Ίχνη των ωκεανών μάγματος της Γης βρέθηκαν σε βράχους ηλικίας 3,7 δισεκατομμυρίων ετών

 

Αρχαίοι βράχοι στην Γροιλανδία, που περιείχαν ενδείξεις για την κατοικησιμότητα της Γης, θεωρήθηκε ότι είχαν χαθεί από τους σεισμούς που προκάλεσαν τεκτονικές πλάκες. Ωστόσο τώρα οι βράχοι ηλικίας 3,7 δισεκατομμυρίων ετών εντοπίστηκαν και δίνουν στοιχεία για τους ωκεανούς από μάγμα της Γης.

Κόλαση επί της Γης

Η Γη δεν ήταν πάντα μια γαλάζια και πράσινη όαση ζωής σε ένα κατά τα άλλα αφιλόξενο ηλιακό σύστημα. Κατά τα πρώτα 50 εκατομμύρια χρόνια του πλανήτη μας, δηλαδή περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η επιφάνειά του ήταν μια κόλαση από ωκεανούς μάγματος, οι οποίοι έβγαζαν καυτό υλικό από τα έγκατα της Γης.

Ακολούθησε η ψύξη του πλανήτη. Αυτοί οι ωκεανοί μάγματος κρυσταλλώθηκαν και έγιναν συμπαγή βράχια. Αυτό ήταν ένα καθοριστικό στάδιο στον σχηματισμό της δομής του πλανήτη μας, στη χημεία της επιφάνειάς του και στο σχηματισμό της πρώιμης ατμόσφαιράς του.

Αυτοί οι αρχέγονοι βράχοι, που περιείχαν ενδείξεις που θα μπορούσαν να εξηγήσουν τι συνέβη στην Γη εκείνη την περίοδο, υποτίθεται ότι είχαν χαθεί. Μία ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ ανακάλυψε τα χημικά υπολείμματα των ωκεανών μάγματος της Γης σε πετρώματα ηλικίας 3,7 δισεκατομμυρίων ετών από τη νότια Γροιλανδία. Έτσι οι επιστήμονες είχαν την ευκαιρία να έχουν στα χέρια του στοιχεία από την εποχή που η Γη ήταν σχεδόν εξ ολοκλήρου ρευστή από την λάβα.
Πώς σχηματίστηκαν οι ωκεανοί μάγματος της Γης

Η Γη είναι το προϊόν ενός χαοτικού πρώιμου ηλιακού συστήματος, το οποίο πιστεύεται ότι είχε μια σειρά από καταστροφικές συγκρούσεις μεταξύ της Γης και άλλων πλανητικών σωμάτων. Ο σχηματισμός της Γης κορυφώθηκε με τη σύγκρουσή της με έναν κρουστικό πλανήτη στο μέγεθος του Άρη, που είχε επίσης ως αποτέλεσμα το σχηματισμό του φεγγαριού της Γης πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Αυτές οι κοσμικές συγκρούσεις πιστεύεται ότι είχαν δημιουργήσει αρκετή ενέργεια για να λιώσει ο φλοιός της Γης και σχεδόν όλο το εσωτερικό του πλανήτη μας (ο μανδύας). Έτσι δημιουργήθηκαν τεράστιοι όγκοι με λιωμένους βράχους που κάλυψαν την επιφάνεια του πλανήτη μας και «ωκεανούς μάγματος» εκατοντάδων χιλιομέτρων σε βάθος.

Αντίθετα σήμερα ο φλοιός της Γης είναι εξ ολοκλήρου στέρεος και ο μανδύας θεωρείται ως ένα «πλαστικό στερεό»: επιτρέπει την αργή, παχύρρευστη γεωλογική κίνηση πολύ μακριά από το υγρό μάγμα του πρώιμου μανδύα της Γης.

Όσο η Γη ανέκαμπτε και επήλθε ψύξη μετά τις χαοτικές συγκρούσεις με άλλους πλανήτες οι ωκεανοί από μάγμα κρυσταλλώθηκαν και στερεοποιήθηκαν. Έτσι ξεκίνησε το ταξίδι της Γης να γίνει ο πλανήτη που γνωρίζουμε σήμερα.

Τα ηφαιστειακά αέρια που βγήκαν από τους ωκεανούς μάγματος της Γης που ψύχονταν μπορεί να ήταν καθοριστικά για το σχηματισμό και τη σύνθεση της πρώιμης ατμόσφαιρας του πλανήτη μας, η οποία υποστηρίζει την ζωή.

Γεωλογική έρευνα

Η εύρεση γεωλογικών στοιχείων για αυτή την πρώτη κατάσταση της Γης με τους λιωμένους βράχους και το καυτό μάγμα είναι εξαιρετικά δύσκολη. Αυτό οφείλεται στο ότι είναι πιθανόν τα γεγονότα αυτά να συνέβησαν πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Πολλά από αυτά τα πετρώματα εκείνης της περιόδου έχουν χαθεί από την κίνηση των τεκτονικών πλακών.

Αν και τα πετρώματα αυτής της περιόδου δεν υπάρχουν πλέον, τα χημικά ίχνη τους μπορεί να εξακολουθούν να είναι αποθηκευμένα στα βάθη της Γης. Οι στερεοποιημένοι κρύσταλλοι από την περίοδο ψύξης της Γης θα ήταν τόσο πυκνοί που θα είχαν βυθιστεί στη βάση του μανδύα. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτά τα υπολείμματα ορυκτών μπορούν να αποθηκευτούν σε απομονωμένες ζώνες βαθιά εκεί που βρίσκονται τα όρια μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα της Γης.

Εάν υπάρχουν, αυτά τα αρχαία κρυσταλλικά «νεκροταφεία» είναι απρόσιτα για τους ανθρώπους. Βρίσκονται σε πολύ μεγάλα βάθη για να μπορούν οι επιστήμονες να πάρουν δείγματα. Σε περίπτωση που αυτοί οι κρύσταλλοι των ωκεανών μάγματος έφταναν στην επιφάνεια της Γης τότε θα υποβάλλονταν σε μια διαδικασία τήξης και στερεοποίησης. Έτσι θα άφηναν μόνο ίχνη της προέλευσής τους στα ηφαιστειακά πετρώματα που φτάνουν στον φλοιό της Γης.

Τα ίχνη σε βράχους ηλικίας 3,7 δισεκατομμυρίων ετών

Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ γνώριζαν ότι η Γροιλανδία θα ήταν ένα καλό μέρος για να αναζητήσουν αυτά τα ίχνη από το αρχαίο παρελθόν της Γης. Τα δείγματά που πήραν προέρχονταν από την υπερφλοιώδη ζώνη Isua στη νοτιοδυτική Γροιλανδία, η οποία είναι μια διάσημη περιοχή για τους γεωλόγους.

Με την πρώτη ματιά, τα βράχια του Isua μοιάζουν με κάθε μοντέρνο βασάλτη που θα βρείτε στον πυθμένα της θάλασσας. Ωστόσο αυτοί οι βράχοι είναι από τους παλαιότερους στον κόσμο. Εκτιμάται ότι η ηλικία τους κυμαίνεται μεταξύ 3,7 και 3,8 δισεκατομμυρίων ετών.

Κατά την ανάλυση των πετρωμάτων του Isua, η επιστημονική ομάδα ανακάλυψε μοναδικές υπογραφές ισοτόπων σιδήρου. Αυτές οι υπογραφές έδειξαν ότι η περιοχή του μανδύα από την οποία είχαν σχηματιστεί οι βράχοι είχε υποβληθεί σε πολύ υψηλή πίεση, πάνω από 700 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης. Εκεί ακριβώς θα είχαν εντοπιστεί τα ορυκτά που σχηματίστηκαν κατά την κρυστάλλωση του ωκεανού του μάγματος.

Αν αυτοί οι βράχοι έφεραν πράγματι ίχνη κρυσταλλωμένου ωκεανού μάγματος, πώς βρήκαν το δρόμο τους προς την επιφάνεια της Γης; Η απάντηση βρίσκεται στο πώς λιώνει το εσωτερικό της Γης, παράγοντας ηφαιστειακά πετρώματα στην επιφάνεια του πλανήτη.

Πετρώματα που λιώνουν

Όταν περιοχές του ημι-στερεού μανδύα της Γης θερμαίνονται και λιώνουν, ανεβαίνουν δυναμικά προς τον φλοιό της Γης, παράγοντας ηφαιστειακά πετρώματα όταν το μάγμα φτάσει στην επιφάνεια και αρχίσει να ψύχεται. Μελετώντας τη χημεία αυτών των πετρωμάτων στην επιφάνεια, οι επιστήμονες μπορούν να καταλάβουν τη σύνθεση του υλικού που έλιωσε για να σχηματιστούν.

Η ισοτοπική σύνθεση των πετρωμάτων Isua αποκάλυψε ότι το ταξίδι τους στην επιφάνεια της Γης περιλάμβανε πολλά στάδια κρυστάλλωσης και επανατήξης στο εσωτερικό του πλανήτη. Δηλαδή πέρασαν από ένα είδος διαδικασίας απόσταξης στο δρόμο τους προς την επιφάνεια. Αλλά οι βράχοι που αναδύθηκαν και βρίσκονται στη σημερινή Γροιλανδία, διατηρούν ακόμη χημικές υπογραφές που τους συνδέουν με το παρελθόν της Γης όταν ήταν καλυμμένη από μάγμα.

«Τα αποτελέσματα της εργασίας μας παρέχουν μερικές από τις πρώτες άμεσες γεωλογικές αποδείξεις για την υπογραφή των κρυστάλλων του ωκεανού μάγματος σε ηφαιστειακά πετρώματα που βρίσκονται στην επιφάνεια της Γης. Τώρα, θα θέλαμε να καταλάβουμε εάν άλλα αρχαία ηφαιστειακά πετρώματα σε όλο τον κόσμο μπορούν να μας πουν περισσότερα για τους πρώην ωκεανούς του μάγματος της Γης ή αν, αντίθετα, έχουμε πέσει πάνω σε μια γεωλογική παραδοξότητα: ότι πρόκειται για μία και μοναδική περίπτωση», ανέφερε η επιστήμονας του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, Helen M Williams.

Τώρα οι επιστήμονες θα εξετάσουν και άλλες παρόμοιες περιοχές με υψηλό γεωλογικό ενδιαφέρον, όπως σε εκρήξεις ηφαιστείων στην Χαβάη και την Ισλανδία. Στόχος τους θα είναι να εντοπίσουν χημικά ίχνη του αρχαίου παρελθόντος της Γης. Είναι πιθανό να βρεθούν περισσότεροι αρχέγονοι βράχοι στο μέλλον που θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την περίοδο που η Γη ήταν καλυμμένη με μάγμα.