Πόσο καυτή πήρε η Γη στο παρελθόν; Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν νέες πληροφορίες
Οι επιστήμονες ανέλυσαν ζιρκόνια από τη ζώνη Barberton Greenstone στη Νότιο Αφρική, η οποία είναι μία από τις παλαιότερες γεωλογικές περιοχές της Γης. Διαπίστωσαν ότι τα ζιρκόνια περιείχαν υψηλά επίπεδα ουρανίου και θορίου, τα οποία είναι ραδιενεργά στοιχεία που παράγουν θερμότητα όταν αποσυντίθενται. Αυτή η θερμότητα θα ήταν αρκετή για να αυξήσει σημαντικά τη θερμοκρασία της επιφάνειας της γης.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι υψηλές θερμοκρασίες προκλήθηκαν από ένα συνδυασμό παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του ήλιου που είναι πιο θερμότερος στο παρελθόν, η ατμόσφαιρα της Γης είναι λεπτότερη και η φλοιό της γης είναι πιο ραδιενεργός. Προτείνουν επίσης ότι οι υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να ήταν υπεύθυνες για το σχηματισμό των πρώτων ηπείρων της Γης.
Τα ευρήματα αυτής της μελέτης έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην κατανόηση της πρώιμης γης. Προτείνουν ότι το κλίμα της Γης ήταν πολύ πιο δυναμική και μεταβλητή από ό, τι προηγουμένως θεωρούσε και ότι οι υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να έχουν διαδραματίσει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη της ζωής στη γη.
Περίληψη μελέτης:
Το ζιρκόν είναι το πιο άφθονο ορυκτό U-th-PB στην ηπειρωτική κρούστα και έτσι έχει μεγάλες δυνατότητες να χρησιμεύσει ως αρχείο των παρελθόντων θερμοκρασιών. Οι περισσότερες εκτιμήσεις θερμοκρασίας κρούστας που βασίζονται σε δεδομένα ιχνοστοιχείων ζιρκονίου υποθέτουν ότι τα ιχνοστοιχεία εισήλθαν στο κρυσταλλικό πλέγμα ζιρκονίου κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των ορυκτών. Ωστόσο, πρόσφατες πειραματικές μελέτες έχουν δείξει ότι η βλάβη της ακτινοβολίας μπορεί επίσης να ενισχύσει τη διάχυση των ιχνοστοιχείων στο ζιρκόνιο, που ενδεχομένως οδηγεί σε υπερεκτιμημένες θερμοκρασίες κρούστας για παλιό ζιρκόνιο.
Εδώ, χρησιμοποιούμε ένα μοντέλο διαχείρισης διάχυσης-προσανατολισμού για να υπολογίσουμε την επίδραση της βλάβης της ακτινοβολίας στα προφίλ ιχνοστοιχείων του ζιρκονίου. Τα αποτελέσματα του μοντέλου μας δείχνουν ότι η ζημιά από ακτινοβολία θα μπορούσε να επηρεάσει σημαντικά τα προφίλ ιχνοστοιχείων του ζιρκονίου που είναι μεγαλύτερα από ~ 2 GA. Συγκρίνουμε τα προφίλ ιχνοστοιχείων που προέρχονται από το μοντέλο με τα μετρημένα προφίλ από το Paleoproterozoic έως το Neoarchean zircons από το Barberton Greenstone Belt (BGB), τη Νότια Αφρική.
Τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης προς τα εμπρός υποδεικνύουν ότι οι μεταμορφωμένες θερμοκρασίες για τους περισσότερους από τους μελετημένους κόκκους ζιρκονίου βρίσκονται εντός 50 ° C θερμοκρασιών που εκτιμήθηκαν από συμβατικές μεθόδους που υποθέτουν ότι τα ιχνοστοιχεία εισήλθαν στα ζιρκόνια κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των ορυκτών. Ωστόσο, για μερικά παλιά ζιρκόνια (> 3,2 GA), τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν μεταμορφωμένες θερμοκρασίες που είναι μέχρι 150 ° C χαμηλότερες.
Οι ηλικίες ζιρκονίου υποδηλώνουν ότι το BGB μεταμορφώθηκε σε περίπου 3,2-3,5 Ga. Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι το BGB παρουσίασε μια ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας από ~ 500 έως ~ 850 ° C σε ~ 3,5 GA, ακολουθούμενη από αργή ψύξη σε ~ 750 ° C κατά 3,2 GA.
