Egy pici kristály nagy titkai

Az Ausztráliában talált apró cirkon kristály átírhatja a Föld korai történetét. A 4,4 milliárd éves ásványszemcse geokémiai vizsgálata arra utal, hogy ekkor már alacsony hőmérsékletű környezetek és folyékony víz létezett a Földön.

A cirkon nevű ásványt gyakran használják a kutatók a kőzetek geológiai korának a meghatározására. Egy ilyen apró ásványszemcse vizsgálata során kiderült, hogy 4,4 milliárd évvel ezelőtt, vagyis alig 200 millió évvel a Föld kialakulása után a hőmérséklet 100 Celsius-fok körüli értékre hűlt le. Az amerikai, ausztrál és skót kutatók eredménye azt mutatja, hogy a korai Föld állapota nagyon eltérhetett az eddigi modellekben jósoltaktól.



A szóban forgó cirkon kristály, amely az eddig ismert legidősebb ásvány a Földön (a szakasz 50 mikrométeres hosszúságot mutat). Fotó: University of Wisconsin

A Nature 2001. január 11-i számában különös képet festettek a korai Földről. Az alacsony hőmérsékletre lehűlt környezetekben már óceánok hullámoztak, elkezdődött a kontinensek kialakulása, sőt talán az élet számára is kedvező feltételek alakultak ki. A hagyományos elképzelések szerint abban az időben egy kavargó "magma-óceán" hullámzott a Föld felszínén, ahol elképzelhetetlen lett volna az alacsony hőmérsékletű környezetek kialakulása. A tudósok eddig azt gondolták, hogy legalább 700 millió év telt el, amíg a Föld annyira lehűlt, hogy az óceánok vize lecsapódhatott a vastag, Vénusz-szerű atmoszférából. Az új eredmények viszont azt jelzik, hogy a Föld sokkal gyorsabban hűlt ki, mint azt korábban feltételezték. Korábban a folyékony víz - ami az élet előfeltétele és katalizátora - legidősebb bizonyítéka 3,8 milliárd éves kőzetből származott.

A lelőhely: Jack Hills, Ausztrália
A most vizsgált cirkonszemcse Nyugat-Ausztráliából származik, és mérete alig haladja meg az emberi hajszál átmérőjét. A kutatás során az oxigénizotópok arányát vizsgálták, megmérték a ritkaföldfém elemeket, és meghatározták az elemösszetételt. A kapott oxigénizotóp-arányok nem jellemzőek a földtörténet korai szakaszából származó, eddig ismert mintákra. Ilyen ásványkémiai jellemzők csak alacsony hőmérsékletű, nedves környezetben alakulhattak ki a Föld felszínén.

Tovább bonyolítja a képet, hogy a Föld kialakulása után a fiatal bolygót nagyon intenzíven bombázták a meteoritok. Az új adatok szerint már 4,4 milliárd évvel ezelőtt kialakult a szilárd kontinentális kéreg, az intenzív meteoritbecsapódások ellenére. A cirkonszemcse víz-kőzet kölcsönhatás nyomait mutatja.

A kutatók szorgalmasan keresik a Föld legidősebb kőzeteit. Ezek azonban nagyon ritkák, mert a kőzetek folyamatosan belesüllyednek a Föld forró köpenyébe, és megsemmisülnek. Emiatt a nagyon idős kőzetekből csak rendkívül kevés maradt meg a felszínen, nagy részüket újra és újra feldolgozta a lemeztektonika nagy körforgása. Az ausztráliai lelőhelyen egy évtizede már találtak 4,3 milliárd éves cirkonmintákat, a most vizsgált ásvány azonban 100 millió évvel idősebb minden eddig ismert mintánál.



John Valley, a University of Wisconsin professzora vezeti a kutatásokat

A vizsgálat felveti azt a kérdést is, hogy vajon kialakulhatott-e az élet a földtörténetnek ebben a korai szakaszában. Az alacsony hőmérséklet és a folyékony víz az élet előfeltétele. Az élet és a hidroszféra első ismert biokémiai bizonyítéka 3,85 milliárd éves, míg a legidősebb mikrofosszíliák 3,5 milliárd évesek. Elképzelhető azonban, hogy az élet már korábban, esetleg többször is kialakult, de a meteoritbecsapódások által előidézett kihalási események kíméletlenül elsöpörték az élőlényeket a Föld felszínéről.

Dulai Alfréd

Ajánló:

Az eredeti sajtóanyag a University of Wisconsin - Madison honlapján.