Как Земля выглядела 3,2 миллиарда лет назад? Новые данные свидетельствуют о том, что планета была покрыта огромным океаном и вообще не имела континентов.
Ученые сообщили, что материки появились позже, когда тектоника плит толкнула огромные каменистые земли вверх, чтобы пробить морские поверхности.
Они нашли подсказки об этом древнем водном мире, сохранившемся на кусочке древнего морского дна, который сейчас находится в глубинке северо-западной Австралии.
Около 4,5 миллиардов лет назад высокоскоростные столкновения между пылью и космическими породами образовали начало нашей планеты: пузырящуюся, расплавленную сферу магмы, которая была глубиной в тысячи миль. Земля остыла, когда она вращалась; в конце концов, через 1000–1 миллион лет охлаждающая магма сформировала первые минеральные кристаллы в земной коре.
Между тем, первая вода на Земле могла быть перенесена сюда ледяными кометами из-за пределов нашей солнечной системы, или она могла попасть в пыль из облака частиц, которые родили Солнце и его орбитальные планеты, во время образования Земли.
Когда Земля была горячим океаном магмы, водяные пары и газы выходили в атмосферу. «Затем из атмосферы пошел дождь, когда условия стали достаточно прохладными», - сказал ведущий автор исследования Бенджамин Джонсон, доцент кафедры геологических и атмосферных наук в Университете штата Айова.
«Мы не можем действительно сказать, что источник воды из нашей работы, но мы действительно предполагаем, что независимо от источника, он присутствовал, когда магматический океан все еще был вокруг», - сказал Джонсон в интервью Live Science в электронном письме.
В новом исследовании Джонсон и соавтор Boswell Wing, доцент кафедры геологических наук в Университете Колорадо в Боулдере, обратились к уникальному ландшафту Panorama в австралийской глубинке. По словам Джонсона, его скалистые пейзажи сохраняют гидротермальную систему, датируемую 3,2 миллиарда лет назад, и "регистрируют всю океаническую кору от поверхности до теплового двигателя, который приводил в движение циркуляцию".
На том скалистом морском дне сохранились различные версии или изотопы кислорода; Со временем взаимосвязь между этими изотопами может помочь ученым расшифровать сдвиги температуры древнего океана и глобального климата.
Однако ученые обнаружили нечто неожиданное, проанализировав более 100 образцов отложений. Они обнаружили, что 3,2 миллиарда лет назад в океанах было больше кислорода-18, чем кислорода-16 (последний чаще встречается в современном океане). Их компьютерные модели показали, что в глобальном масштабе континентальные суши выщелачивают кислород-18 из океанов. В отсутствие континентов океаны будут нести больше кислорода-18. И соотношение между этими двумя изотопами кислорода намекало на то, что в то время вообще не было континентов, как показало исследование.
«Это значение отличается от современного океана тем, что легче всего объяснить отсутствием зарождающейся континентальной коры», - сказал Джонсон в электронном письме.
Джонсон сказал, что другие исследователи ранее выдвигали идею, что когда-то Земля была покрыта океаном. Тем не менее, есть меньше согласия о том, сколько из этой коры было видно над уровнем моря. Это новое открытие "обеспечивает фактические геохимические ограничения на наличие земли над уровнем моря", пояснил он.
Перспектива древнего водного мира Земли также предлагает новый взгляд на еще один интригующий вопрос: где появились самые ранние формы жизни на планете и как они развивались, пишут исследователи в исследовании.
«Есть два основных лагеря для происхождения жизни: гидротермальные жерла и пруды на суше», - сказал Джонсон. «Если наша работа является точной, это означает, что количество окружающей среды на суше для возникновения и развития жизни было действительно небольшим или отсутствовало до какого-то времени после 3,2 миллиарда лет назад».
Результаты были опубликованы онлайн (2 марта) в журнале Nature Geoscience.
Примечание редактора: заголовок этой статьи был обновлен 3 марта, чтобы исправить возраст Земли без континента; в то время как доказательства в этом исследовании датируются более 3 миллиардов лет назад, Земле в то время было всего 1,5 миллиарда лет, а не 3 миллиарда лет.
