Првобитната Земја била воден свет


Од Пол ВоусенМар. 9, 2021 година, 9:00 часот

Низ вековите, нивото на морето се зголемувало и опаѓало зависно од температурните разлики – но, вкупната површинска вода на Земјата секогаш се сметала дека е константна. Сега, се зголемуваат доказите дека пред околу 3 до 4 милијарди години, океаните на планетата содржеле скоро двојно повеќе вода – доволно да ги потопат денешните континенти над врвот на Монт Еверест. Поплавата можела да доведе до промена на тектонските плочи и да го отежне почетокот на животот на копно.

Се смета дека карпите во денешната обвивка на Земјата, дебелиот слој карпа под кората, ја задржуваат водата или повеќе во нивните минерални структури. Но, на почетокот на историјата на Земјата, обвивката поради радиоактивноста била четири пати потопла. Неодамнешните испитувања со користење на хидраулични преси покажаа дека многу минерали не би можеле да задржат толку многу водород и кислород изложени на тогашните температури и притисоци на Земјената обвивка. „Тоа сугерира дека водата сигурно била на друго место“, вели Јунџи Донг, дипломиран студент по физика на минерали на Универзитетот Харвард, кој водеше модел, базиран на овие лабораториски експерименти, објавен денес во AGU Advances. „А, најверојатен резервоар е површината“.

Трудот има интуитивна смисла, вели Мајкл Валтер, експериментален петролог од Карнеги институтот за наука. „Тоа е едноставна идеја што може да има важни импликации“.

Два минерали пронајдени длабоко во обвивката денес складираат голем дел од својата вода: wadsleyite i ringwoodite, варијанти на вулканскиот минерал оливин под висок притисок. Карпите богати со тие минерали сочинуваат 7% од масата на планетата, и иако само 2% од нивната тежина денес е вода, „малку се додава на многу“, вели Стивен Јакобсен, експериментален минералог од Универзитетот Нортвестерн.

Јакобсен и другите створиле вакви минерали во обвивката, со истиснување на камениот прав на десетици илјади атмосфери и загревање на 1600°C или повеќе. Тимот на Донг ги спои експериментите за да покаже дека wadsleyite и ringwoodite задржуваат делумно помалку вода на повисоки температури. Покрај тоа, тимот предвидува дека со ладење на обвивката, овие минерали ќе станат поголеми, додавајќи ја нивната способност да впиваат вода како што старее Земјата.

Експериментите не се сами што сугерираат планета поврзана со вода. „Има доста јасни геолошки докази“, вели Бенџамин Johnонсон, геохемичар на Државниот универзитет во Ајова. Концентрациите на титаниум во кристалите циркон стари 4 милијарди години од Западна Австралија сугерираат дека тие се формирале под вода. А некои од најстарите познати карпи на Земјата, формации стари 3 милијарди години во Австралија и Гренланд, се базалтни перничиња, луковични карпи кои се формираат само кога магмата се лади под вода.

Работата на Johnонсон и Босвел Винг, геобиолог на Универзитетот во Колорадо, Болдер, нуди повеќе докази. Примероците од парче океанска кора стара 3,24 милијарди години оставено на копното во Австралија беа далеку побогати со изотоп со тежок кислород отколку денешните океани. Бидејќи водата го губи овој тежок кислород кога дождот реагира со континенталната кора и формира глини, нејзиното изобилство во античкиот океан сугерира дека континентите едвај се појавиле до таа точка, заклучија sonонсон и Винг во студијата за геологија на природата во 2020 година. Откритието не значи дека океаните биле поголеми, забележува Johnонсон, но „Полесно е да се има потопен континент ако океаните се поголеми“.

Иако поголемиот океан ќе им го отежнеше излегувањето на вратот од континентите, тоа би можело да објасни зошто се чини дека се движеле рано во историјата на Земјата, вели Ребека Фишер, експериментален петролог од Харвард и коавтор на Студија за напредувања на AGU. Поголемите океани можеа да помогнат во започнувањето на тектониката на плочите, бидејќи водата продираше низ фрактури и ја ослабуваше кората, создавајќи зони на субдукција, каде што една плоча од кора се лизгаше под друга. И штом плочата од субдукција започна со нуркање, сушарата, инхерентно посилната мантија ќе помогнеше да се свитка плочата, осигурувајќи дека нејзиното нурнување ќе продолжи, вели Junун Коренага, геофизичар на универзитетот Јеил. „Ако не можете да свиткате плочи, не можете да имате тектоника на плочи“.

Доказите за поголемите океани предизвикуваат сценарија за тоа како започна животот на Земјата, вели Томас Карел, биохемичар на Универзитетот Лудвиг Максимилијан во Минхен. Некои истражувачи веруваат дека тоа започнало со хидротермални отвори богати со хранливи материи во океанот, додека други се залагаат за плитки езерца на суво, кои често би испарувале, создавајќи концентрирана бања со хемикалии.

Поголем океан го влошува најголемиот удар против подводното сценарио: дека самиот океан би ги разредил сите зачеток биомолекули до безначајност. Но, со давење на повеќето земјишта, тоа исто така го комплицира сценариото за тенки езерца. Карел, застапник на езерцето, вели во светлината на новиот труд, тој сега размислува за различно родно место за живот: заштитени, водени џебови во океанските карпи што ја скршија површината во вулкански мор