Ce au descoperit cercetătorii în rocile din Groenlanda, vechi de 3,7 miliarde de ani?

Pământul nu a fost întotdeauna o oază de viață albastră și verde într-un sistem solar altfel ostil. În primele 50 de milioane de ani ale planetei noastre, acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, suprafața sa era un peisaj infernal în care oceanele de magmă timpurii fierbeau din cauza căldurii provenite din interiorul Pământului.

Răcirea ulterioară a planetei de la această stare topită și cristalizarea acestor oceane de magmă în rocă solidă au fost etape definitorii în formarea structurii planetei noastre, în chimia suprafeței și în formarea atmosferei sale timpurii.

Despre aceste roci timpurii, care conțin indicii ce ar putea explica locuibilitatea Pământului, s-a presupus că au fost pierdute în urma proceselor plăcilor tectonice. Aici intervine munca făcută de echipa lui Helen M. Williams, de la  Universitatea din Cambridge (Anglia).

Echipa a descoperit rămășițele chimice lăsate de oceanele de magmă timpurii ale Pământului în roci de acum 3,7 miliarde de ani din sudul Groenlandei, dezvăluind o imagine interesantă a unui timp când Pământul era aproape în întregime topit.

Cum s-au format oceanele de magmă timpurii ale Terrei?

Pământul este produsul unui Sistem Solar timpuriu haotic și se crede că a suferit mai multe impacturi catastrofale cu alte corpuri planetare. Formarea Pământului a culminat cu coliziunea sa cu o planetă de dimensiunea lui Marte, care a dus și la formarea Lunii acum aproximativ 4,5 miliarde de ani.

Se crede că aceste ciocniri cosmice au generat suficientă energie pentru a topi coaja Pământului și aproape întregul său interior (mantaua), creând volume planetare de roci topite care au format „oceanul de magmă” la adâncimi de sute de kilometri. Astăzi, în schimb, scoarța Pământului este în întregime solidă, iar mantaua este considerată un „solid plastic”, permițând mișcarea geologică lentă și vâscoasă, departe de magma lichidă din mantaua timpurie a Pământului, scrie IFL Science.

Pe măsură ce Pământul s-a refăcut și s-a răcit după ciocniri, oceanele sale adânci de magmă s-au cristalizat și s-au solidificat, începând călătoria Pământului spre planeta pe care o cunoaștem astăzi. Gazele vulcanice care ieșeau din oceanele de magmă răcită ale Pământului ar fi putut fi decisive în formarea și compoziția atmosferei timpurii a planetei, care în cele din urmă va susține viața.

Locul potrivit pentru găsirea indiciilor despre trecutul planetei noastre

Găsirea de dovezi geologice ale stării topite anterioare a Pământului este extrem de dificilă. Acest lucru este cauzat de faptul că evenimentele oceanului de magmă au avut loc probabil acum peste 4 miliarde de ani, iar multe dintre rocile din acea perioadă a istoriei Pământului au fost de atunci reciclate de tectonica plăcilor.

Cu toate acestea, deși roci din acea perioadă nu mai există, urmele lor chimice ar putea fi încă stocate în adâncurile Pământului. Cristalele solidificate din perioada de răcire a Pământului ar fi fost atât de dense încât ar fi coborât la baza mantalei Pământului. Oamenii de știință cred chiar că aceste reziduuri minerale pot fi stocate în zone izolate adânc în interiorul graniței mantalei cu nucleul Pământului.

Dacă aceste mormane de cristale antice există, ele ne sunt inaccesibile, fiind ascunse prea adânc pentru a putea preleva mostre directe. Și dacă ar ajunge vreodată la suprafața Pământului, cristalele oceanelor de magmă ar trece natural printr-un proces de topire și solidificare, lăsând doar urme ale originii lor în rocile vulcanice care ajung în crusta Pământului.

Știam că Groenlanda ar fi un loc bun pentru a căuta aceste urme ale trecutului topit al Pământului. Mostrele cercetătorilor provin din centura supracrustală Isua din sud-vestul Groenlandei, care este o zonă celebră pentru geologi. La prima vedere, rocile Isua arată ca orice bazalt modern care poate fi găsit pe fundul mării. Dar aceste roci sunt printre cele mai vechi din lume, având o vârstă estimată între 3,7 și 3,8 miliarde de ani.

Ce ne spun oceanele de magmă timpurii despre primele „zile” ale Pământului?

Analizând rocile Isua, oamenii de știință au descoperit semnături unice de izotopi de fier. Aceste semnături au arătat că regiunea mantalei din care s-au format rocile fusese supusă unei presiuni foarte mari, la peste 700 de kilometri sub suprafața Pământului. Aici ar fi fost localizate mineralele formate în timp ce s-au cristalizat oceanele de magmă timpurii.

Dar dacă aceste roci purtau într-adevăr urme de magmă cristalizată, cum au ajuns ele la suprafața Pământului? Răspunsul stă în modul în care interiorul Pământului se topește, producând roci vulcanice la suprafața planetei.

Atunci când regiunile semi-solide ale mantalei Pământului se încălzesc și se topesc, ele se ridică în mod flotant către crusta Pământului, producând în cele din urmă roci vulcanice atunci când magma ajunge la suprafață și se răcește. Studiind chimia acestor roci la suprafață, putem investiga compoziția materialului care s-a topit pentru a le forma.

Constituția izotopică a rocilor Isua a relevat că drumul lor către suprafața Pământului a implicat mai multe etape de cristalizare și retopire în interiorul planetei, un fel de proces de distilare în călătoria lor spre suprafață. Dar rocile care au ieșit, situate în Groenlanda de astăzi, încă păstrează semnături chimice care le leagă de trecutul acoperit de magmă al Pământului.

Această cercetare este doar începutul

Rezultatele cercetării oferă unele dintre primele dovezi geologice directe pentru semnătura cristalelor oceanelor de magmă în roci vulcanice găsite la suprafața Pământului. Acum, cercetătorii își doresc să înțeleagă dacă și alte roci vulcanice antice din întreaga lume pot oferi mai multe informații despre fostele oceane de magmă ale Pământului sau dacă aceasta este o ciudățenie geologică.

Dacă și alți vulcani au aruncat artefacte geologice similare, am putea căuta și în zonele moderne de erupție, cum ar fi Hawaii și Islanda, pentru noi noutăți izotopice care vorbesc despre trecutul îndepărtat al Pământului. Este posibil ca în viitor să fie descoperite mai multe roci primordiale care ne-ar putea ajuta să înțelegem mai bine trecutul violent și acoperit de magmă al Pământului.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au creat substanța tare ca diamantul

Test de cultură generală. Unde bate vântul cel mai tare în Sistemul Solar?

Primele indicii de fisiune nucleară în cosmos

Materia întunecată s-ar putea ascunde în Acceleratorul de Particule de la Geneva