Pământului îi lipsește o parte din scoarța sa, iar acum oamenii de știință au un nou rol în ceea ce este de vină: o mulțime de ghețari.
În urmă cu aproape 720 de milioane de ani, Pământul era învelit în gheață globală, o epocă cunoscută sub numele de Globul de Zăpadă. Șlefuirea acestor straturi de gheață la nivel mondial s-ar putea să fi cuprins între 3 și 5 kilometri (1,8 și 3 mile) de crustă în oceane, au raportat cercetătorii pe 31 decembrie. ea în rocă nouă.
Dacă oamenii de știință au dreptate, Snowball Earth explică o trăsătură foarte ciudată a geologiei numită Marea neconformitate. Văzută în întreaga lume, această neconformitate se referă la un strat în care rocile sedimentare au fost depuse chiar deasupra celei mai vechi roci de subsol a crustei. În mod bizar, lipsesc sute de milioane de ani de straturi sedimentare între acest subsol igneu sau metamorfic și cele mai vechi roci sedimentare păstrate. În Marele Canion, de exemplu, lipsesc cu minte 1,2 miliarde de ani de stâncă.
Misterul mineral
C. Brenhin Keller, geocronolog la Universitatea din California, Berkeley, nu a încercat să explice Marea Neconformitate atunci când și-a lansat cercetările asupra zirconilor, minerale atât de dure și rezistente încât supraviețuiesc mai mult decât oricare alte părți ale crustei pe pamant. Cele mai vechi zirconii au 4,4 miliarde de ani, cu doar 165 de milioane de ani mai tineri decât planeta în sine.
Datorită faptului că zirconii pot supraviețui aproape în orice, acestea înregistrează scoarța terestră chiar dacă sunt topite, remixate și reciclate în manta pentru a forma o rocă nouă. Keller și echipa sa au adunat date despre aproximativ 34.000 de zirconi, concentrându-se pe valorile izotopilor particulari, sau variante moleculare, numite hafnium-176 și hafnium-177.
Hafnium-176 este un izotop al elementului metalic argintiu hafnium care se formează în timpul degradării radioactive a lutetiului, un alt element argintiu. Lutetium tinde să rămână în interiorul mantalei, în loc să se încorporeze în magmă și să tragă în scoarță prin erupții vulcanice, a spus Keller pentru Live Science. Ca urmare, mantaua este deosebit de bogată în lutetiu și, prin urmare, este bogată și în hafnium-176 care se formează pe măsură ce lutetiul se descompune. În comparație, crusta este mai bogată într-un alt izotop de hafnium, hafnium-177. Din acest motiv, raportul dintre hafnium-176 și hafnium-177 într-un zircon poate spune cercetătorilor dacă acel zircon format din magmă care își are originea în manta - sau din magmă care a fost reciclată din topirea crustei vechi.
Crusta reciclata
Mult pentru surprinderea lui Keller și a colegilor săi, raporturile din zircon au dezvăluit că o cantitate majoră de crustă veche a fost reciclată și refăcută pentru a face zirconii noi și toate la un moment dat. A fost „într-adevăr dramatic”, a spus Keller.
„Dacă doriți să faceți acest lucru la scară globală, trebuie să obțineți multă crustă fierbinte și să o topiți în magmă nouă”, a spus el.
Pentru a face asta rapid, multă crustă ar trebui să se topească rapid în scoarța inferioară, a spus Keller, sau ar trebui să fie împinsă în manta la fundul mării într-un proces numit subducție. Din fericire, călătoria prin apă lasă un set specific de amprente moleculare pe moleculele de oxigen din zirconuri, astfel încât Keller și echipa sa au putut verifica dacă zirconii (și rocile care le-au găzduit odată) au luat un voiaj apos. Se dovedește că au avut.
A apărut o poveste: cantități masive de crustă, mai degrabă transferate brusc în zonele de subducție ale oceanelor, pentru a fi refăcute în manta. Dar dacă toată acea crustă s-a mutat în ocean, cineva ar fi trebuit să observe eroziunea, a spus Keller.
„Și într-adevăr avem - în Marea Neconformitate”, a spus el.
Șters curat
Keller admite că aceasta este o cerere extraordinară și va necesita dovezi extraordinare. El și colegii săi au făcut un pas către furnizarea o parte din aceste dovezi, analizând o altă linie de cercetare, cu privire la craterele de impact. În urmă cu aproximativ 700 de milioane de ani, au descoperit că craterele de impact ale Pământului au fost șterse aproape curate. Doar două cratere uriașe, bazinul Sudbury din Canada și craterul Vredefort din Africa de Sud, au precedat bala de zăpadă - iar acele cratere au fost uluitor de enorme, inițial măsurând 93 de mile (150 km) și, respectiv, 300 mile (300 km). Au fost erodate până la o parte din dimensiunea lor inițială.
Keller și echipa sa consideră că ghețarii de Snowball Earth au șters toate celelalte cratere de impact, răzuind un pic deasupra vârfului Sudbury și Vredefort. Prin calculele lor, în medie, între 1,8 și 3 mile verticale (3 și 5 km) de crustă au fost răzuite de ghețurile Snowball Earth de peste 64 de milioane de ani. În unele locuri, a spus Keller, pierderea a fost mai mare, iar în altele, nu s-a pierdut deloc crustă.
Gheața ar fi trebuit să se bărbierească doar în medie de 0,002 inci (0,0625 milimetri) de murdărie și să stâncească de pe scoarță în fiecare an pentru a realiza acest obiectiv, a spus Keller. Este o briză chiar și pentru ghețarii moderni, a spus el. Astăzi, ratele de eroziune pentru straturile de gheață continentală variază între 0,00 și 0,8 inci (0,1 până la 4,8 mm), ghețarii abrupți mișcând aproape 4 inci (100 mm) de rocă și murdărie anual.
Oamenii de știință au considerat ghețarii ca o posibilă cauză a Marii Neconformități înainte, dar ideea fusese în mare parte abandonată, a spus Keller. O lucrare din 1973 despre ideea geologului William White de la Universitatea din Carolina de Nord nu a reușit să adune o singură citare de către alți cercetători. Alte teorii includ imposibilul (mareele uriașe care au șters terenul curat, dar ar fi impus ca luna să formeze miliarde de ani mai târziu decât a fost în realitate) și mai rezonabilă (ridicarea și intemperiile ulterioare ale unui supercontinent masiv).
Este posibil ca atât ascensorul cât și ghețarii să fi jucat un rol în curățarea kilometrilor de crustă, a spus Keller. În 2013, cercetătorii au descoperit că rocile din epoca Balonului de Zăpadă au capturat și depozitat dioxidul de carbon din atmosferă, poate pentru că intemperiile extreme au făcut rocile deosebit de poroase. Această captare a dioxidului de carbon ar fi putut declanșa răcirea globală, partea de încălzire a încălzirii globale are loc în vremurile moderne din cauza arderii combustibililor fosili. Răcirea ar fi putut duce la o climă glaciară globală, iar ghețarii rezultați ar fi putut apoi să accelereze eroziunea și mai mult.
Keller și echipa sa lucrează pentru a obține finanțare pentru a testa rocile subterane adânci sub Marea Neconformitate pentru a afla când au fost ridicate la suprafață. El a spus că ar putea ajuta să clarifice ce a declanșat Globul de Zăpadă - și care este responsabil în cele din urmă pentru crusta dispărută a Pământului.
Nota editorului: Acest articol a fost actualizat pentru a indica faptul că luna ar fi trebuit să se formeze „mai târziu” nu „mai devreme” așa cum s-a afirmat, pentru a susține o teorie a mareei uriașe pentru a explica straturile lipsă.
