Najstarsze minerały na Ziemi odsłaniają możliwe istnienie kontynentów przed 4 mld lat

Najstarsze minerały znalezione na naszej planecie to cyrkony sprzed ok. 4,4 mld lat, zachowane w zachodnioaustralijskich wzgórzach Jack Hills. Sugerują one, że w epoce hadejskiej na Ziemi mogły funkcjonować kontynenty, które z czasem uległy subdukcji, czyli procesowi wciągania skorupy w głąb płaszcza planety. Wyniki te przesuwają granicę w naszej wiedzy o formowaniu się lądów i wpływają na nasze szacunki dotyczące czasu pojawienia się warunków sprzyjających życiu.

Cyrkony z Jack Hills oraz z Afryki Południowej różnią się składem chemicznym, wskazując na niejednolite procesy geologiczne w tamtym czasie. Prof. John Valley z University of Wisconsin-Madison wyjaśnia, że analiza proporcji pierwiastków takich jak niob, uran, skand i iterb daje przesłanki do wniosku, że cyrkony powstały na wczesnych kontynentach, nad strefami subdukcji. „To są małe kapsuły czasu, które niosą ogromną ilość informacji” – podkreśla Valley.

Dotychczas sądzono, że młoda Ziemia była pokryta oceanem magmy, a skorupa uformowała swoistą skorupę, pokrywę. Nowe wyniki sugerują jednak, że taka jednorodna skorupa nie pokrywała całej planety – niektóre obszary wykazywały już cechy podobne do współczesnej subdukcji. Valley twierdzi, że dane z obu kontynentów są poprawne, więc procesy geologiczne były bardziej zróżnicowane niż wcześniej sądzono.

Zespół naukowców zaproponował model, w którym gejzery z płaszcza powodowały częściowe topnienie skorupy, co prowadziło do opadania powierzchniowych skał do wnętrza planety. Jednocześnie obecność wody, dostarczonej przez komety, powodowała powstawanie granitów. Dzięki temu możliwy był rozwój pierwszych kontynentów wypiętrzonych ponad powierzchnię oceanów.

Prof. Valley zauważa, że zjawiska subdukcji to nie to samo, co całkowity stagnacyjny model skorupy planety. Procesy te mogły funkcjonować równocześnie w różnych rejonach. „To dowód na istnienie wczesnych kontynentów i łańcuchów górskich” – dodaje Valley. W przeciwieństwie do stagnacyjnej cyrkulacji, subdukcja obejmowała również nawodnione warstwy powierzchniowe, co wpływało na rozwój chemizmu płaszcza.

Gdyby już wtedy istniały fragmenty lądów, zwiększałoby to szanse na pojawienie się życia na powierzchni – dostępnych byłoby więcej stabilnych ekosystemów niż na niestabilnych wyspach wulkanicznych. Valley podkreśla: „Jesteśmy przekonani, że istniało około 800 mln lat historii ziemi, kiedy powierzchnia Ziemi nadawała się do zamieszania, ale nie mamy dowodów kopalnych i nie wiemy, kiedy dokładnie pojawiło się życie”.

Badania zespołu naukowców zostały opublikowane na łamach periodyku Nature i podważają dotychczasowy scenariusz ewolucji młodej Ziemi, wskazując, że pierwsze kontynenty mogły pojawić się znacznie wcześniej. Naukowcy przybliżyli tym samym moment powstania potencjalnych warunków sprzyjających pojawieniu się życia.