Primele continente ale Pământului au apărut cu sute de milioane de ani mai devreme decât se credea

Primele continente ale Pământului, cunoscute sub numele de cratoane, au apărut din ocean între 3,3 miliarde și 3,2 miliarde de ani în urmă, arată un nou studiu.

Acest lucru respinge estimările anterioare cu privire la momentul când cratoanele s-au ridicat pentru prima dată din apă, deoarece diverse studii au sugerat că apariția la scară largă a cratonului a avut loc acum aproximativ 2,5 miliarde de ani, scrie Live Science.

• O nouă specie de pisică tigru are deja un viitor incert
• O nouă specie de furnică, numită după Lord Voldemort din seria Harry Potter

„Nu există nicio incertitudine despre faptul că primele continente ieșeau parțial din apă încă de acum 3,4 miliarde de ani”, a declarat Ilya Bindeman, profesor de geologie la University of Oregon, care nu a fost implicat în noul studiu.

Acest lucru se datorează faptului că oamenii de știință au descoperit roci sedimentare – care se formează din fragmentele sparte ale altor roci care au suferit eroziune și intemperii – care datează din acea epocă. Astfel de roci sedimentare s-au putut forma doar odată ce pământul a străpuns suprafața oceanelor timpurii ale Pământului.

Dar, deși geologii știau că cel puțin o parte din cratoane trebuie să fi fost expuse cu mai bine de 3 miliarde de ani în urmă, momentul exact și amploarea apariției lor au rămas o chestiune de dezbatere, a declarat Bindeman.

Primele continente s-au format în medii asemănătoare râului sau plajei

Autorii studiului sugerează că cratoane întregi, nu doar mici bucăți de pământ, au apărut din oceane cu 3,3 miliarde de ani în urmă, chiar dacă atunci planeta nu avea „plăcile tectonice moderne” necesare pentru a conduce acele bucăți plutitoare de crustă în sus, a spus el.

Pentru noul studiu, publicat pe 8 noiembrie în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), autorii au mers la Cratonul Singhbhum, situat în estul Indiei.

„Buzunare” de roci sedimentare antice au fost găsite anterior la craton, iar echipa a vrut să determine vârsta lor exactă și natura modului în care s-au format, a spus primul autor Priyadarshi Chowdhury, cercetător postdoctoral la Monash University’s School of Earth, Atmosphere and Environment din Melbourne, Australia.

„Când am comparat buzunarele sedimentare, am descoperit că toate s-au format simultan”, în medii asemănătoare râului sau plajei, a spus Chowdhury pentru Live Science. Aceasta ar presupune că o mare parte din craton a fost expusă la aer și la apă curentă în același timp. „Acesta a fost momentul în care ne-am dat seama că suntem pe cale de a descoperi primele continente.”

Pentru a data rocile, echipa le-a examinat pentru a găsi cristale minuscule numite zirconi, care conțin elementul radioactiv uraniu. „Luăm zirconii din roci – acesta este un proces foarte elaborat”, a spus Chowdhury.

„Îți poți imagina că găsirea zirconilor este precum căutarea unui ac într-un car de fân”, deoarece boabele de zircon măsoară doar zeci de microni, făcându-le asemănătoare cu nisipul foarte fin.

După ce a colectat zirconii, echipa a expus cristalele unui laser pentru a dezvălui compoziția lor chimică, folosind o tehnică numită spectrometrie de masă.

Uraniul se descompune la plumb la o rată fixă, astfel încât, examinând raportul dintre uraniu și plumb din fiecare probă, echipa ar putea determina vârsta rocilor; de aici, ei au estimat că întreg cratonul a fost expus cu aproximativ 3,2 miliarde până la 3,3 miliarde de ani în urmă.

Pentru a vedea cum s-au ridicat primele continente, cercetătorii au studiat roci magmatice

Dar ce forțe au împins mai întâi cratonul Singhbhum în afară apei? Pentru a-și da seama, autorii au prelevat roci magmatice din cratoane, adică roci formate prin cristalizarea magmei fierbinți; aceste roci magmatice se află chiar sub rocile sedimentare din craton, formând un fel de „subsol”, a spus Chowdhury.

Compoziția chimică a acestor roci magmatice codifică informații despre presiunea și temperatura la care s-au format pentru prima dată, a spus el. Luând în considerare aceste compoziții chimice, echipa a construit un model pentru a recrea condițiile care au format rocile și, mai târziu, le-a forțat să depășească nivelul oceanului și să formeze primele continente.

Modelul sugerează că, cu aproximativ 3,5 miliarde până la 3,2 miliarde de ani în urmă, fâșii fierbinți de magmă de sub crustă au făcut ca părți ale cratonului să se îngroașe și să devină îmbogățite cu materiale plutitoare și ușoare, cum ar fi sicilia și cuarțul.

Acest proces a lăsat cratonul „gros din punct de vedere fizic și ușor din punct de vedere chimic”, în comparație cu roca mai densă care îl înconjoară și, astfel, a împins masa de pământ în sus și deasupra apei, a spus Chowdhury.

Alte cratoane conțin roci sedimentare de vârste similare cu Cratonul Singhbhum din India, inclusiv Cratonul Kaapvaal din Africa de Sud și Cratonul Pilbara din Australia. Pe baza noului studiu, este posibil ca și aceste cratoane să fi apărut, în totalitate, în urmă cu mai bine de 3 miliarde de ani, au scris autorii studiului în raportul lor.

Au rămas întrebări la care cercetătorii nu au putut răspunde

Dar, deși această apariție a continentelor este posibilă, rămân câteva întrebări uriașe cu privire la această perioadă a istoriei Pământului: exact cât de mult pământ a fost expus la un moment dat și cât timp au rămas aceste mase de pământ deasupra apei? În acest moment, răspunsurile la ambele întrebări rămân un mister, a spus Chowdhury.

Multe roci care ar fi putut apărea sunt acum scufundate”, ceea ce înseamnă că au alunecat sub o bucată din vecinătatea crustei și au fost împinse în mantaua de dedesubt, a spus Bindeman.

În general, crusta continentală este mai puțin supusă subducției decât crusta care se găsește sub ocean, dar poate fi totuși deformată și deteriorată de diferite forțe care acționează la nivelul și sub crustă, a raportat Eos. „Cu cât privești mai în urmă înregistrările geologice, cu atât vei găsi mai puține roci”.

Dar chiar dacă unele cratoane s-ar fi scufundat în mare la scurt timp după prima lor apariție deasupra apei, ar fi declanșat schimbări semnificative în lumea de la suprafață, a remarcat Chowdhury.

De exemplu, prima apariție a uscatului pe Pământ ar fi declanșat procese precum intemperii și eroziune, iar acestea, la rândul lor, ar transporta în ocean elemente precum fosforul, oferind ingrediente cheie pentru primele forme de viață ale planetei.

Și anume, organisme cunoscute sub numele de cianobacterii sau alge albastre-verzi, vor ajunge în cele din urmă să populeze oceanele și, prin fotosinteză, vor introduce oxigen în atmosferă, a spus Chowdhury.

Înainte ca oxigenul să devină o componentă majoră a atmosferei Pământului, cu aproximativ 2,45 miliarde de ani în urmă, există dovezi ale așa-ziselor arome de oxigen care au apărut ici și colo, a spus Chowdhury.

Aceste arome, teoretizează el, ar putea fi legate de prima apariție a cratoanelor, prin aceea că mici culturi de cianobacterii au apărut în apropierea maselor de uscat și au crescut nivelul de oxigen la scară locală.

În același timp, degradarea materialelor precum siliciul de pe uscat ar fi scos dioxidul de carbon din atmosferă, răcind planeta la scară regională, a spus el.

Acest efect secundar al siliciului care se descompune este binecunoscut; în zilele noastre, degradarea rocilor de silicat trage anual între 150 și 330 de milioane de tone (136-299 milioane de tone metrice) de dioxid de carbon din atmosferă, a raportat Eos.

În ceea ce privește momentul și modul în care cratoanele au apărut pe deplin, „dezbaterea va continua probabil”, a spus Bindeman. În teorie, descoperirea de noi cratoane ar ajuta la rezolvarea problemei o dată pentru totdeauna, a adăugat el.

„Toată lumea continuă să studieze o mână de localități care sunt cunoscute de mult timp”, dar aflorimentele nedescoperite pot fi ascunse în regiuni neexplorate din Antarctica sau Rusia, iar găsirea lor ar putea ajuta la completarea imaginii globale a când și cum au apărut primele continente ale Pământului, a concluzionat Ilya Bindeman, profesor de geologie la University of Oregon.

Vă recomandăm să citiți și:

Efectul pe care îl are topirea gheții polare asupra planetei

Cercetătorii avertizează că blocarea luminii solare ar putea avea efecte nedorite asupra Pământului

Teoria RADICALĂ a unui reputat fizician de la Harvard despre apariţia oamenilor pe Pământ: ”A jucat un rolul crucial în a permite existenţa noastră”

Soarele ne pregateste surprize apocaliptice