南アフリカで発掘された小さな結晶には、38億年前に惑星の表面が突然遷移した証拠が含まれています。
これらの結晶は、それぞれが一粒の砂よりも大きくないことから、その頃、 地球の地殻は崩壊し、動き始めました—プレートテクトニクスとして知られているプロセスの前兆です。
調査結果は、惑星としての地球の進化についての手がかりを提供し、間の潜在的なリンクについての質問に答えるのに役立つ可能性があります プレートテクトニクス ハーバード大学の地球惑星科学の教授である研究の筆頭著者であるナジャ・ドラボン氏は、生命の進化について述べた。
「地球は生命を持っている唯一の惑星です。地球はプレートテクトニクスを持っている唯一の惑星です」とDrabonはLiveScienceに語った。
生命のエンジン
今日では、硬い地殻のジグソーピースが、地球の中間層であるマントル内の粘性のある高温のマグマオーシャンに浮かんでいます。 これらの地殻は互いに粉砕し、いわゆる沈み込み帯で互いに潜り込み、互いに押し上げ、山と海嶺を作り、鍛造します。 火山 定期的に惑星を揺さぶる地震を引き起こします。 構造プレートの沈み込みはまた、沈み込み帯で新しい岩石を生成し、それは大気と相互作用して吸い上げます 炭素 二酸化炭素。 このプロセスにより、大気がより快適になり、気候がより安定した状態に保たれる、とドラボン氏は語った。
しかし、物事は必ずしもこのようではありませんでした。 地球が若くて暑かったとき、冥王代（46億年から40億年前）の間に、惑星は最初にマグマオーシャンで覆われ、次に惑星が冷えるにつれて、固い岩の表面になりました。
まさにその表面にひびが入り、その破片が動き始めたとき、熱く議論されてきました。 プレートテクトニクスはわずか8億年前に始まったと推定する研究もあれば、このシステムは少なくとも20億年前のものであると示唆する研究もあります。 ライブサイエンスは以前に報告しました。
しかし、惑星は絶えずその地殻をマントルにリサイクルしているので、議論を解決するのを助けるために表面に古代の岩はほとんどありません。 この研究の前に、「2.5の間の岩 [billion] ドラボン氏は、「40億年前は、地表の岩石の5％しか占めていない」と述べ、「40億年前には、保存されている岩石はない」と述べた。
突然の移行
それは2018年に変わり、Drabonと彼女の同僚は、南アフリカのGreenSandstoneBedのBarbertonGreenstone山脈でジルコン結晶を発見しました。 チームは、年齢が41億から33億歳の範囲の33個のジルコンを発見しました。
新しい研究では、4月21日にジャーナルに掲載されました AGUアドバンス、チームは、それらの古代のジルコンだけでなく、地球上の他の時間や場所からの多くのジルコンで、さまざまな同位体、またはさまざまな数の中性子を持つ元素の変形を分析しました。
同位体の中で、科学者たちは約38億年前にさかのぼる原始プレートテクトニクスへの突然の移行の証拠を発見しました。 その発見は、その時までに、惑星の少なくとも1つの場所で、単純な形の沈み込みが始まったことを示唆しています。 これが世界的に起こったかどうかはまだ不明であり、今日存在する「プレートが互いに反対方向に動く本当に効率的なエンジン」はまだ出現していない可能性が高いとドラボン氏は語った。
酸素、ニオブ、 ウラン また、38億年前には地表の岩石が水を保持していたことを示しており、ジルコンがかつて原始海底に埋められた海洋地殻に閉じ込められていたことを示唆しています。 そして、41億年前の初期のサンプルから外挿すると、42億年前までに惑星が固い地殻を持っていたことが示唆されている、とドラボン氏は語った。
これは、地球のマグマ海が冥王代後期までしか存続しなかったことを意味します。 以前、「人々は地球がちょうど36億年前までマグマオーシャンに覆われていたと思っていた」とドラボンは言った。
新しい研究は、固体の地殻が形成される前に、地球の溶岩の海がせいぜい数億年の間存在していたことを示唆していると彼女は付け加えた。
では、何がこの移行を引き起こしたのでしょうか？ 一つの理論は、地球が十分に冷えるとプレートテクトニクスが単に出現したというものだと彼女は言った。 デザートスプーンがクレームブリュレのパリッとしたトップを割るのと同じように、巨大なスペースロックが地球にぶつかり、その地殻を粉砕した可能性もあります。
別の興味深い質問は、地球の初期プレートテクトニクスへの移行が何らかの形で生命の進化を助けたかどうかに対処している、とドラボンは付け加えた。
初期の化石の間 地球上の生命の証拠は約35億年前にさかのぼります、炭素同位体の比率に見られる生物学的プロセスの化学的特徴はさらに古いものです。 いくつかは38億年前までさかのぼって見つけることができます—ほぼ同時に初期のプレートテクトニクスが出現した、とDrabonは言いました。
もともとはLiveScienceで公開されました。
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