Mokslininkai surado įrodymų, kad Žemę daugiau nei prieš 3 mlrd. metų dengė pasaulinis vandenynas, pavertęs planetą „vandens pasauliu”. Šis atradimas ne tik leidžia suprasti, kur ir kaip Žemėje atsirado pirmoji vienaląsčių gyvybė, bet ir padeda nustatyti, kurios egzoplanetos gali būti tinkamos gyventi.
Ką mokslas žinojo apie Žemę, kokia ji buvo prieš 3 mlrd. metų ir pagal kokius kriterijus astronomai planuoja ieškoti potencialiai gyvenamų pasaulių?
Ką būtent mokslininkai nustatė
Planetos būklė ir prieš 3 mlrd. metų joje vykę procesai mokslininkams kelia daug ginčų – pirmiausia dėl to, kad Žemės paviršiuje išliko nedaug šio laikotarpio geologinių paminklų.
Tačiau yra keletas regionų, kuriuose senovinės uolienos yra pakankamai arti paviršiaus. Vienas iš jų – Panorama, sausringas ir retai apgyvendintas regionas Vakarų Australijoje, kur Kolorado universiteto mokslininkams pavyko išgauti maždaug 3,24 mlrd. metų senumo kerno mėginių.
Šioje vietovėje į paviršių iškyla plokštė, kuri archėjaus periodo metu slūgsojo vandenyno dugne. Mokslininkai tuo pasinaudojo ir nustatė, kiek jos uolienose yra įvairių rūšių deguonies, kuris sąveikaudamas su jūros vandeniu kaupiasi mineraluose. Visų pirma daugiau nei 100 mėginių jie analizavo santykinį dviejų izotopų kiekį: lengvojo deguonies-16 ir šiek tiek sunkesnio deguonies-18.
Analizė parodė, kad šių izotopų kiekiai yra daug didesni nei uolienose, kurias dabar skalauja jūros vanduo. Mokslininkai įsitikinę, kad šis rezultatas byloja, jog maždaug prieš 3,24 mlrd. metų sausumos Žemėje praktiškai nebuvo, o visą paviršių dengė vanduo.
„Be žemynų virš vandenyno, deguonies rodikliai būtų kitokie nei dabar, ir būtent tai mes nustatėme”, – rašė pagrindinis tyrimo autorius Bendžaminas Džonsonas (Benjamin Johnson).
Tačiau tyrimo rezultatai nereiškia, kad Žemėje visiškai nebuvo sausumos – mokslininkai mano, kad šiuo planetos raidos laikotarpiu jos paviršiuje galėjo egzistuoti „mikrokontinentai”, iškilę virš vandenyno paviršiaus dideliu atstumu vienas nuo kito.
Atlikta analizė su didele tikimybe atmeta galimybę, kad egzistavo didžiuliai dirvožemiu turtingi žemynai, tokie, kokie dominuoja Žemėje šiandien, taip pat superžemynai, pavyzdžiui, hipotetinis Vaalbara.
Vaalbara yra pirmasis hipotetinis superkontinentas Žemėje, kuris, kaip manoma, egzistavo archėjaus epochoje – prieš 3,6-2,8 mlrd. metų. Jo formavimasis, pagal mokslininkų hipotezę, prasidėjo prieš 3,6 mlrd. metų ir baigėsi prieš 3,1 mlrd. metų. Superkontinentas į mažesnius suskilo maždaug prieš 2,5 mlrd. metų.
„Įsivaizduoju vaizdą, panašų į tą, kaip atrodo Galapagų salos žiūrint iš vakarų: didžiulė vandenyno erdvė šiaurėje ir pietuose su mažomis uolėtomis vulkaninėmis salelėmis, vos vos iškilusiomis virš vandenyno paviršiaus”, – komentavo Džonsonas.
Tačiau tyrimo autoriai pažymi, kad galimi ir kiti paaiškinimai dėl labai didelio deguonies izotopų kiekio to laikotarpio uolienose. Tokios pat cheminės savybės galėtų atsirasti, jei žemynai formavosi daug lėčiau, nei mano mokslininkai.
Dar viena hipotezė – kontinentiniai moliai, kurie dabar pavirto sukietėjusiomis uolienomis, susiformavo vandenyne, o ne sausumoje.
Ko būta Žemėje, išskyrus vandenyną
Hipotezės apie tai, kaip tiksliai ir kada Žemėje susiformavo pirmieji žemynai, vis dar yra mokslininkų diskusijų objektas. Egzistuoja teorija, kad dideli sausumos plotai planetos paviršiuje atsirado dėl sulėtėjusio šilumos praradimo iš Žemės gelmių.
Seniausiai išlikusiai žemynų medžiagai yra apie 4 mlrd. Metų senumo – tai yra ji susiformavo praėjus maždaug 600 mln. metų po planetos susiformavimo. Jei tai iš tiesų tiesa, tai įvyko prieš tai, kai Žemę pradėjo bombarduoti Saulės sistemos kūrimosi metu likusių objektų nuolaužos – ir prieš tai, kai planetoje atsirado vandens. Tačiau mokslininkams dar nepavyko rasti tvirtų įrodymų, kad žemynai egzistavo iki Gondvanos.
Gondvana
Dauguma mokslininkų sutaria, kad maždaug prieš pusę milijardo metų Žemėje dominavo superkontinentas Gondvana, egzistavęs iki juros periodo ir suskilęs maždaug prieš 180 mln. metų.
Gondvaną sudarė Afrika, Pietų Amerika, Antarktida, Australija, Naujoji Zelandija, taip pat Arabija, Madagaskaras ir Hindustanas. Ji susiformavo priekambro pabaigoje suskilus superkontinentui Rodinijai.
Maždaug prieš 3 mlrd. metų, autorių aprašomu laikotarpiu, Žemėje baigėsi archėjo geologinė epocha (prieš 2,5-4 mlrd. metų). Manoma, kad tuo metu planetos atmosferoje beveik nebuvo laisvo deguonies, o šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis buvo daug kartų didesnis, nei dabar.
Gyvybė Žemėje atsirado jau ankstyvajame archėjuje, o prieš 3 mlrd. metų vyraujančios gyvybės formos Žemėje buvo cianobakterijų kilimėliai (stromatolitai) ir archėjos.
Stromatolitai išoriškai buvo panašūs į uolienas, tačiau iš tikrųjų tai buvo gyvų bakterijų konglomeratai. Juose buvo aerobinių ir anaerobinių bakterijų, kurios saulės šviesą ir vandenį fotosintezės proceso metu transformavo į gliukozę – paprastą cukraus formą. Šio proceso metu kaip šalutinis produktas išsiskyrė deguonis.
Mokslininkai mano, kad šiuolaikinė geologinių plokščių tektonika su subdukcijos zonomis, plitimo centrais, žemės drebėjimais ir visais kitais mums žinomais bruožais tikriausiai taip pat prasidėjo archėjaus eroje – maždaug prieš 3,2 mlrd. metų.
Tai įrodo pietvakarių Grenlandijoje mokslininkų rasti senovinės Žemės plutos uolienų pavyzdžiai, kurių amžius siekia nuo 3,9 iki 2,5 mlrd. metų. Tyrėjai analizavo neutronų skaičių hafnio atomuose, kad išsiaiškintų, kiek laiko kiekvienas mėginys buvo Žemės plutos dalimi.
Tirpstant ir keičiantis paviršiaus uolienoms, keičiasi hafnio izotopų kiekis jose. Mokslininkai nustatė, kad hafnio koncentracija senesnėse uolienose, kurių amžius yra daugiau nei 3,2 mlrd. metų, gerokai skiriasi nuo jo kiekio jaunesnėse uolienose. Šį skirtumą mokslininkai aiškina tuo, kad maždaug tuo metu Žemėje prasidėjo plokščių tektonika.
Pagal vieną iš teorijų, archėjaus eros pradžioje mantijoje esančios labai karštos magmos vertikalūs srautai tiesiogiai į Žemės paviršių iškėlė medžiagą ir suformavo pirmuosius žemynų plutos gabalus.
Palaipsniui – prieš 3,2-3,5 mlrd. metų – mantija atvėso ir karštos magmos šleifai sumažėjo. Mokslininkai mano, kad mantijoje susiformavo stabilios konvekcinės ląstelės, kurios pradėjo skatinti plokščių judėjimą ir subdukciją, o Žemės paviršių pradėjo formuoti plokščių tektonika.
Nuo to laiko didžioji dalis naujos plutos prasiskverbė į Žemės paviršių tose vietose, kur yra plitimo centrai ir subdukcijos zonos. Vienas iš pavyzdžių – Marianos subdukcijos zona, kurioje susiformavo Marianų salų lankas ir yra giliausia vandenyno vieta – Marianų įduba.
Psichologiškai brandūs ir save mylintys žmonės daugumai aplinkinių yra nemalonūs
Būtent tokį paradoksą mes stebime aplink save. Stiprūs, nepriklausomi ir savarankiški žmonės…
Atsitiktinumų nebūna
Pats pirmas dalykas, kurį būtina padaryti - priimkite situaciją tokią, kokia ji…
Žemė prieš tris milijardus metų
Mokslininkai surado įrodymų, kad Žemę daugiau nei prieš 3 mlrd. metų dengė…