Cele mai vechi cristale din lume conțin ceva și mai vechi

În cele mai vechi cristale din lume, colectate din regiunea Jack Hills din Australia de Vest, se află rămășițele unor roci și mai vechi. Unele dintre acestea au fost reprocesate prin magmă în cristalele supraviețuitoare.

Cu ajutorul învățării automate, geologii au dezvăluit că o treime din aceste roci primordiale erau roci sedimentare. Aceasta înseamnă că în urmă cu peste patru miliarde de ani, într-o perioadă din care nu au supraviețuit minerale, Pământul avea o crustă extinsă expusă la elemente deasupra nivelului mării. Primele câteva sute de milioane de ani ai Pământului nu au fost atât de ciudați pentru planeta noastră pe cât am putea crede.

Atomii Pământului sunt în mare parte aceiași care se aflau aici în urmă cu peste 4 miliarde de ani, dar nimic solid din acea perioadă nu supraviețuiește în prezent. Totul a fost reprocesat, în general de mai multe ori. Acesta este unul dintre motivele pentru care oamenii au mers pe Lună și au studiat asteroizii, pentru a găsi o linie directă aproape de nașterea Sistemului Solar.

Lipsa rocilor care să fie martore ale primelor 10 procente din existența Pământului îi frustrează pe geologi. Cu toate acestea, în cele mai vechi obiecte de pe Pământ, cu excepția celor sosite din spațiu, cercetătorii au găsit un indiciu neașteptat despre acea epocă pierdută, dezvăluind cât de repede a evoluat planeta către ceva familiar. Descoperirea vine la doar o lună după ce aceleași cristale minuscule au fost utilizate într-un mod diferit pentru a demonstra ceva similar, dar nu la fel de impresionant.^[sursa]

Cele mai vechi cristale de pe Pământ au peste 4,4 miliarde de ani vechime

Zirconiul din Jack Hills reprezintă cele mai vechi relicve supraviețuitoare ale Pământului. Acestea s-au format în urmă cu 4,4 miliarde de ani și au fost ulterior încorporate în roci sedimentare care s-au erodat, lăsând în urmă doar zirconii.

Zirconiul din Jack Hills s-a cristalizat din magmă, dar nu din magma oceanică originală. Această magmă a fost formată din roci mai vechi atrase în Pământ pentru a se topi. Majoritatea informațiilor despre aceste roci anterioare s-au pierdut în reprelucrarea magmei, dar un fapt pe care geologii au sperat să îl afle este dacă vreuna dintre ele a fost sedimentară sau dacă acestea au fost toate igneice.

Rocile ignoase se pot forma prin răcirea magmei sau a lavei despre care știm că au existat pe Pământul timpuriu, dar rocile sedimentare necesită un ciclu al apei, în care rocile sunt expuse atmosferei deasupra liniei de plutire. Ploaia le erodează, iar materialul este spălat în lacuri sau oceane pentru a se depune și a fi transformat în noi forme de roci.

Profesorul Ross Mitchell de la Academia Chineză de Științe și colegii săi au aruncat o nouă privire asupra zirconiului din Jack Hills, precum și asupra unora din patul de gresie verde din Africa de Sud, recent descoperit, care ar putea aproape să corespundă vârstei lor.

Prin antrenarea computerelor pentru a recunoaște amprentele materialului sedimentar din zirconiu, Mitchell și colegii săi au putut determina că un eșantion de zirconiu foarte vechi conține aproximativ o abundență de granit de tip S. Acesta este granit format din sedimente care au fost subductate în magmă.

Ponderea granitului de tip S crește cu timpul, așa cum ar fi de așteptat, dar dacă metoda folosită de Mitchell și colegii săi pentru a identifica granitele de tip S este corectă, zirconiul format în urmă cu 4,24 miliarde de ani a fost alcătuit din 35% granit de tip S. Într-o abordare tangențială interesantă, autorii au descoperit că, mai degrabă decât să crească la nesfârșit, proporția de granit de tip S crește și scade în funcție de ciclurile de formare și colaps ale supercontinentelor.

Pentru a obține un granit de tip S, este nevoie de un proces anterior în care rocile se formează, se erodează pentru a deveni sedimente și apoi sunt comprimate în noi roci înainte de a fi împinse în jos în magmă. Este puțin probabil ca un astfel de proces în mai multe etape să fie rapid, astfel încât insulele originale care ies din mare trebuie să fi fost acolo cu mult înainte de formarea zirconilor. Granitul de tip S din zirconiul atât de vechi ar dovedi, de asemenea, că ciclurile tectonice de subducție a scoarței în manta au avut loc cu cel puțin 4,2 miliarde de ani în urmă.

Cu alte cuvinte, dacă un extraterestru ar fi vizitat Pământul la începutul existenței sale, nu ar fi găsit o lume portocalie uscată, așa cum se presupunea în urmă cu câteva decenii, nici un ocean atotcuprinzător, așa cum se bănuia mai recent.

Descoperirile completează și extind lucrările publicate în iunie, când o echipă care a investigat raportul izotopilor de oxigen din zirconiu de vârstă similară a descoperit că cea mai mare parte s-a format în ocean. Cu toate acestea, o parte a zirconiului prezintă semne că s-a format în apă dulce, pe uscat, care a ieșit din ocean, indicând prezența scoarței continentale în această perioadă.

Prezența granitelor de tip S în zirconiul din Jack Hills poate că a fost o mare dezbatere între un mic subset de geologi, dar are implicații pentru o chestiune care suscită un interes mult mai larg. Cele două ipoteze concurente privind originea vieții sunt bazinul mic și cald propus de Darwin și orificiile hidrotermale de pe fundul oceanului.

Cu toate acestea, ideea micului lac cald presupune ca planeta să fi avut un ciclu al apei cu uscat și apă dulce la momentul apariției vieții. Prin amânarea momentului în care au existat primele lacuri, Mitchell și coautorii nu au demonstrat că acesta a fost locul în care a început viața, dar au demonstrat cu tărie că lacurile rămân o opțiune.