Wczesna Ziemia mogła być „wodnym światem”

Wczesna Ziemia mogła być "wodnym światem"

Ziemia nie zawsze była taka, jaką oglądamy ją dzisiaj. Kiedyś żyły tu inne gatunki zwierząt, powietrze było czystsze, a oceany pokrywały większość planety. Dlaczego to się zmieniło?

Badania opublikowane 2 marca w „Nature Geoscience” udowadniają, że wczesna Ziemia, będąca domem dla pierwszych form życia, mogła być prawdziwym „wodnym światem”. Gdyby przenieść tam człowieka, to w zasięgu wzroku nie dostrzegłby żadnego kontynentu. Zupełnie jak w filmie „Wodny świat” z 1995 r. z Kevinem Costnerem w roli głównej.

Jeszcze błękitniejsza planeta

Naukowcy z Uniwersytetu Kolorado w Boulder wykorzystali chemię hydrotermalną do odkrycia, że powierzchnia Ziemi była prawdopodobnie pokryta globalnym oceanem 3,2 mld lat temu. To by oznaczało, że Błękitna Planeta, która teraz jest w ponad 70% pokryta morzami i oceanami, była jeszcze bardziej „błękitna”. Te analizy mogą pomóc w ustaleniu, jak i gdzie po raz pierwszy pojawiły się organizmy jednokomórkowe.

Historia życia na Ziemi śledzi dostępne nisze. Jeżeli masz wodny świat, pokryty w całości oceanami, to suche miejsca po prostu nie są dostępne.

Boswell Wing z Katedry Nauk Geologicznych Uniwersytetu Kolorado w Boulder

Boswell Wing wraz z Benjaminem Johnsonem skupili się na przebadaniu stanowiska geologicznego nazwanego Panorama, położonego głęboko w północno-zachodniej Australii. Dzisiaj są tam zarośnięte wzgórza, które przecinają suce koryta rzek. To naprawdę niezwykłe miejsce. To właśnie tam spoczywa przewrócony na bok, liczący 3,2 mld lat fragment skorupy oceanicznej.

Wczesna Ziemia mogła być "wodnym światem"
Kiedyś kontynenty były zupełnie inne niż dzisiaj – ale to wymagało miliardów lat

Badając region Panorama w ciągu jednego dnia można przejść przez twardą, zewnętrzną powłokę planety – od podstawy skorupy do miejsca, gdzie woda kiedyś wypływała przez kominy hydrotermalne. To jedyna w swoim rodzaju okazja do zebrania wskazówek na temat chemii wody oceanicznej sprzed miliardów lat. Próżno na całym świecie szukać podobnego miejsca.

Nie ma nigdzie ukrytych żadnych próbek starożytnej wody oceanicznej, ale mamy skały, które weszły w interakcję z tą wodą i możemy prześledzić te zależności.

Benjamin Johnson

Uczeni przebadali dane z ponad 100 próbek skał z całego suchego regionu. Szukali w szczególności dwóch różnych izotopów tlenu zamkniętych w skałach – cięższych atomów tlenu-18 i lżejszego tlenu-16. Proporcje tych dwóch izotopów mogły być nieco mniejsze w wodzie morskiej 3,2 mld lat temu. Choć różnice są niewielkie, bardzo dużo mówią o przeszłości naszej planety.

Kiedy wynurzyły się płyty?

Okazuje się, że dzisiejsze masy lądowe pokryte są glebami bogatymi w glinę, które nieproporcjonalnie pobierają cięższe izotopy tlenu z wodopodobnych próżni mineralnych tlenu-18. Najbardziej prawdopodobnym wytłumaczeniem tego nadmiaru izotopu w starożytnych oceanach było to, że po prostu wokół nie było bogatych w glinę kontynentów, które mogłyby je zasysać. Nie oznacza to jednak, że w pobliżu nie było żadnych suchych lądów.

W naszych badaniach nie ma nic, co wskazywałoby na to, że z oceanów nie mogły wystawać mikroskładniki pod postacią suchych lądów. Po prostu nie sądzimy, by istniała wtedy globalna formacja kontynentalnych gleb, jaką znamy dzisiaj.

Boswell Wing

To z kolei nasuwa kolejne ważne pytania: kiedy tektonika płyt wypchnęła kawałki skał, które w końcu stały się kontynentami, na których dzisiaj żyjemy? Naukowcy nie są pewni, ale już planują kolejne badania z wykorzystaniem młodszych formacji skalnych – w Arizonie i RPA.

Wczesna Ziemia mogła być "wodnym światem"
Niektóre formacje skalne są bardziej wrażliwe na pochłanianie wody

Na podstawie teorii tektoniki płyt naukowcy sugerują, że dryf kontynentów odbywa się od co najmniej 2,5 mld lat. Świadczą o tym najstarsze pofałdowania skał w Kanadzie, oceniane przez geologów na co najmniej 2 mld lat. Ale wspominane 3,2 mld lat temu żadnych kontynentów prawdopodobnie nie było. Tylko woda, woda i jeszcze raz woda.

Odkrycia Johnsona i Winga stoją w opozycji do wcześniejszych ustaleń. Zgodnie z obowiązującym stanem wiedzy, ok. 3,3 mld lat temu prawdopodobnie istniał superkontynent zwany Walbara, a 2,7 mld lat temu ponowne zderzenia płyt utworzyły superkontynent Kenorland. To jedynie szacunki, bo brak danych z tych czasów, które jednoznacznie potwierdziłyby jedną z teorii.

Krótka historia Ziemi

Historia Ziemi liczy 4,5 mld lat i miały w niej miejsce liczne wydarzenia tektoniczne. Uczonym całkiem dobrze udało się prześledzić dryf kontynentów, ale w skali dużo mniejszej niż miliardy lat. I tak oto wiadomo, że 1100 mln lat temu uformował się superkontynent Rodinia, który 750 mln lat temu rozpadł się na Laurencję, kraton Konga i Proto-Gondwanę. 600 mln lat temu fragmenty Rodinii ponownie się zetknęły i stworzyły Pannocję. Po kolejnych 50 mln lat, Pannocja zaczęła się rozpadać.

Wczesna Ziemia mogła być "wodnym światem"
Ziemia jest dzisiaj pokryta w 70,8% przez wodę

250 mln lat temu istniał tylko jeden superkontynent – Pangea – otoczony olbrzymim oceanem Panthalassą. Nic nie trwa wiecznie, więc i Pangea zaczęła się rozpadać na dwie części, które oddalały się od siebie – Gondwanę i Laurazję. Miało to miejsce 180 mln lat temu. Około 130 mln lat temu Laurazja i Gondwana dały zarys dzisiejszych kontynentów. Z Laurazji powstała Ameryka Północna i Eurazja, a z Gondwany Ameryka Południowa, Afryka, Antarktyda, Australia i Indie. 100 mln lat temu doszło do ostatniego masywnego dryfu kontynentów – Indie oderwały się od Afryki i powędrowały w stronę Azji.

Mimo że nie widzimy tego gołym okiem, to płyty tektoniczne – kontynentalne i oceaniczne – cały czas się poruszają. Dzięki temu „zawdzięczamy” trzęsienia ziemi (także podwodne). Mimo iż spektakularnego łączenia i rozłączania kontynentów w najbliższej przyszłości raczej nie doświadczymy, to za kolejne 2 mld lat, nasz świat będzie wyglądał zupełnie inaczej. Pytanie tylko: czy jeszcze tu będziemy, by to zobaczyć?