Ali je ploščata tektonika postavila življenjsko obdobje na Zemljo?

Štiriperesna deteljica – najmočnejši simbol sreče! Mihaela Golavšek (Junij 2019).

Anonim

Nova študija kaže, da je hitro razvijanje prvih življenjskih oblik hitro povzročilo hitro hlajenje v Zemeljskem plašču skozi tektonsko ploščo, kar je povzročilo oksigenacijo zemeljskega ozračja. Študija je bila objavljena marca 2018 v izdaji Zemljinih in planetnih znanstvenih pisem.

Znanstveniki na Univerzi Adelaide in Curtin University v Avstraliji ter Kalifornijska univerza v Riversideju v Kaliforniji so zbirali in analizirali podatke o skrivnostnih kamninah iz geoloških in geokemijskih podatkovnih skladišč v Avstraliji, Kanadi, Novi Zelandiji, na Švedskem in v Združenih državah Amerike. Ugotovili so, da so v 4, 5 milijardi letih razvoja Zemlje skale bogate z fosforjem, nakopičenimi v Zemljini skorji. Nato so pogledali razmerje tega kopičenja s kisikom v atmosferi.

Fosfor je bistven za življenje, kot ga poznamo. Fosfati, ki so spojine, ki vsebujejo fosfor in kisik, so del hrbtenice DNK in RNK ter membrane celic in pomagajo nadzorovati rast in delovanje celic.

Da bi ugotovili, kako se je raven fosforja v Zemljini skorji s časom povečala, so znanstveniki preučevali, kako se je kamnina oblikovala kot ohlajena zemlja. Izvedli so modeliranje, da bi ugotovili, kako so kamne, pridobljene iz kamna, spremenile sestavo kot posledica dolgotrajnega hlajenja plašča.

Njihovi rezultati kažejo, da je v zgodnjem, bolj vročem obdobju v zgodovini Zemlje - arhejskem obdobju pred štirimi do 2, 5 milijardi leti - obstajala večja količina staljenega plašča. V teh kamninah bi bil fosfor preveč razredčen. Vendar se je zemlja s časom dovolj ohlajala, kar je pripomoglo nastopu tektonike plošče, v katerem se hladnejša zunanja skorja planeta potegne nazaj v vročo plašč. S tem ohlajanjem so se delne talilne koprene zmanjšale.

Kot pravi dr. Grant Cox, znanstvenik na Zemlji na Univerzi v Adelaideu in soavtor študije, je rezultat tega, da "se bo fosfor koncentriral v majhnih odstotkih topi, tako da se plašč ohladi, količina taline ekstrakt je manjši, toda talina ima v njej višje koncentracije fosforja. "

Fosforja "pri oksidaciji Zemlje

Fosfor je bil koncentriran in kristaliziran v mineral, imenovan apatit, ki je postal del ogromnih kamnin, ki so nastali iz ohlajenega plašča. Na koncu so te kamnine dosegle Zemljino površino in oblikovale velik del skorje. Ko so minerali fosforja, pridobljeni iz skorje, pomešane z vodo v jezerih, rekah in oceanih, je apatit prelomil v fosfate, ki so postali dostopni za razvoj in prehranjevanje primitivnega življenja.

Znanstveniki so ocenili mešanje elementov iz zemeljske skorje z morsko vodo skozi čas. Ugotovili so, da višje ravni biološko-bistvenih elementov vzporedno pomembno povečajo oksigenacijo Zemljinega ozračja: Veliki oksidacijski dogodek (GOE) pred 2, 4 milijardi leti in Neoproterozoic kisik dogodek, pred 800 milijoni leti, po katerem se domneva o ravni kisika da je dovolj visoka, da podpira večcelično življenje.

Tudi pred GOE, pred približno 3, 5 do 2, 5 milijarde leti, so nekateri od najzgodnejših oblik življenja morda ustvarili kisik s fotosintezo. Vendar je v tem času večina tega kisika reagirala z železom in žveplom v skrivnostnih kamninah. Da bi razumeli, kako so te reakcije vplivale na raven kisika v atmosferi v obdobju štirih milijard let, so znanstveniki izmerili količino žvepla in železa v luknjah kamnin in ugotovili, koliko reagira kisik. Vse te dogodke so primerjali s spremembami ravni kisika v atmosferi. Znanstveniki so ugotovili, da je zmanjšanje žvepla in železa skupaj s povečanjem fosforja vzporedno z veliko oksidacijskim dogodkom in neoproterozoičnim dogodkom kisika.

Eksplozija življenja

Vsi ti dogodki podpirajo scenarij, v katerem je hlajenje zemeljskega plašča pripeljalo do zvišanja fosforja bogatih kamnin v Zemljini skorji. Te kamnine so se nato zmešale z oceani, kjer so minerali, ki vsebujejo fosfor, zlomili in izlili v vodo. Ko so bile ravni fosforja v morski vodi dovolj visoke, so se primitivne oblike življenja razvijale, njihovo število pa se je povečalo, tako da bi lahko ustvarili dovolj kisika, ki ga je večina dosegla v ozračju. Kisik je dosegel raven, ki zadošča za večcelično življenje.

Dr. Peter Cawood, geolog na Univerzi Monash v Melbournu v Avstraliji, komentira Astrobiološki Magazinethat, "zanimivo je misliti, da (kisik), na katerem smo odvisni od življenja, dolguje svoj končni izvor sekularnega zmanjšanja temperature plašča, za katerega se domneva se je z okoli 1550 stopinj Celzija pred približno 3 milijardami let zmanjšal na okoli 1350 stopinj Celzija danes. "

Ali bi podoben scenarij lahko igral na morebitni exo-Zemlji? Če bi Keplerjeva odkritja vedno večjega števila planetov, podobnih Zemlji, lahko katera koli od teh podprla življenje? Cawood predlaga, da je ugotovitev potencialno pomembna za razvoj aerobnega življenja (tj. Življenje, ki se razvija v kisikovem okolju) na eksoplanih. "To je pod pogojem, da (fosfor) znotraj skrivnostnih kamnin na površini planeta prehaja skozi vremenske razmere, da se zagotovi njegova biološka razpoložljivost", pravi Cawood. "Pomembno je, da je vsebnost fosforja v magnetnih kamninah najvišja pri tistih skalah, ki imajo nizko vsebnost silicijevega dioksida (kamnine, nastale zaradi hitrega hlajenja), in kamnine te sestave dominirajo na skorah Venere in Marsa in verjetno tudi na eksoplanete."

Cox zaključuje tako, da pravi: "To razmerje (med naraščajočimi nivoji kisika in ohlajanjem plašča) vpliva na ves kopenski planet. Vsi planeti se bodo ohladili in tisti z učinkovito ploščato tektonsko konvekcijo se bodo hitro ohladili. takšno hlajenje lahko vpliva na hitrost in vzorec biološkega razvoja na katerem koli potencialno bivalnem planetu. "

menu
menu