Най-старите кристали в света съдържат следи от още по-стари седименти

В най-старите кристали в света, събрани от Джак Хилс в Западна Австралия, се намират останки от още по-стари скали - някои от тях са били преработени от магмата в оцелелите кристали.

Геолозите разкриха, че една трета от тези първобитни скали са седиментни. Това означава, че преди повече от четири милиарда години, по време, от което не са оцелели никакви минерали, Земята е имала обширна кора, изложена на въздействието на елементите над морското равнище. Първите няколкостотин милиона години от съществуването на Земята не са били толкова странни за нас, колкото може би си мислим.

Атомите на Земята в по-голямата си част са същите, които са били тук преди повече от четири милиарда години, но нищо твърдо от онова време не е оцеляло; всичко е било преработено, обикновено многократно. Това е една от причините да отидем на Луната и да изучаваме астероидите, за да намерим пряка линия почти до раждането на Слънчевата система.

Липсата на скали, които да свидетелстват за първите десет процента от съществуването на Земята, разочарова геолозите. И все пак в най-старите неща на Земята, като изключим пристигналите от Космоса, изследователите са открили неочаквана улика към тази изгубена епоха, разкриваща колко бързо планетата е еволюирала до нещо познато. Това се случва само месец, след като същите малки кристали бяха използвани по различен начин, за да докажат нещо подобно, но не толкова впечатляващо. 

Цирконите от Джак Хилс са най-старите оцелели реликви на Земята. Те са се образували преди до 4,4 милиарда години и впоследствие са се вградили в седиментни скали, които след това са ерозирали, оставяйки само цирконите.

Цирконите от Джак Хилс са кристализирали от магма, но не и от първоначалния магмен океан. Тази магма е била съставена от по-стари скали, привлечени в Земята, за да се разтопят. По-голямата част от информацията за тези предишни скали е била загубена при преработката на магмата, но един факт, който геолозите са се надявали да открият, е дали някоя от тях е била седиментна, или всички тези скали са били магмени. 

Магмените скали могат да се образуват от охлаждаща се магма или лава, за които знаем, че са съществували на ранната Земя, но седиментните скали изискват воден цикъл, при който скалите са изложени на въздействието на атмосферата над водната линия. Дъждът ги ерозира и материалът се отмива в езера или океани, за да се утаи и да се превърне в нови форми на скали. 

Професор Рос Мичъл от Китайската академия на науките и колегите му са разгледали по нов начин цирконите от Джак Хилс, както и някои от новооткрития южноафрикански пласт от зелен пясъчник, които може би почти съвпадат по възраст с тях. Чрез обучение на компютри за разпознаване на пръстовите отпечатъци на седиментния материал в цирконите, Мичъл и колегите му са успели да определят, че проба от много стари циркони съдържа около обилно количество гранит от S-тип. Това е гранит, образуван от седименти, които са били субдуцирани в магма.

Делът на S-тип нараства с времето, както би трябвало да се очаква, но ако методът, който Мичъл и колегите му са използвали за идентифициране на S-тип гранити, е правилен, цирконите, образувани преди 4,24 милиарда години, са били съставени от 35 процента S-тип гранити. Като интересна допирна точка авторите установяват, че вместо да нараства вечно, делът на S-тип се увеличава и намалява в съответствие с циклите на образуване и разпадане на суперконтинентите.

За да се получи гранит от типа S, е необходим предишен процес, при който скалите се образуват, ерозират, за да се превърнат в седименти, и след това се компресират до нови скали, преди да се превърнат в магма. Подобен многоетапен процес едва ли ще протече бързо, така че първоначалните острови, стърчащи от морето, трябва да са били там значително преди образуването на цирконите. Гранитите от S-тип в такива древни циркони също биха доказали, че тектоничните цикли, които са субдуцирали кората в мантията, са се случили преди поне 4,2 милиарда години.

С други думи, ако извънземни са посетили Земята в началото на нейното съществуване, те не биха открили нито сух оранжев свят, както се предполагаше преди няколко десетилетия, нито всеобхватен океан, както се предполагаше напоследък.

Откритията допълват и разширяват работата, публикувана през юни, когато екип, изследващ съотношението на кислородните изотопи в циркони с подобна възраст, установи, че повечето от тях са се образували в океана. Въпреки това някои от цирконите показват признаци, че са се образували в сладка вода на сушата, която е излязла от океана, което показва наличието на континентална кора по това време.

Наличието на S-тип гранити в цирконите на Jack Hills може и да е било повод за голям дебат сред малка част от геолозите, но то има значение за въпрос, който привлича много по-широк интерес. Двете конкуриращи се хипотези за произхода на живота са топлото малко езерце, предложено от Дарвин, и хидротермалните извори на дъното на океана. 

Идеята за топлото езерце обаче изисква по времето, когато се е появил животът, на планетата да е имало воден цикъл със суша и прясна вода. Като отлагат времето, когато са съществували първите езерца, Мичъл и съавторите му не доказват, че именно там е възникнал животът, но дават убедителни аргументи, че езерцата продължават да бъдат претендент.

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase