מדדים ומחקרים
הפתעה: האם ככה הגיע לכדור הארץ החמצן שאנו נושמים?
כדור הארץ היה עולם מים, מכוסה באוקיינוסים ירוקים, עטוף באובך וחסר לחלוטין חיים רב-תאיים. איך בכל זאת הפך לכוכב היחיד שמתקיימים עליו חיים?
המחקר שפורסם ב-Nature Geoscience, וערך דייויד מול מוסיף אפשרות חדשה ומפתה: שלפחות חלק מהחמצן המוקדם של כדור הארץ הגיע ממקור טקטוני דרך התנועה וההרס של קרום כדור הארץ.
העידן הארכאאי מייצג שליש מההיסטוריה של כוכב הלכת שלנו, מלפני 2.5 מיליארד שנים ועד לפני ארבעה מיליארד שנים.
כדור הארץ היה עולם מים, מכוסה באוקיינוסים ירוקים, עטוף באובך וחסר לחלוטין חיים רב-תאיים. היבט זר נוסף של העולם הזה היה אופי הפעילות הטקטונית שלו.
בכדור הארץ המודרני, הפעילות הטקטונית הדומיננטית נקראת טקטוניקת הלוחות, שבה קרום האוקיינוס - השכבה החיצונית ביותר של כדור הארץ מתחת לאוקיאנוסים - שוקע במעטפת כדור הארץ (האזור שבין קרום כדור הארץ לליבה שלו) בנקודות התכנסות הנקראות אזורי סגירה. . עם זאת, יש ויכוח רב בשאלה האם טקטוניקת הלוחות פעלה עוד בעידן הארכאאי.
מאפיין אחד של אזורי ההפחתה המודרניים הוא הקשר שלהם למאגמות מחומצנות. מאגמות אלה נוצרות כאשר משקעים מחומצנים ומי תחתית - מים קרים וצפופים ליד קרקעית האוקיינוס - מוכנסים למעטפת כדור הארץ. זה מייצר מאגמות עם תכולת חמצן ומים גבוהה.
המחקר נועד לבדוק האם היעדר חומרים מחומצנים במימי קרקעית ארכאים ובמשקעים יכולים למנוע היווצרות של מאגמות מחומצנות. זיהוי של מאגמות כאלה בסלעים מגמטיים ניאוארכאים יכול לספק עדות לכך שההפחתה וטקטוניקת הלוחות התרחשו לפני 2.7 מיליארד שנים.
cnvkl vnjer btxpu דגימות של סלעים גרניטואידיים בני 2750 עד 2670 מיליון שנה מרחבי תת-פרובינציה אביטיבי-וואווה של מחוז סופריור - היבשת הארכאית המשומרת הגדולה ביותר המשתרעת על פני 2000 ק"מ מוויניפג, מניטובה ועד למזרח הרחוק של קוויבק. זה איפשר לנו לחקור את רמת החמצון של מאגמות שנוצרו לאורך התקופה הניאוארכאנית.
מדידת מצב החמצון של סלעים מגמטיים אלה - שנוצרו באמצעות קירור והתגבשות של מאגמה או לבה - היא מאתגרת. ייתכן שאירועים שלאחר התגבשות שינו את הסלעים הללו באמצעות עיוות מאוחר יותר, קבורה או חימום.
אז החלטנו להסתכל על המינרל אפטיט שנמצא בגבישי הזרקון בסלעים אלה. גבישי זירקון יכולים לעמוד בטמפרטורות ובלחצים האינטנסיביים של אירועי לאחר ההתגבשות. הם שומרים על רמזים לגבי הסביבות שבהן הם נוצרו במקור ומספקים גילאים מדויקים לסלעים עצמם.
גבישי אפטות קטנים ברוחב פחות מ-30 מיקרון - בגודל של תא עור אנושי - נלכדים בגבישי הזרקון. הם מכילים גופרית. על ידי מדידת כמות הגופרית באפטיט, נוכל לקבוע אם האפטה צמח ממאגמה מחומצנת.
מצאנו שתכולת הגופרית במאגמה, שהייתה בתחילה סביב האפס, גדלה ל-2000 חלקים למיליון בסביבות 2705 מיליון שנים. זה הצביע על כך שהמאגמות הפכו עשירות יותר בגופרית. בנוסף, הדומיננטיות של S6+ - סוג של יון גופרית - באפטות העלתה כי הגופרית הייתה ממקור מחומצן, התואם את הנתונים מגבישי הזרקון המארח.
ממצאים חדשים אלה מצביעים על כך שמאגמה מחומצנת אכן נוצרה בעידן הניאוארכי לפני 2.7 מיליארד שנים. הנתונים מראים כי המחסור בחמצן מומס במאגרי האוקיינוס הארכאאי לא מנע היווצרות של מאגמות עשירות בגופרית מחומצנות באזורי ההפחתה. החמצן במאגמות הללו הגיע כנראה ממקור אחר, ובסופו של דבר שוחרר לאטמוספירה במהלך התפרצויות געשיות.
מצאנו כי התרחשותן של מאגמות מחומצנות אלו מתאם לאירועי מינרליזציה של זהב גדולים במחוז הסופריור וב-Yilgarn Craton (מערב אוסטרליה), מה שמדגים קשר בין מקורות עשירים בחמצן אלה להיווצרות מרבצי עפרות ברמה עולמית.
ההשלכות של מאגמות מחומצנות אלו חורגות מהבנת הגיאודינמיקה המוקדמת של כדור הארץ. בעבר, חשבו שלא סביר שמאגמה ארכאית יכולה להתחמצן, כאשר מי האוקיינוס וסלעים או משקעים מקרקעית האוקיינוס אינם.
בעוד שהמנגנון המדויק אינו ברור, התרחשותן של מאגמות אלה מעידה על כך שתהליך ההפחתה, שבו מי האוקיינוס נלקחים מאות קילומטרים לתוך הפלנטה שלנו, ומייצרים חמצן חופשי. זה מחמצן את המעטפת שמעל.
המחקר שלנו מראה שהשפלה ארכאית הייתה יכולה להיות גורם חיוני ובלתי צפוי בחמצון כדור הארץ, ניחוחות החמצן המוקדמים לפני 2.7 מיליארד שנים וגם אירוע החמצון הגדול, שסימן עלייה בחמצן האטמוספרי בשני אחוזים של 2.45 ל לפני 2.32 מיליארד שנים.
עוד ב-
ככל הידוע לנו, כדור הארץ הוא המקום היחיד במערכת השמש - בעבר או בהווה - עם טקטוניקת הלוחות והפחתה פעילה. זה מצביע על כך שמחקר זה יכול להסביר חלקית את המחסור בחמצן ובסופו של דבר את החיים בכוכבי הלכת הסלעיים האחרים גם בעתיד.
הכתבות החמות
תגובות לכתבה(0):
תגובתך התקבלה ותפורסם בכפוף למדיניות המערכת.
תודה.
לתגובה חדשה
תודה.
לתגובה חדשה
תגובתך לא נשלחה בשל בעיית תקשורת, אנא נסה שנית.
חזור לתגובה
חזור לתגובה
