چیزی در داخل زمین 2.7 میلیارد سال پیش روشن شد - و سیاره ای را که می شناسیم ساخت

از بسیاری جهات، زندگی روی زمین مانند یک معجزه به نظر می رسد. اگر اوضاع به گونه ای دیگر پیش می رفت، ممکن بود زمین بیشتر شبیه همسایگان ما در منظومه شمسی بود. دانشمندان مدت‌ها گمان می‌کردند که تکتونیک صفحه‌ای تا حدی مسئول چگونگی تکامل زمین است، اما مشخص کردن زمان شروع آن دشوار است.

اکنون، محققان یک «اثر انگشت شیمیایی» را شناسایی کرده‌اند که نشان می‌دهد احتمالا چه زمانی تکتونیک صفحه آغاز شده است. این تیم بیش از 1200 سنگ را که تقریبا 4 میلیارد سال از تاریخ زمین را در بر می گیرند، مطالعه کردند و یافته های خود را در Proceedings of the Royal Society A منتشر کردند.

این اثر انگشت - به طور خاص، یک نشانه ایزوتوپی از سرب - به طور مداوم در سنگ های قدیمی تر از 2.76 تا 2.63 میلیارد سال ظاهر می شود اما به طور ناگهانی در سنگ های جوان تر ناپدید می شود. این نشان می دهد چیزی حدود 2.7 میلیارد سال پیش "روشن" شده است و سیاره ما تغییرات عمده ای را در نحوه تشکیل قاره ها تجربه کرده است. این تیم هنوز مطمئن نیست که آن "چیزی" چیست، اما این نقطه عطف زمین ساختی احتمالا نقش مهمی در چگونگی رشد زمین به سیاره ای که امروز می شناسیم داشته است.

کریس کرکلند، یکی از نویسندگان این مطالعه و زمین شناس دانشگاه کرتین در استرالیا، در بیانیه ای گفت: «تکتونیک صفحه برای روشی که زمین طی میلیاردها سال تکامل یافته است، به طور مداوم قاره ها و اقیانوس ها را تغییر می دهد و بر جو و آب و هوای سیاره تأثیر می گذارد، اساسی است. این واضح ترین شواهد زمین شناسی ما را برای زمانی که موتور تکتونیکی که زمین مدرن را به حرکت در می آورد، به ما می دهد.»

در ستونی برای The Conversation، جان لیبمن، نویسنده اصلی مطالعه، جزئیات بیشتری را در مورد آخرین کار به اشتراک گذاشت. به گفته لیبمن، محقق دانشگاه کرتین، تکتونیک صفحه نقش بزرگی در تنظیم آب و هوا و میدان های مغناطیسی زمین، علاوه بر تشکیل کوه ها و اقیانوس ها و ایجاد زلزله ایفا می کند. او توضیح داد، اما دانشمندان مدت‌هاست در مورد اینکه آیا زمین همیشه اینگونه بوده است یا اینکه در 4.5 میلیارد سال گذشته چیزی باید "روشن" می‌شد، "خشمناک" شده‌اند.

لیبمن می‌نویسد: «حل کردن این سؤال سخت است، زیرا تکتونیک صفحه در از بین بردن شواهد بسیار خوب است. و این خیلی طبیعی اتفاق می افتد. با برخورد صفحات، مقداری پوسته قدیمی دوباره به گوشته فرو می‌رود. در همان زمان، پوسته به سمت بالا رانده شده نیز شروع به فرسایش می کند و رکورد زمین شناسی ضعیف تر می شود. او افزود: «برخلاف احتمالات»، برخی از سنگ‌های باستانی می‌توانند اثر انگشت‌های شیمیایی را برای میلیاردها سال نگه دارند، دلیلی که حتی امکان انجام تحقیقات جدید وجود دارد.

به گفته لیبمن، سنگ‌های قدیمی‌تر درون پوسته اغلب به عنصری در پوسته جدید تبدیل می‌شوند و «ردی شیمیایی ماندگار» در سنگ‌های تازه تشکیل‌شده باقی می‌گذارند. این میراث زمین شناسی، به اصطلاح، می تواند تا حد زیادی میلیاردها سال در مواد معدنی مانند فلدسپات و ترکیبات سولفید، که هر دو مورد مطالعه قرار گرفتند، بدون دستکاری زنده بماند.

تقریبا 70 درصد از نمونه ها از استرالیا آمده است، در حالی که مواد باقی مانده از نقاط مختلف جهان منشا گرفته اند. این تیم تجزیه و تحلیل آماری را برای تعیین سن و ترکیب شیمیایی سنگ ها انجام داد. آنها یک الگوی قابل توجه ثابت پیدا کردند که در آن اثر انگشت ایزوتوپی پس از حدود 2.76 تا 2.63 میلیارد سال پیش به طور ناگهانی از رکورد ناپدید شد.

لیبمن در بیانیه توضیح داد: «و علیرغم بررسی هزاران سنگ، ما دیگر هرگز آن را نمی بینیم. این به ما می‌گوید که تغییری اساسی در نحوه شکل‌گیری و تبدیل پوسته زمین به ما نشان می‌دهد که نشان‌دهنده گذار به سمت سیستم تکتونیکی دینامیکی است که امروز می‌بینیم.

او در ستون اشاره کرد که این امضا به یک پوسته بسیار باستانی اشاره دارد که حدود 4 میلیارد سال پیش شکل گرفته است، که از نظر زمین شناسی، زمان زیادی از تشکیل زمین نمی گذرد. و در آن زمان، زمین ساخت زمین احتمالا راکد بود، ذوب و ذوب مجدد همان مواد برای تشکیل سنگ های گرانیت مانند اولین قاره های زمین.

این تیم مطمئن نیست که چگونه و چرا زمین از آن به تکتونیک صفحه‌ای فعال و ثابتی که امروزه مشاهده می‌کنیم تغییر مکان داده است. اما به هر دلیلی، این دگرگونی به شکل گیری و تغییر شکل زمین اولیه ادامه داد. باز هم، قابل توجه است که چگونه بسیاری از چیزها باید «درست» می‌بودند تا زمین به این شکلی که اکنون است به پایان برسد.