów lat
Kluczem do nowej interpretacji są pomiary izotopów strontu. W kompleksie skalnym Manfred, liczącym 3,73 miliarda lat, zespół pod kierunkiem doktorantki Matildy Boyce odnotował najniższy ziemski stosunek izotopów strontu (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr), wynoszący zaledwie 0,700050. Ta niezwykle niska wartość to swego rodzaju izotopowy odcisk palca, który zdradza skład pierwotnego płaszcza Ziemi.
Czytaj też: Pod grecką wyspą dzieje się coś, czego nikt nie spodziewał się zobaczyć tak płytko
Czas i tempo wczesnego wzrostu skorupy ziemskiej pozostają kwestią sporną ze względu na niedobór bardzo starych skał – wyjaśnia Boyce
Naukowcy skupili się na kryształach plagioklazu, ponieważ ten minerał dominuje w budżecie strontu w wielu skałach pochodzenia płaszczowego. Długi okres półtrwania układu rubid-stront (około 49,61 miliarda lat) czyni go niezwykle czułym narzędziem do śledzenia głębokich procesów różnicowania planety. Uzyskane dane nie wskazują na istnienie wyraźnie zubożonego płaszcza w pierwszym miliardzie lat istnienia Ziemi.
Ziemski ślad księżycowego pochodzenia
Jednym z bardziej intrygujących aspektów tego odkrycia jest mocne wsparcie dla znanej hipotezy o powstaniu Księżyca. Porównanie składu izotopowego strontu w australijskich anortozytach z próbkami przywiezionymi przez misje Apollo wykazało uderzające podobieństwo. To bezpośredni dowód na homogenizację izotopową obu ciał niebieskich. Wynik ten doskonale wpisuje się w scenariusz tzw. gigantycznego zderzenia, w którym proto-Ziemia zderzyła się z ciałem wielkości Marsa, a z wyrzuconej materii uformował się Księżyc. Wysoka energia kolizji skutecznie wymieszała materiał, prowadząc do jednolitego składu. Fakt, iż anortozyty są powszechne na Srebrnym Globie, a na naszej planecie stanowią rzadkość, dodaje tylko wagi tym porównaniom.
Najważniejszy wniosek płynący z badań jest taki, że Ziemia nie od razu zaczęła tworzyć kontynenty w formie, jaką znamy dzisiaj. Sygnatura chemiczna wskazująca na wydajne, globalne procesy tworzenia skorupy kontynentalnej pojawia się w zapisie geologicznym dopiero po upływie około 3,5 miliarda lat. Przez wcześniejszy okres płaszcz planety mógł pozostawać stosunkowo jednorodny. Zespół proponuje, aby krzywe obrazujące zubożenie płaszcza w systemach izotopowych, takich jak stront czy hafn-neodym, rozpoczynały się nie wcześniej niż 3,8 miliarda lat temu. To istotne przesunięcie w czasie, które zmienia nasze wyobrażenie o dynamice wczesnej Ziemi.
Skorupa kontynentalna jako unikat w Układzie Słonecznym
Gruba, zbudowana głównie ze skał granitowych skorupa kontynentalna jest prawdopodobnie wyłączną cechą naszej planety w całym Układzie Słonecznym. Dokładne zrozumienie, kiedy i jak powstała, pozostaje jednym z kluczowych wyzwań geologii. Badania zespołu z Australii Zachodniej, obejmujące również starsze kompleksy skalne z Grenlandii, dostarczają nowych ram czasowych.
Analiza izotopów wapnia, związana z krótszym życiem promieniotwórczego potasu, dostarcza dodatkowych, uzupełniających wskazówek. Połączenie tych danych tworzy spójniejszy obraz: Ziemia potrzebowała czasu, by jej wewnętrzna „maszyna” tektoniczna rozkręciła się na dobre. Odkrycie to nie podważa fundamentalnych zasad, lecz precyzyjniej określa moment, w którym nasza planeta stała się naprawdę wyjątkowym miejscem. Domem dla przyszłych oceanów, gór i życia.