Ранняя Земля могла быть пригодной для жизни намного раньше, чем предполагалось, согласно новому исследованию группы под руководством ученых Чикагского университета.
Подсчитав атомы стронция в горных породах северной Канады, они нашли доказательства того, что континентальная кора Земли могла образоваться на сотни миллионов лет раньше, чем считалось ранее. Континентальная кора богаче необходимыми минералами, чем более молодые вулканические породы, что сделало бы ее значительно более благоприятной для поддержания жизни.
«Наши данные, которые согласуются с появляющимися данными, в том числе о горных породах в западной Австралии, предполагают, что ранняя Земля была способна сформировать континентальную кору в течение 350 миллионов лет после образования Солнечной системы», - сказал Патрик Бенке, научный сотрудник T. C. Чемберлин, научный сотрудник отдела геофизических наук и первый автор статьи. «Это меняет классическое представление о том, что земная кора была горячей, сухой и адской на протяжении более полумиллиарда лет после ее образования».
Один из открытых вопросов в геологии заключается в том, как и когда часть земной коры - первоначально состоявшая из более молодых вулканических пород - превратилась в континентальную кору, которую мы знаем и любим, которая легче и богаче кремнеземом. Эта задача усложняется тем, что доказательства продолжают таять и переделываться на протяжении миллионов лет. Одно из немногих мест на Земле, где можно найти кусочки коры самых ранних эпох Земли, - это крошечные частицы апатита, вкрапленные в более молодые породы.
К счастью для ученых, некоторые из этих «молодых» минералов (возрастом им все еще около 3,9 миллиарда лет) являются цирконами - очень твердыми, устойчивыми к атмосферным воздействиям минералами, чем-то похожими на алмазы. «Цирконы - любимчики геологов, потому что это единственная запись о первых трех-четырехстах миллионах лет жизни Земли. Алмазы не вечны, в отличие от цирконов», - сказал Бенке.
Кроме того, сами цирконы можно датировать. «Они похожи на капсулы времени с этикетками», - сказал профессор Эндрю Дэвис, заведующий кафедрой геофизических наук и соавтор исследования.
Ученые обычно рассматривают различные варианты элементов, называемых изотопами, чтобы рассказать историю об этих камнях. Они хотели использовать стронций, который дает представление о том, сколько кремнезема было вокруг во время его образования. Единственная проблема заключается в том, что эти пятнышки совсем крошечные - около пяти микрон в поперечнике, диаметр нити паучьего шелка, - и приходится считать атомы стронция один за другим.
Это была задача для уникального прибора, появившегося в сети в прошлом году: Чикагского прибора для лазерной ионизации, или CHILI. В этом детекторе используются лазеры, которые можно настроить для выборочного выделения и ионизации стронция. Когда они использовали ЧИЛИ для подсчета изотопов стронция в горных породах из Нуввуагиттука, Канада, они обнаружили, что соотношение изотопов свидетельствует о том, что при его образовании присутствовало много кремнезема.
Это важно, потому что состав земной коры напрямую влияет на атмосферу, состав морской воды и питательные вещества, доступные любой зарождающейся жизни, надеющейся процветать на планете Земля. Это также может означать, что в то время на Землю падало меньше метеоритов, чем предполагалось, что затруднило бы формирование континентальной коры.
«Наличие континентальной коры, которая рано меняет картину ранней Земли во многих отношениях», - сказал Дэвис, который также является профессором Института Энрико Ферми.«Теперь нам нужен способ для геологических процессов, которые заставляют континенты возникать намного быстрее; вам, вероятно, нужна вода и магма, температура которых примерно на 600 градусов по Фаренгейту ниже».
Исследование также совпадает с недавней статьей Дэвиса и коллеги Бенке Николаса Дофаса, в которой были обнаружены доказательства того, что дождь шел на континенты 2,5 миллиарда лет назад, раньше, чем считалось ранее.