Pământul nu a fost un iad de magmă: s-au descoperit „continentele pierdute” de acum peste patru miliarde de ani

O nouă analiză a celor mai vechi cristale de pe planetă relevă faptul că scoarța terestră și apa în stare lichidă existau cu mult mai devreme decât se credea, ceea ce rescrie istoria originii vieții

Un iad de lavă, un ocean global de magmă supus bombardamentului constant al unor meteoriți uriași. O suprafață instabilă, departe de a fi un sol ferm și complet incapabilă să susțină viața. Aceasta este imaginea pe care, de zeci de ani, o avem despre Pământul „nou-născut”…

Dar dacă ne-am înșela? Dacă planeta noastră s-ar fi transformat, aproape de la început, într-o lume albastră, cu oceane, continente stabile și condiții favorabile dezvoltării vieții?, se întreabă autorul unui material despre originea vieții, în ABC.

Un nou studiu, publicat recent în revista Nature și condus de cercetători de la Universitatea din Wisconsin-Madison, a descoperit dovezi chimice incontestabile că Pământul, de fapt, avea deja o scoarță continentală solidă și procese de reciclare tectonică cu mult mai devreme decât credeam cu toții, încă din așa-numitul ”Eon Hadean”, acum peste 4 miliarde de ani. Ceea ce sugerează că scenariul pentru apariția vieții era deja pregătit cu 800 de milioane de ani mai devreme decât indică primele fosile.

Însă a călători atât de departe în timp nu este posibil doar studiind roci „obișnuite”, pietre care au fost zdrobite, topite și modificate de nenumărate ori de-a lungul a miliarde de ani de eroziune și mișcări tectonice. Totuși, acest lucru se poate realiza analizând ceva mult mai rezistent: cristalele de zirconiu (zircon).

Cristalele de zirconiu au păstrat secretul

Cristalele de rocă străvechi din Australia sugerează că Pământul din trecut s-ar putea să nu fi fost atât de diferit de planeta de astăzi pe cât credeau oamenii de știință.

Istoria timpurie a Pământului este învăluită în mister, deoarece mișcarea plăcilor tectonice a șters multe indicii geologice. Una dintre puținele surse de dovezi provine de la cristalele de zircon, care păstrează informații chimice în structurile lor minerale rezistente.

Un studiu privind zirconul constată că Pământul antic ar fi putut conține mai mult oxigen — și, posibil, mai multă apă — decât bănuiau cercetătorii, și sugerează că mișcarea plăcilor tectonice avea loc deja cu cel puțin 3,3 miliarde de ani în urmă, relativ devreme în istoria de 4,5 miliarde de ani a Pământului1.

„Este o contribuție importantă la înțelegerea noastră a primului miliard de ani de pe Pământ”, spune John Valley, geochimist la Universitatea din Wisconsin–Madison.

Prezența unei cantități de oxigen mai mari decât se aștepta în aceste roci străvechi sugerează că, în această perioadă, condițiile de pe planetă ar fi putut fi mai propice vieții decât se credea anterior. Iar dacă plăcile tectonice erau deja în mișcare, acest lucru sugerează că Pământul găzduia deja unele dintre procesele geologice care modelează planeta și care — prin reciclarea substanțelor chimice esențiale — contribuie la apariția vieții.

Mici capsule ale timpului

Cristalele de zirconiu sunt, într-adevăr, cele mai vechi minerale de pe planetă. Se formează atunci când magma se răcește și, odată cristalizați, sunt practic indestructibili. De aceea sunt, literalmente, niște mici capsule ale timpului.

„Sunt mici arhive istorice și conțin o cantitate enormă de informații”, explică John Valley, geolog la Universitatea din Wisconsin-Madison și coordonatorul studiului.

Pentru a ajunge la aceste concluzii, John Valley și echipa sa s-au concentrat asupra celebrelor cristale de zircon din Jack Hills, în Australia de Vest. De mărimea unui grăunte de nisip, aceste mici „capsule” păstrează singura mărturie directă a primilor 500 de milioane de ani de existență a Pământului. De data aceasta, însă, cercetătorii au reușit ceva ce nu fusese realizat până acum.

Cristale care au supraviețuit milioane de ani

Folosind WiscSIMS, un instrument de înaltă precizie găzduit în campusul universității, echipa a analizat obiecte microscopice cu un diametru de zece ori mai mic decât cel al unui fir de păr uman.

De asemenea, au dezvoltat noi proceduri pentru a măsura „oligoelemente” din interiorul cristalelor de  zirconiu, căutând „amprente” chimice care să dezvăluie locul și modul în care s-au format.

Cristalele de zirconiu acționează ca niște capsule ale timpului indestructibile: au supraviețuit milioane de ani de eroziune pentru a ne spune că planeta avea deja o suprafață stabilă cu mult mai devreme decât se credea

Schimbarea modelului de analiză a vieții pe Pământ

Până în prezent, majoritatea modelelor sugerează că Pământul primitiv era acoperit de acel „capac static”, fără mișcarea plăcilor tectonice care caracterizează astăzi planeta noastră. Dar datele prezentate de John Valley sugerează că Pământul, din punct de vedere geologic, a fost divers încă de la început.

„Cred că datele din Africa de Sud sunt corecte, la fel și ale noastre”, precizează cercetătorul. „Și asta înseamnă că Pământul hadic nu era acoperit în totalitate de o placă statică uniformă”.

În schimb, era vorba de o planetă dinamică. Și, în timp ce unele regiuni rămâneau, într-adevăr, rigide, în altele acționau deja forțe interne intense. Valley descrie un mecanism primitiv de subducție, ceva ce nu este tocmai tectonica plăcilor modernă, care deplasează orizontal continentele în derivă, ci mai degrabă un proces mai „vertical”.

În cercetarea lor din Nature, oamenii de știință își imaginează, de fapt, coloane de rocă foarte fierbinte care se ridică din adâncuri, topind baza scoarței terestre proaspăt formate și creând o circulație care trage rocile de la suprafață în jos. După cum spune Valley, „asta este subducție. Nu este tectonica plăcilor, dar avem roci de la suprafață care se scufundă în manta”.

Granitul, piatra de temelie a continentelor

Și de ce este atât de important ca rocile să se scufunde? Pentru că, atunci când o fac, iau cu ele ceva esențial: apa.

„Dacă ai material la suprafață, înseamnă că suprafața avea apă lichidă în Hadic. Iar când duci acel material în adâncuri, acesta este umed și se deshidratează. Apa provoacă topirea, iar asta duce la formarea granitului”, explică Valley.

Granitul este, de fapt, „piatra de temelie” a continentelor. Este mai puțin dens decât roca din manta, motiv pentru care „plutește” deasupra acesteia. Iar dacă există granit, există continente care se ridică deasupra bazinelor oceanice. „Aceasta este dovada existenței primelor continente și lanțuri muntoase”, afirmă cercetătorul.

Spre deosebire de ceea ce s-a observat în Africa de Sud, semnele chimice descoperite în Australia sunt fără echivoc: acele roci nu proveneau din manta, ci s-au format printr-un proces de subducție similar celui actual.

Cu toate acestea, implicațiile acestui studiu depășesc cu mult domeniul geologiei, deoarece vizează biologia și, prin urmare, propria noastră existență. Dacă acum 4 miliarde de ani existau deja oceane de apă lichidă și uscat stabil, atunci dispuneam și de ingredientele de bază necesare vieții.

Un Pământ locuibil mult mai devreme decât se credea

În prezent, cele mai vechi microfosile recunoscute au o vechime de aproximativ 3,5 miliarde de ani. Dar cristalele de zirconiu din Jack Hills sugerează că Pământul era deja locuibil cu mult înainte.

„Ceea ce toată lumea vrea să știe cu adevărat este: când a apărut viața?”, afirmă Valley.

„Acest lucru nu răspunde la această întrebare, dar ne spune că am avut uscat ca mediu viabil foarte devreme. Considerăm că au existat aproximativ 800 de milioane de ani din istoria Pământului în care suprafața era deja locuibilă, deși nu avem dovezi fosile și nu știm când a apărut viața pentru prima dată”.

800 de milioane de ani reprezintă o perioadă de timp imensă, o etapă geologică extrem de lungă despre care știm acum că nu a fost un iad sterp, ci o lume complexă, poate cu munți, ploi și mări, așteptând în tăcere ca chimia să se transforme în biologie. Datorită unor mici cristale care abia se disting cu ochiul liber, tânărul Pământ tocmai a devenit un loc mult mai primitor.

După cum spune Valley, „cristalele de zircon hadic sunt literalmente atât de mici încât nu îi poți vedea fără o lentilă, și totuși ne povestesc istoria, altfel necunoscută, a Pământului din vremuri străvechi”.

Un Pământ care, se pare, era deja pregătit să devină căminul nostru cu mult înainte de cât ar fi îndrăznit cineva să-și imagineze, conchide ABC