Учените наскоро откриха значителна връзка между ранната атмосфера на Земята и химията на нейната дълбока мантия.
Международен екип от учени наскоро разкрива значителна връзка между ранната атмосфера на Земята и химията на нейната дълбока мантия. Те постигат това чрез изследване на древни магми, образувани в зони на субдукция по време на Голямото окислително събитие (GOE), което се случва преди 2,1 до 2,4 милиарда години.
Констатациите, публикувани в Nature на 31-ви август, предлагат съществена представа за геоложката еволюция на Земята и разкриват как дълбоката Земя и нейната мантия са тясно свързани с промените в атмосферата.
Древните нива на кислород на Земята
Атмосферата на Земята, на която разчитаме за дишането, се състои от 21% кислород. Въпреки това, спирали ли сте някога, за да помислите къде и кога е възникнал този решаващ елемент? Е, това е въпросът, на който иска да отговори това скорошно проучване.
„С тези открития нашето разбиране за древното „дихание“ на Земята прави значителен скок напред. Те не само дават решаваща представа за геоложката еволюция на Земята, но също така хвърлят светлина върху това как дълбините на Земята и нейната мантия са тясно свързани с атмосферните промени“, казва водещият автор д-р Хуго Морейра от университета в Монпелие в прессъобщение. „Това ни дава по-добро разбиране на връзката между външните и вътрешните резервоари на Земята.“
Освен това тя подчертава, че констатациите предизвикват интригуващи въпроси за ролята на кислорода в оформянето на историята на Земята и създаването на условия, благоприятстващи живота такъв, какъвто го познаваме.
Едно от ключовите открития се върти около ролята на тектониката на плочите – процесът, чрез който външната обвивка на Земята се измества и променя повърхността си.
Въпреки че се знае много за ефектите от атмосферните промени, разбирането как тези промени са повлияли на мантията на Земята остава сравнително неизследвано.
Изследването има за цел да преодолее тази празнина чрез проучване на сложната връзка между дълбоката вътрешност на Земята и развиващата се атмосфера.
Изследването включва анализ на древни магми, кристализирали преди и след GOE. Експериментите на екипа разкриват преминаване от магми с намалени свойства към такива с по-високи нива на окисление. Тази трансформация, казват те, е била предизвикана от дълбокото потъване на окислени седименти – останки от планини, които са претърпели изветряне и ерозия.
Тези седименти са рециклирани в мантията на Земята чрез процеси на субдукция, като ефективно създават път за взаимодействие на атмосферните елементи с мантията.
Последствията от това откритие се простират до нашето разбиране за геоложката еволюция на Земята. Дори малки колебания в нивата на кислород по време на GOE биха могли да предизвикат увеличаване на окисляването на специфични видове магма.
Тази промяна вероятно е допринесла за промени в състава на континенталната кора на Земята и е изиграла роля при формирането на ценни рудни находища.
Кристали от циркон на два милиарда години
Изследователският екип използва усъвършенствани техники, включително анализ с помощта на лъчева линия ID21 в Европейското съоръжение за синхротронно лъчение във Франция.
Те изследват състоянията на сяра в минерали, уловени в кристали на циркон на два милиарда години от бразилския пояс Минейро. Тези древни кристали са като капсули на времето, запазвайки улики за далечното минало на Земята.
Екипът отбелязва ясен преход: минералите, образувани преди GOE, показават намалено състояние на сяра, докато тези, създадени след това, показват по-окислено състояние.
Последиците от изследването не се ограничават само до научно разбиране. Те откриват нови пътища за изследване, хвърляйки светлина върху сложната връзка между геоложките процеси и атмосферните промени.
Съавторът, професор Крейг Стори от университета в Портсмут подчертава значението на изследването, заявявайки, че то предлага „по-задълбочено разбиране на древното минало на Земята и нейната дълбока връзка с развитието на нашата атмосфера“.
Докато продължаваме да изследваме дълбините на геоложката история на Земята, е очевидно, че има много повече за разкриване под повърхността. Д-р Морейра уместно обобщава това мнение, подчертавайки, че резултатите от проучването подчертават продължаващия стремеж за разкриване на мистериите от миналото на нашата планета.
Пълното проучване е публикувано в Nature на 31-ви август и може да бъде намерено тук.
Източник: InterestingEngineering
