Grenlandzkie skały zmieniają geologiczne spojrzenie na historię
Skały datujące się sprzed 3,4 mld lat, odkryte w południowo-zachodnim paśmie górskim Isua na Grenlandii, dostarczają cennych informacji na temat budowy Ziemi na najwcześniejszych etapach jej rozwoju. Odkrycia dokonał francusko-duński zespół pracujący pod kierunkiem naukowców z pracowni "Magma i wulkany", wspólnej jednostki badawczej Uniwersytetu Blaise Pascal, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i Instytutu Badań i Rozwoju (IRD). Badania zostały sfinansowanie głównie z grantu dla początkujących naukowców Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN). Zespół badawczy zaintrygowały skały pozbawione neodymu-142, który jest podstawowym pierwiastkiem w badaniach powstawania Ziemi. Ten brakujący pierwiastek chemiczny wspiera hipotezę, że Ziemia składała się z oceanu roztopionej magmy, która ulegała stopniowemu schładzaniu przez około 100 do 200 mln lat po jej utworzeniu. Jak czytamy w artykule zredagowanym przez zespół i opublikowanym w czasopiśmie Nature: "pierwszy, niekwestionowany dowód na bardzo wczesne różnicowanie krzemianowej Ziemi pochodzi z nieczynnego chronometru 146Sm-142Nd". Uznaje się, że Ziemia powstała 4,58 mld lat temu poprzez akrecję materiału w Układzie Słonecznym. Ciepło wytwarzane w procesie akrecji oraz rozpad pierwiastków radioaktywnych doprowadziły do topienia tego materiału. W rezultacie 100 - 200 mln lat po swoim powstaniu, Ziemia musiała być oceanem stopionej magmy, w którego środku uformowało się metaliczne jądro. Z upływem lat ocean stopniowo się wychładzał i, podobnie jak na płynnej czekoladzie w chłodny dzień, pojawiła się skorupa ziemska, a zaraz po tym nastąpił dryf kontynentów. Krystalizacji roztopionej magmy prawdopodobnie towarzyszyło chemiczne warstwowanie Ziemi: różnicowanie warstw koncentrycznych z odrębnym składem chemicznym. Sygnaturę tych właśnie pierwotnych niehomogeniczności naukowcy odnaleźli w skałach Isua. To co szczególnie zaintrygowało i zwróciło uwagę naukowców, to brak kluczowego pierwiastka chemicznego - izotopu neodymu-142, który powstaje z rozpadu obecnie niewystępującego już radioaktywnego izotopu o nazwie samar-146. Wszechobecność neodymu-142 jest niemal taka sama we wszystkich skałach ziemskich. Do tej pory odkryto jedynie dwa wyjątki, w Kanadzie i na Grenlandii, w niektórych skałach datujących się sprzed 3,7 mld lat. Skład tych skał dostarcza dowodów na pierwotne niehomogeniczności, które powstały w czasie krystalizacji oceanu magmy. W 2003 r. po raz pierwszy dwie grupy francuskich naukowców odkryły nadwyżkę neodymu-142 w niektórych skałach w tym samym regionie. Jeżeli taki nadmiar występował w niektórych warstwach pierwotnej Ziemi, to oznaczałoby to, że inne warstwy muszą być z kolei uszczuplone o ten izotop. Jednak zanim francusko-duński zespół przedstawił swoje nowe ustalenia, przez dziewięć lat niedobory neodymu-142 pozostawały przedmiotem hipotez. Za pomocą zaawansowanej metody spektrometrii masowej jonizacji termicznej, naukowcy przeprowadzili niezwykle szczegółową analizę stężenia neodymu-142 w próbkach skał Isua. Odkryli, że niedobór neodymu-142 rzędu 10,6 części na milion, potwierdza teorię "oceanu magmy". Jak czytamy w artykule" "wyniki świadczą o istnieniu wzbogaconego komponentu w hadeanie i mogą sugerować, że południowo-zachodni płaszcz Grenlandii zachował heterogeniczności z okresu wczesnego formowania, aż do co najmniej 3,4 gigalat [mld lat] temu". Odkrycia te powinny pomóc w doskonaleniu modeli wewnętrznej dynamiki Ziemi na wczesnych etapach jej formowania. Odkrywając niedobór neodymu-142 w stosunkowo młodych skałach, uformowanych około miliarda lat po krystalizacji oceanu magmy, naukowcy pokazali, że pierwotne niehomogeniczności utrzymywały się dłużej niż wcześniej przewidywano, zanim zostały wyeliminowane przez ruch konwekcyjny płaszcza Ziemi. Aby uzyskać bardziej wyczerpujące dane, naukowcy zamierzają teraz przestudiować skład innych skał o podobnym wieku wychodni, na przykład w Chinach, Kanadzie czy RPA.Więcej informacji: Nature: http://www.nature.com CNRS: http://www.cnrs.fr/
Kraje
Montserrat