Le prove di un'antica sezione della crosta terrestre suggeriscono che la Terra era un tempo un mondo acquatico, circa tre miliardi di anni fa. Se fosse vero, significherà che gli scienziati devono riconsiderare alcune considerazioni sugli esopianeti e sull'abitabilità. Dovranno anche riconsiderare la loro comprensione di come è iniziata la vita sul nostro pianeta.
Un nuovo documento presenta questi risultati sulla rivista Nature Geoscience. Il titolo dell'articolo è "Emergenza continentale arcaea limitata, riflessa in un primo arcaico18O-arricchito oceano. " I co-autori sono Boswell Wing dell'Università del Colorado, Boulder, e il suo ex studente post-dottorato, Benjamin Johnson presso la Iowa State University.
Il lavoro si concentra su un'area nell'outback australiano chiamata distretto Panorama. In quella regione del nord-ovest dell'Australia c'è una lastra di fondo oceanico vecchia di 3,2 miliardi di anni, che è stata girata su un fianco. Il pezzo di crosta contiene indizi chimici sull'acqua di mare dell'antica Terra.
"Non ci sono campioni di acqua oceanica veramente antica in circolazione, ma abbiamo rocce che interagiscono con quell'acqua di mare e ricordano tale interazione", ha detto Johnson in un comunicato stampa.
"L'origine e l'evoluzione della biosfera terrestre sono state modellate dalle storie fisiche e chimiche degli oceani."
Dall'articolo “L'emergenza continentale arcaea limitata si riflette in un primo arcaico18Oceano arricchito con O.
Gli autori volevano riavviare il dibattito su come appariva l'antica Terra e aprire nuove strade alla discussione.
Nell'introduzione al loro articolo, i due autori affermano che "L'origine e l'evoluzione della biosfera terrestre sono state modellate dalle storie fisiche e chimiche degli oceani. I sedimenti chimici marini e la crosta oceanica alterata conservano una documentazione geochimica di queste storie. I sedimenti chimici marini, ad esempio, mostrano un aumento dei loro18O /16Rapporto O nel tempo. "
I sedimenti marini sono stati ben studiati nel tempo, ma gli autori di questo studio hanno invece esaminato l'antica crosta. Gli antichi oceani contenevano diversi tipi di ossigeno che venivano poi depositati nella crosta. Gli scienziati hanno raccolto oltre 100 campioni dell'antica roccia e l'hanno analizzata per due isotopi di ossigeno: ossigeno-16 e ossigeno 18. Volevano trovare la quantità relativa di ciascun isotopo nell'antica crosta, per confrontarla con le quantità nel sedimento.
I loro risultati hanno mostrato più ossigeno-18 nella crosta quando è stata formata 3,2 miliardi di anni fa, nel senso che l'oceano in quel momento aveva più ossigeno-18. La coppia di ricercatori afferma che ciò significa che quando quella crosta si è formata, non c'erano continenti. Questo perché quando i continenti si formano, contengono argille e quelle argille avrebbero assorbito l'ossigeno più pesante-18. Quindi se ci fossero stati continenti 3,2 miliardi di anni fa, i loro campioni di crosta avrebbero trattenuto meno ossigeno-18.
La conclusione generale del loro lavoro è che gli oceani della Terra hanno attraversato due stati distinti: uno prima della formazione dei continenti e uno dopo la formazione dei continenti.
I sedimenti chimici marini sono stati ampiamente studiati per cercare di mettere insieme la formazione dei continenti sulla Terra antica. Come dice lo studio, quegli antichi sedimenti includono “carbonati, fosfati, silice microcristallina e ossidi di ferro. Poiché questi minerali si formano direttamente da specie acquose, possono riflettere il?18O dell'acqua con cui coesistono. " I sedimenti sono come una registrazione archivistica della Terra in quel momento, e i sedimenti più vecchi mostrano valori di ossigeno-18 in costante aumento nel tempo, fino ad oggi. Ma questo lavoro è in contrasto con quello, e gli autori suggeriscono che l'ossigeno dell'acqua di mare-18 è diminuito nel tempo.
La coppia di scienziati ha costruito un modello per la Terra antica, dimostrando che "l'inizio dell'erosione continentale nel tardo arcaico, tra 3 e 2,5 miliardi di anni fa, avrebbe tracciato un18O-Archaean precoce arricchito di O in?18O valori simili a quelli della moderna acqua di mare. " Quindi, solo dopo la formazione dei continenti, i valori di ossigeno-18 potrebbero iniziare a sembrare valori moderni.
Sebbene questo studio indichi la possibilità che l'antica Terra sia un mondo acquatico, ciò non significa che il pianeta fosse privo di qualsiasi forma di terra. A quel tempo esistevano aree di terra delle dimensioni di un'isola, o addirittura microcontinenti, di natura vulcanica e molto rocciosa. Ma i tipi di vaste forme di terra che ricoprono la Terra oggi, ricche di terra e con alte catene montuose, potrebbero non esistere. Se così fosse, il contenuto di ossigeno-18 sarebbe stato più simile a quello di oggi.
"Non c'è nulla in ciò che abbiamo fatto che dice che non puoi avere microcontinenti adolescenti che sporgono dagli oceani", ha detto Wing in un comunicato stampa. "Non pensiamo solo che ci sia stata una formazione su scala globale di terreni continentali come oggi."
Gli autori non suggeriscono che il loro lavoro sia la prova definitiva nella discussione in corso sulla Terra primitiva. Notano che sono altri possibili motivi dei loro risultati.
Se gli antichi continenti si formassero molto più lentamente dei continenti moderni, ciò potrebbe spiegare la discrepanza nell'ossigeno-18. È anche possibile che le argille che assorbono l'ossigeno-18 si siano formate nell'oceano stesso, piuttosto che nei continenti.
Ciò indica un mistero permanente nella scienza della Terra: quando si sono formati esattamente i continenti?
È probabile, secondo alcune prove, che i continenti possano formarsi solo quando il nucleo della Terra perde calore e si raffredda. In ogni caso, i continenti moderni non hanno preso forma se non dopo il Giurassico. Prima di ciò, il singolo supercontinente di Gondwana copriva circa un quinto della superficie terrestre. Wing vuole esaminare le aree più giovani della crosta terrestre per cercare di determinare più chiaramente quando si formeranno i continenti moderni.
Questo studio tocca anche i primi anni di vita sulla Terra e come e quando si è formato. I primi oceani della Terra, proprio come gli oceani moderni, hanno agito da cuscinetto, che "ha mediato feedback climatici tra la biosfera, l'atmosfera e la geosfera attraverso il tempo profondo, contribuendo a garantire l'abitabilità planetaria a lungo termine".
La scienza ha dipinto un quadro di come potrebbe apparire la Terra primordiale e quale fosse la natura degli oceani. Ma è tutt'altro che completo. Le prove sono tutte sepolte, nel rock e nel tempo. E mentre cerchiamo di comprendere i cambiamenti climatici qui sulla Terra, e man mano che miglioriamo l'esopianeta, tutte queste domande sull'antica Terra, gli oceani e la biosfera assumono una nuova importanza.
Come affermano gli autori nel loro articolo, "Una Terra primordiale senza continenti emergenti potrebbe aver assomigliato a un" mondo acquatico ", fornendo un importante vincolo ambientale all'origine e all'evoluzione della vita sulla Terra, nonché alla sua possibile esistenza altrove.“
"La storia della vita sulla Terra tiene traccia delle nicchie disponibili", ha affermato Wing. "Se hai un mondo acquatico, un mondo coperto dall'oceano, le nicchie secche non saranno disponibili."
Di Più:
- Documento di ricerca: emergenze continentali arcaiche limitate riflesse in un oceano arcaico arricchito nei primi anni del 18O
- Comunicato stampa: Early Earth potrebbe essere stato un "mondo acquatico"
- Wikipedia: Ocean Planet
