Różności i nowinki technologia

Starożytne skały ujawniają się, gdy rozpoczęła się tektonika płyt Ziemi

Tusch i Münker opracowali nową, potężną metodę wydobywania drobnych śladów wolframu ze starożytnych skał. Potem poszli szukać skał.

Najpierw przeanalizowali skały archeańskie zebrane w regionie Isua w zachodniej Grenlandii. Tusch spędził 11 miesięcy analizując próbki, ale ostatecznie jego dane z wolframu-182 były płaskie, bez znaczących różnic między próbkami. Naukowcy przypuszczali, że skały Grenlandii zostały zdeformowane i podgrzane w swojej historii, mieszając ich informacje geochemiczne.

Potrzebowali lepszych skał, więc udali się do Pilbara w zachodniej Australii. „Znajdują się tam jedne z najlepiej zachowanych skał archeańskich na całej planecie” – powiedział Münker. „Nie widzieli dużo ciepła w porównaniu z podobnymi skałami z tamtego wieku”.

„Bardzo zależało mi na znalezieniu próbek, które nie wykazują w kółko tej samej wartości” – powiedział Tusch.

Kierowany przez współautora Martina Van Kranendonka z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, zespół przemierzył Outback terenowymi ciężarówkami, odwiedzając rdzawoczerwone wychodnie, gdzie starożytne skały wulkaniczne i roślinność naśladują się nawzajem: krzaki Spinifex na wychodniach są po części krzemionką sprawiając, że są kolczaste i niejadalne dla wszystkiego oprócz termitów. Uderzyli obiecującą pół tony skał i law, które powstały między 2,7 ​​a 3,5 miliarda lat temu.

Aby przeanalizować stosunki izotopów wolframu w starożytnych skałach, geolodzy wyekstrahowali i oczyścili ich wolfram w procesie zwanym chromatografią jonowymienną. Próbkę rozpuszczonej skały ładuje się do kwaśnego roztworu, co prowadzi do pionowego oddzielenia różnych pierwiastków.Dzięki uprzejmości Jonasa Tuscha

Po powrocie do Niemiec Tusch zabrał się do pracy. Użył piły do ​​skał, aby dostać się do świeżej skały wewnątrz każdej próbki, a następnie wypolerował kilka kawałków do połowy szerokości ludzkiego włosa, aby uczynić je przezroczystymi dla mikroskopii. Resztę zmiażdżył i skoncentrował wolfram, a następnie przeanalizował stosunki izotopów wolframu w spektrometrze mas.

W ciągu prawie dwóch lat wyniki wypływały. Tym razem stosunki izotopów nie były płaskie. „Naprawdę miło było to zobaczyć” – zauważył Tusch.

Stężenia wolframu-182 zaczęły się wysoko w skałach utworzonych przed 3,3 miliarda lat temu, co wskazuje, że płaszcz jeszcze się nie zmieszał. Następnie wartości spadały przez 200 milionów lat, aż osiągnęły współczesny poziom o 3,1 miliarda lat temu. Ten spadek odzwierciedla osłabienie starożytnego sygnału wolframu-182, gdy płaszcz pod Pilbarą zaczął się mieszać. To mieszanie wskazuje, że rozpoczęła się tektonika płyt.

Ziemia szybko przekształciłaby się ze świata wodnego usianego podobnymi do Islandii wyspami wulkanicznymi w świat kontynentów z górami, rzekami i równinami zalewowymi, jeziorami i płytkimi morzami.

Nowy świat stworzony na całe życie

Data rozpoczęcia około 3,2 miliarda lat temu pomaga wyjaśnić, w jaki sposób tektonika płyt wpłynęła na życie na Ziemi.

Życie zaczęło się wcześniej, ponad 3,9 miliarda lat temu, a 3,48 miliarda lat temu tworzyło w osadach Pilbara niewielkie, pofałdowane stosy, zwane stromatolitami. To pokazuje, że tektonika płyt nie jest warunkiem koniecznym do życia na jego najbardziej podstawowym poziomie. Jednak prawdopodobnie nie jest przypadkiem, że życie uległo zróżnicowaniu, gdy rozpoczęła się tektonika płyt.

Wraz z tektoniką płyt pojawiły się płytkie, nasłonecznione morza i jeziora nawożone substancjami odżywczymi zwietrzałymi ze skał kontynentalnych. Bakterie wyewoluowały w tych środowiskach, aby zbierać światło słoneczne poprzez fotosyntezę, wytwarzając tlen.

Zapis kopalny ukazuje eksplozję złożonego i różnorodnego życia zwierzęcego sprzed około 540 milionów lat. Jednym z najbardziej rozpowszechnionych i kultowych stworzeń tamtej epoki był trylobit, opancerzone zwierzę, które kwitło przez dziesiątki milionów lat. Na zdjęciu skamielina trylobita Elrathia kingii.Dzięki uprzejmości Micha L. Rieser

Przez kolejne pół miliarda lat tlen ten ledwo przypominał zapach na niebie, częściowo dlatego, że natychmiast zareagował z żelazem i innymi chemikaliami. Ponadto każda cząsteczka tlenu wytworzona w procesie fotosyntezy jest dopasowana do atomu węgla, który łatwo rekombinuje w dwutlenek węgla bez uzyskiwania netto tlenu w atmosferze, chyba że węgiel zostanie zakopany.

Stopniowo jednak tektonika płyt zapewniała ląd i osady, w których zakopywano coraz więcej węgla (dostarczając jednocześnie dużo fosforu do stymulowania bakterii fotosyntetycznych). Atmosfera ostatecznie dotleniona 2,4 miliarda lat temu.

Tlen przygotował planetę do pojawienia się roślin, zwierząt i prawie wszystkiego innego z metabolizmem opartym na tlenie. Życie większe i bardziej złożone niż drobnoustroje wymaga więcej energii, a organizmy mogą wytwarzać znacznie więcej z witalnej, przenoszącej energię cząsteczki zwanej ATP z tlenem, niż mogą bez niego. „Tlen jest naprawdę ważny dla tego, co uważamy za złożone życie” – powiedziała Athena Eyster z Massachusetts Institute of Technology.

Zostaw komentarz

Maciek Luboński
Z wykształcenia jestem kucharzem , ale to nie przeszkadza mi pisać dla Was tekstów z wielu ciekawych dziedzin , których sam jestem fanem.Piszę dużo i często nie na tak jak trzeba , ale co z tego skoro tak naprawdę liczy się pasja.

Najlepsze recenzje

Video

gallery

Facebook