Starověcí zirkonové říkají, že desková tektonika začala před 3,6 miliardami let – významná událost pro přivítání Země k životu

Zirkony studované výzkumným týmem byly vyfotografovány pomocí katholluminiscence, techniky, která umožňuje týmu vizualizovat vnitřek krystalů pomocí speciálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Tmavé kruhy na zirkonech jsou dutiny zanechané laserem použitým k analýze stáří a chemie zirkonů. Vědci pod vedením Michaela Ackersona, výzkumného geologa v Smithsonianském národním muzeu přírodní historie, poskytují nové důkazy o tom, že moderní desková tektonika, která je charakteristickým rysem Země, a její jedinečná schopnost podporovat život se objevila před přibližně 3,6 miliardami let. Studie publikovaná 14. května v časopise Geochemical Perspective Letters využívá zirkony, nejstarší minerály, jaké kdy byly na Zemi nalezeny, k návratu do dávné minulosti planety. Tým testoval více než 3 500 zirkonů, z nichž každý sestával pouze z několika lidských vlasů, foukáním laserem a následným měřením jejich chemického složení hmotnostním spektrometrem. Tyto testy odhalily věk každého zirkonu a základní chemii. Z tisíců testovaných lidí se asi 200 stalo způsobilými k práci kvůli miliardám let devastace, kterou tyto minerály přetrvaly od svého vzniku. Uznání: Michael Ackerson, Smithsonian

Nejstarší minerály na světě začaly s deskovou tektonikou před 3,6 miliardami let

Starověké zirkony z jackových vrcholů západní Austrálie věděly o historii události, která byla zásadní pro to, aby se planeta stala příjemnou pro život.

Vědci pod vedením Michaela Ackersona, výzkumného geologa v Smithsonianském národním muzeu přírodní historie, poskytují nové důkazy o tom, že moderní desková tektonika, která je charakteristickým rysem Země, a její jedinečná schopnost podporovat život se objevila před přibližně 3,6 miliardami let.

Země je jediná planeta, o které je známo, že v sobě ukrývá složitý život, a tato schopnost je částečně založena na další vlastnosti, díky níž je planeta jedinečná: desková tektonika. Žádné jiné planetární těleso známé vědě nemá dynamickou kůru Země; je rozdělena na kontinentální desky, které se v průběhu věků navzájem pohybují, lámou a srážejí. Desková tektonika poskytuje spojení mezi chemickým reaktorem ve vnitřním prostoru Země a povrchem, který vytváří podobu obyvatelné planety, kterou si lidé dnes užívají, od kyslíku v atmosféře po koncentrace oxidu uhličitého, které regulují klima. Kdy a jak začala desková tektonika však zůstala záhadou, pohřbená pod miliardy let geologického času.

Studie zveřejněná v časopise 14. května 2021 Dopisy o geochemické perspektivěpoužívá zirkony, nejstarší minerály, jaké kdy byly na Zemi nalezeny, k návratu do dávné minulosti planety.

Západní Austrálie Jack Hills

Jack Hills v západní Austrálii, kde byly studovány zirkony, byly odebrány vzorky z 15 kamenů o velikosti grapefruitu shromážděných výzkumným týmem. Vědci pod vedením Michaela Ackersona, výzkumného geologa v Smithsonianském národním muzeu přírodní historie, poskytují nové důkazy o tom, že moderní desková tektonika, která je charakteristickým rysem Země, a její jedinečná schopnost podporovat život se objevila před přibližně 3,6 miliardami let. Studie, publikovaná 14. května v časopise Geochemical Perspective Letters, využívá k návratu do dávné minulosti planety zirkony, nejstarší minerály, jaké kdy byly na Zemi nalezeny. Uznání: Dustin Trail, University of Rochester

Nejstarší zirkony ve výzkumu z Jack Hills v západní Austrálii byly staré asi 4,3 miliardy let – což znamená, že tyto prakticky nezničitelné minerály byly vytvořeny v dětství Země, staré jen asi 200 milionů let. Spolu s dalšími starodávnými zirkony shromážděnými z Jack Hills, které pokrývají nejstarší historii světa až před 3 miliardami let, poskytují tyto minerály vědcům nejbližší věc k nepřetržitému chemickému záznamu rodícího se světa.

„Rekonstruujeme, jak se Země změnila z roztavené koule kamene a kovu na to, co máme dnes,“ řekl Ackerson. “Na žádné z ostatních planet nejsou žádné kontinenty, tekuté oceány ani život.” Svým způsobem se snažíme odpovědět na otázku, proč je Země jedinečná, a do jisté míry na to můžeme odpovědět pomocí těchto zirkonů. “

Ackerson a jeho výzkumný tým shromáždili 15 kamenů velikosti grapefruitu od Jack Hills, aby se podívali na historii miliard let Země, a poté je rozdrtili pomocí stroje zvaného veverka, který je zredukoval na nejmenší kousky – minerály. Naštěstí jsou zirkony velmi husté, díky čemuž je relativně snadné je oddělit od zbytku písku technikou podobnou rolování zlata.

Sekce leštěné horniny shromážděné od Jack Hills v západní Austrálii

Jemně leštěná hornina shromážděná od Jack Hills v západní Austrálii. Pomocí speciálního mikroskopu vybaveného polarizovanou čočkou byl výzkumný tým schopen prozkoumat složitou vnitřní strukturu křemene, který tvořil horninu, včetně jedinečných vlastností, které jim umožňovaly identifikovat starověké zirkony (minerál purpurový uprostřed jejich červené obrys). Další obrázek na fotografii vpravo). Vědci pod vedením Michaela Ackersona, výzkumného geologa v Smithsonianském národním muzeu přírodní historie, poskytují nové důkazy o tom, že moderní desková tektonika, která je charakteristickým rysem Země, a její jedinečná schopnost podporovat život se objevila před přibližně 3,6 miliardami let. Studie, publikovaná 14. května v časopise Geochemical Perspective Letters, využívá k návratu do dávné minulosti planety zirkony, nejstarší minerály, jaké kdy byly na Zemi nalezeny. Ackerson a jeho výzkumný tým shromáždili z Jack Hills 15 kamenů o velikosti grapefruitu, aby se podívali na historii miliard let Země a rozdrtili je pomocí stroje zvaného veverka, který je zredukoval na nejmenší kousky – minerály. Naštěstí jsou zirkony velmi husté, díky čemuž je relativně snadné je oddělit od zbytku písku technikou podobnou zlaté pánvi. Uznání: Michael Ackerson, Smithsonian

Tým testoval více než 3 500 zirkonů, z nichž každý sestával pouze z několika lidských vlasů, foukáním laserem a následným měřením jejich chemického složení hmotnostním spektrometrem. Tyto testy odhalily věk každého zirkonu a základní chemii. Asi 200 z tisíců testovaných lidí získalo způsobilost k práci kvůli miliardám let devastace, kterou tyto minerály vytrvaly od svého vzniku.

„Odhalení tajemství uchovávaných v těchto minerálech není snadný úkol,“ řekl Ackerson. „Analyzovali jsme tisíce těchto krystalů, abychom našli hrst užitečných datových bodů, ale každý vzorek má potenciál nám říct něco úplně nového a přetvořit, jak chápeme původ naší planety.“

Věk zirkonu lze určit s vysokou přesností, protože každý z nich obsahuje uran. Slavná radioaktivní povaha uranu a jeho dobře měřená rychlost rozpadu umožňuje vědcům zvrátit, jak dlouho je minerál v okolí.

Obsah hliníku v každém zirkonu také upoutal pozornost výzkumného týmu. Zkoušky na moderních zirkonech ukazují, že vysoké hliníkové zirkony lze vyrábět pouze omezeným počtem způsobů; To umožňuje vědcům využít přítomnost hliníku k pochopení toho, co se geologicky dělo, když byl vytvořen zirkon.

Ackerson a jeho spoluautoři dešifrovali výrazné zvýšení koncentrací hliníku asi před 3,6 miliardami let po analýze výsledků stovek užitečných zirkonů mezi tisíci testovaných zirkonů.

„Tato změna složení pravděpodobně znamená začátek deskové tektoniky moderního stylu a mohla by potenciálně znamenat vznik života na Zemi,“ řekl Ackerson. „Budeme však muset udělat mnohem více výzkumu, abychom určili souvislosti této geologické změny s počátky života.“

Linie závěru spojující vysoké hliníkové zirkony s deskovou tektonikou se začátkem dynamické kůry je následující: jedním z mála způsobů, jak mohou vysoké hliníkové zirkony vzniknout, je tavení hlubších hornin pod zemským povrchem.

„Je opravdu těžké převést hliník na zirkony kvůli jeho chemickým vazbám,“ řekl Ackerson. „Musíte mít velmi extrémní geologické podmínky.“

Ackerson poukazuje na to, že toto znamení, že se horniny tají hlouběji pod zemským povrchem, spočívá v tom, že se kůra planety zahušťuje a začíná ochlazovat, a toto zesílení v zemské kůře je známkou toho, že probíhá přechod k moderní deskové tektonice.

Předchozí výzkumy 4 miliard let staré Acasty Gneiss v severní Kanadě ukazují, že zemská kůra zesílila, což způsobilo, že se horniny na planetě roztavily hlouběji.

„Výsledky Acasty Gneiss nám dodávají větší důvěru v naši interpretaci zirkonů Jack Hills,“ řekl Ackerson. „Dnes jsou tato místa od sebe vzdálená tisíce kilometrů, ale vyprávějí nám docela souvislý příběh, takže před 3,6 miliardami let se globálně dělo něco důležitého.“

Tato práce je součástí nové iniciativy muzea Our Unique Planet, partnerství veřejného a soukromého sektoru, které podporuje vyšetřování těch nejtrvalejších a nejdůležitějších otázek o tom, čím je svět výjimečný. Další výzkum bude zkoumat původ kapalných oceánů Země a to, jak mohou minerály pomoci zažehnout život.

Ackerson uvedl, že doufá, že tyto výsledky bude následovat hledáním starodávných zirkonů Jack Hills pro stopy života a zkoumáním dalších extrémně starých skalních útvarů, aby se zjistilo, zda také vykazují známky zesílení kůry Země asi před 3,6 miliardami let.

Odkaz: MR Ackerson, D. Trail a J. Buettner, „Vznik magmat kůry z hlinité kůry a jejich důsledky pro ranou Zemi“, 14. května 2021, k dispozici zde. Dopisy o geochemické perspektivě.
DOI: 10,7185 / geochemlet.2114

Financování a podpora tohoto výzkumu poskytly Smithsonian a Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.