Chemiczna podróż w czasie
Zespół geologów z Massachusetts Institute of Technology zidentyfikował unikalny chemiczny odcisk palca w skałach pochodzących z odległych zakątków globu. Kluczem do odkrycia okazał się charakterystyczny niedobór izotopu potasu-40, który zaobserwowano zarówno w prastarych skałach z Grenlandii i Kanady, jak we współczesnej lawie hawajskiej.
Czytaj też:
To jest chyba pierwszy bezpośredni dowód na to, że zachowaliśmy materiały proto-Ziemi – przyznaje Nicole Nie, adiunkt w MIT
Badacze przeanalizowali archaiczne skały z formacji Isua, Nuvvuagittuq i kratonu Kaapvaal, a także współczesne bazalty z La Réunion i wulkanu Kama’ehuakanaloa. We wszystkich przypadkach zaobserwowano średni niedobór potasu-40 na poziomie 65 części na milion w porównaniu z innymi materiałami ziemskimi. Dotychczasowa teoria formowania się Ziemi zakładała, że około 100 milionów lat po powstaniu proto-Ziemi, obiekt wielkości Marsa uderzył w młodą planetę. Uważano, iż to kolosalne zderzenie całkowicie stopiło i wymieszało wnętrze planety, tworząc Księżyc i resetując chemię Ziemi. Nowe ustalenia podważają tę koncepcję. Symulacje komputerowe wykonane przez zespół MIT wykazały, że ani gigantyczne uderzenie, ani późniejsze procesy geologiczne nie mogły wytworzyć zaobserwowanego niedoboru potasu-40.
Widzimy fragment bardzo starej Ziemi, jeszcze sprzed gigantycznego zderzenia. To jest niesamowite, ponieważ spodziewalibyśmy się, że ta bardzo wczesna sygnatura zostanie powoli zamazana w trakcie ewolucji Ziemi – dodaje Nie
Nieznane oblicze Układu Słonecznego
Jednym z bardziej intrygujących aspektów odkrycia jest fakt, że chemiczna sygnatura proto-Ziemi nie odpowiada żadnemu znanemu meteorytowi w geologicznych kolekcjach. To sugeruje, iż nasza wiedza o materiałach, z których uformował się Układ Słoneczny, może być mocno niekompletna. Naukowcy od dekad próbują zrekonstruować pierwotny skład chemiczny Ziemi, analizując różne grupy meteorytów. Badanie MIT wskazuje jednak, że obecny inwentarz kosmicznych skał jest daleki od kompletności. Materiały, które uformowały proto-Ziemię, prawdopodobnie wciąż czekają na odkrycie lub bezpowrotnie zaginęły w przestrzeni kosmicznej. Badacze sugerują, iż pierwotne obszary płaszcza proto-Ziemi w znacznym stopniu uniknęły wymieszania po katastrofalnym zderzeniu. Te starożytne enklawy nadal istnieją w głębokim płaszczu i wpływają na współczesny wulkanizm.
Czytaj też:
To wyjaśnia, dlaczego lawa z niektórych wulkanów hawajskich wykazuje tak niezwykłą sygnaturę chemiczną. Materiał wydostający się na powierzchnię pochodzi z rejonów płaszcza, które zachowały chemię sprzed 4,5 miliarda lat. Odkrycie zespołu z MIT otwiera nowy rozdział w badaniach nad wczesną historią naszej planety. Fakt, że pierwotna chemia proto-Ziemi wciąż wpływa na geologiczne procesy, jest fascynujący, ale rodzi też nowe pytania. Jeśli nasze dotychczasowe modele formowania się planet okazują się niekompletne, być może czekają nas jeszcze większe rewizje w rozumieniu kosmicznej historii.