Dünya, başka türlü misafirperver olmayan bir güneş sisteminde her zaman mavi ve yeşil bir yaşam vahası olmamıştır. Gezegenimizin ilk 50 milyon yılında, yaklaşık 4,5 milya...
Dünya, başka türlü misafirperver olmayan bir güneş sisteminde her zaman mavi ve yeşil bir yaşam vahası olmamıştır. Gezegenimizin ilk 50 milyon yılında, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce, yüzeyi, Dünya'nın içinden gelen ısı ile fokurdayan ve püsküren bir magma okyanuslarının cehennemiydi.
Gezegenin bu erimiş halden sonraki soğuması ve bu magma okyanuslarının katı kayaya kristalleşmesi, gezegenimizin yapısının, yüzeyinin kimyasının ve erken atmosferinin oluşumunun bir araya gelmesinde belirleyici bir aşamaydı .
Dünyanın yaşanabilirliğini açıklayabilecek ipuçları içeren bu ilkel kayaların, levha tektoniğinin tahribatına uğradığı varsayılıyordu. Ancak şimdi ekibim, Grönland'ın güneyindeki 3,7 milyar yıllık kayalarda Dünya'nın magma okyanuslarının kimyasal kalıntılarını keşfetti ve Dünya'nın neredeyse tamamen erimiş olduğu bir zamanın kışkırtıcı bir görüntüsünü ortaya çıkardı.
Dünyadaki cehennem
Dünya, Dünya ile diğer gezegensel cisimler arasında bir dizi felaket etkisine sahip olduğuna inanılan kaotik bir erken güneş sisteminin ürünüdür. Dünya'nın oluşumu, Mars büyüklüğünde bir çarpma gezegeniyle çarpışmasıyla doruğa ulaştı ve bu da yaklaşık 4,5 milyar yıl önce Dünya'nın ayının oluşumuyla sonuçlandı.
Bu kozmik çatışmaların, Dünya'nın kabuğunu ve neredeyse tüm gezegenimizin iç kısmını (manto) eritmeye yetecek kadar enerji ürettiği ve yüzlerce kilometre derinlikte "magma okyanusları" oluşturan gezegen ölçeğinde erimiş kaya hacimleri yarattığı düşünülüyor. Bugün, aksine, Dünya'nın kabuğu tamamen katıdır ve manto "plastik bir katı" olarak görülüyor: Yavaş, viskoz jeolojik harekete, Dünya'nın ilk mantosunun sıvı magmasından çok uzak bir şekilde izin veriyor.
Dünya kaotik çarpışmalardan sonra toparlanıp soğurken, derin magma okyanusları Dünya'nın bugün bildiğimiz gezegene yolculuğuna başladı. Dünyanın soğuyan magma okyanuslarından fışkıran volkanik gazlar, gezegenimizin erken atmosferinin oluşumunda ve bileşiminde belirleyici olmuş olabilir - bu da sonunda yaşamı destekleyecektir.
AlexLMX / Shutterstock
Jeolojik arama
Dünyanın eski erimiş haliyle ilgili jeolojik kanıt bulmak son derece zordur. Bunun nedeni, magma okyanusu olaylarının muhtemelen 4 milyar yıl önce gerçekleşmiş olması ve Dünya tarihinin o dönemine ait kayaların çoğunun o zamandan beri plaka tektoniği tarafından geri dönüştürülmesidir.
Ancak bu döneme ait kayalar artık mevcut olmasa da, kimyasal izleri hala Dünya'nın derinliklerinde depolanabilir. Dünyanın soğuma döneminden gelen katılaşmış kristaller o kadar yoğun olacaktı ki, Dünya'nın mantosunun dibine batacaklardı. Bilim adamları, bu mineral kalıntılarının derinliklerinde izole edilmiş bölgelerde depolanabileceğine bile inanıyor .
Varsa, bu antik kristal mezarlıklara bizim için erişilemez - doğrudan örnek alamayacağımız kadar derinlerde saklanıyorlar. Ve eğer Dünya'nın yüzeyine çıkacak olurlarsa, magma okyanus kristalleri doğal olarak erime ve katılaşma sürecinden geçerek, kökenlerinin yalnızca Dünya'nın kabuğuna ulaşmasını sağlayan volkanik kayalarda geride kalacaktır.
Kristal ipuçları
Grönland'ın Dünya'nın erimiş geçmişinin bu izlerini aramak için iyi bir yer olacağını biliyorduk. Örneklerimiz, jeologlar için ünlü bir bölge olan güneybatı Grönland'daki Isua suprakrustal kuşağından geliyor . İlk bakışta, Isua'nın kayaları tıpkı deniz tabanında bulacağınız modern bazaltlara benziyor. Ancak bunlar, 3,7 ila 3,8 milyar yaşları arasında olduğuna inanılan dünyanın en eskilerinden bazıları.
Isua'nın kayalarını analiz ederken, benzersiz demir izotop imzaları keşfettik. Bu imzalar, kayaların oluştuğu manto bölgesinin Dünya yüzeyinin 700 kilometre altında çok yüksek basınca maruz kaldığını gösterdi. Magma okyanus kristalizasyonu sırasında oluşan minerallerin tam olarak bulunduğu yer burasıydı.
Fakat bu kayalar gerçekten de kristalleşmiş magma okyanusunun izlerini taşıyorsa, Dünya'nın yüzeyine giden yolu nasıl buldular? Cevap, Dünya'nın iç kısmının gezegenin yüzeyinde volkanik kayalar oluşturarak nasıl eridiğinde yatıyor.
Eriyen kayalar
Dünya'nın yarı katı mantosunun bölgeleri ısındığında ve eridiğinde, bunlar yüzer bir şekilde Dünya'nın kabuğuna doğru yükselir ve sonuçta magma yüzeye ulaştığında ve soğuduğunda volkanik kayalar üretirler. Yüzeydeki bu kayaların kimyasını inceleyerek, onları oluşturmak için eriyen malzemenin bileşimini inceleyebiliriz.
Isua kayalarının izotopik yapısı, Dünya yüzeyine yaptıkları yolculukların, gezegenin iç kısımlarında kristalleşme ve yeniden erimenin birkaç aşamasını içerdiğini ortaya çıkardı - yüzeye çıkarken bir tür damıtma işlemi. Ancak günümüz Grönland'da bulunan ortaya çıkan kayalar, onları Dünya'nın magma kaplı geçmişine bağlayan kimyasal imzaları hala koruyor.
Çalışmamızın sonuçları, Dünya yüzeyinde bulunan volkanik kayalarda magma okyanus kristallerinin imzası için ilk doğrudan jeolojik kanıtlardan bazılarını sağlıyor. Şimdi, dünyadaki diğer antik volkanik kayaların bize Dünya'nın eski magma okyanusları hakkında daha fazla bilgi verip veremeyeceğini veya bunun yerine jeolojik bir tuhaflığa mı rastladığımızı anlamak istiyoruz: daha çok bir kerelik bir ipucu.
Diğer yanardağlar benzer jeolojik eserler püskürtmüş olabilirse , Dünya'nın eski geçmişinden bahseden başka izotopik yenilikler için Hawaii ve İzlanda gibi modern patlama noktalarına da bakabiliriz . Gelecekte, Dünya'nın şiddetli, magma kaplı geçmişini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilecek daha ilkel kayaların bulunması olasıdır.
Reader in Geochemistry, University of Cambridge
