Ένας κρύσταλλος αποκρυπτογραφεί τη Γη

Νέα ευρήματα ανατρέπουν την εικόνα που είχαν οι επιστήμονες για την αρχή της ζωής και τα πρώτα βήματα του πλανήτη μας στο Σύμπαν. Τα πρώτα 700 εκατομμύρια χρόνια στην πορεία της Γης είναι γνωστά ως η περίοδος του Άδη (ή Καταρχαιοζωικός Αιώνας). Με άλλα λόγια, ο πλανήτης μας ζούσε μία εποχή με θερμοκρασίες που έφταναν τους 700 βαθμούς Κελσίου. Η Γη ήταν ένα μέρος καυτό, χωρίς ίχνος βλάστησης και ζωής, με θάλασσες από μάγμα. Την ίδια περίοδο, δεχόταν συνεχή βομβαρδισμό από μετεωρίτες που προέρχονταν από τα θραύσματα ενός νεαρού ηλιακού συστήματος.

Τα σημάδια στην επιφάνεια της Σελήνης αποκαλύπτουν μία σειρά από προσκρούσεις μετεωριτών, φαινόμενο που ονομάζεται Ύστερος Βαρύς Βομβαρδισμός. Την ίδια περίοδο, στην επιφάνεια της Γης έπεφταν ακόμη περισσότερα ουράνια σώματα κι έτσι οι ερευνητές πίστευαν έως σήμερα πως η ζωή δεν μπορούσε να είχε αρχίσει παρά μόνο αφού σίγασε το φαινόμενο, πριν από 3,85 εκατ. χρόνια.

«Όλα ήταν μύθος». Αυτή η θεωρία όμως έχει πλέον ανατραπεί χάρη στα ευρήματα της τελευταίας δεκαετίας. Η μεταλλειολογική ανάλυση μικρών ανθεκτικών κρυστάλλων ζιρκονίου που βρέθηκαν σε παλαιά αυστραλιανά πετρώματα αλλάζει την εικόνα που είχαμε για την περίοδο του Άδη λέει o Μαρκ Χάρισον, καθηγητής Γεωχημείας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες (UCLΑ). «Το ζιρκόνιο μας δείχνει πως ό,τι νομίζαμε έως τώρα είναι μύθος».

Ο νεαρός Ήλιος. Πλέον, οι γεωλόγοι συμφωνούν πως πριν από 4,2 δισ. χρόνια, η Γη ήταν ένα ήρεμο μέρος με ξηρά και ωκεανούς. Μάλιστα όχι μόνο δεν ήταν καυτή, αλλά ίσως να υπήρχε πάγος στην επιφάνειά της. Τότε, ο νεαρός Ήλιος παρήγαγε ενέργεια μειωμένη κατά 30% σε σχέση με σήμερα. Έτσι, οι θερμοκρασίες πρέπει να ήταν αρκετά ψυχρές, ώστε τμήματα της επιφάνειάς της να είναι καλυμμένα με πάγο.

Το ζιρκόνιο είναι το μόνο κομματάκι Γης που γνωρίζουμε με σιγουριά πως είναι παλαιότερο από τέσσερα δισ. χρόνια. Σε μία νέα ανάλυση που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Νature», οι επιστήμονες μελέτησαν πανάρχαιους κρυστάλλους ζιρκονίου και κατέληξαν σε εντυπωσιακά συμπεράσματα. Τα ορυκτά που παγιδεύτηκαν στο εσωτερικό τους είναι απόδειξη πως η διαδικασία των τεκτονικών πλακών, δηλαδή οι δυνάμεις που μετακινούν τον γήινο φλοιό σχηματίζοντας ωκεανούς και στεριά, είχε ήδη αρχίσει πριν από τέσσερα δισ. χρόνια. «Η εικόνα που έχουμε τώρα είναι ένας υδάτινος κόσμος με γνώριμες διαδικασίες σχηματισμού των πετρωμάτων, στοιχείο σημαντικό για την προέλευση της ζωής» λέει ο Στίβεν Μότζις, καθηγητής Γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο.

Η περίοδος του Άδη. Με την παλαιότερη θεωρία της καυτής περιόδου του Άδη, το ξεκίνημα της ζωής ήταν προβληματικό. Η παλαιότερη ένδειξη ζωής που έχει ανακαλυφθεί είναι μικροοργανισμοί ηλικίας 3,83 δισ. ετών που βρίσκονται σε πετρώματα της Γροιλανδίας.

Το θέμα ήταν ότι η εποχή αυτή συμπίπτει με την τελευταία περίοδο του Ύστερου Βομβαρδισμού, κάτι που προβλημάτιζε τους επιστήμονες γιατί δεν ήταν δυνατό να αναπτυχθεί ζωή κάτω από τόσο εχθρικές συνθήκες.

Με τα νέα δεδομένα όμως, στη Γη είχε επέλθει ηρεμία και ισορροπία εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα. «Αυτό σημαίνει πως η πόρτα ήταν ανοιχτή για μια αργή, μακροχρόνια χημική εξέλιξη. Οι συνθήκες για ζωή είχαν αρχίσει να αναπτύσσονται πριν από 4,4 δισ. χρόνια», υποστηρίζει ο Μότζις.

ΟΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ απέδειξαν πως η διαδικασία των τεκτονικών πλακών, δηλαδή οι δυνάμεις που μετακινούν τον γήινο φλοιό σχηματίζοντας ωκεανούς και στεριά, είχε ήδη αρχίσει πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια

Δεκαπέντε μετεωρίτες προκάλεσαν την εξάτμιση των ωκεανών

Oι νέες εξελίξεις που φέρνουν επανάσταση σε ό,τι αφορά το παρελθόν της Γης φτάνουν από τη Δυτική Αυστραλία. Τα πετρώματα είναι τριών δισεκατομμυρίων ετών αλλά περιέχουν κρυστάλλους πολύ μεγαλύτερης ηλικίας.

Οι κρύσταλλοι αυτοί αποτελούνται από ζιρκόνιο, οξυγόνο και πυρίτιο και είναι εξαιρετικά ανθεκτικοί και σκληροί. Επιβιώνουν σε συνθήκες όπου άλλα πετρώματα λειώνουν και διαβρώνονται. Το ζιρκόνιο περιέχει επίσης ουράνιο χάρη στο οποίο μπορούν να χρονολογηθούν με ακρίβεια. Έτσι, οι επιστήμονες βρήκαν πως οι κρύσταλλοι ενσωματώθηκαν στα πετρώματα, ηλικίας τριών δισ. ετών, 1,4 δισ. χρόνια μετά τον σχηματισμό του ζιρκονίου.

Στην έρευνα του UCLΑ, οι ερευνητές μελέτησαν μικροσκοπικούς κόκκους ορυκτών που παγιδεύτηκαν μέσα στους κρυστάλλους πριν από 4,2 δισ. χρόνια. Από τα συστατικά τους προσδιόρισαν πως το ζιρκόνιο αποκρυσταλλώθηκε στους 700 βαθμούς Κελσίου σε βάθος 25 χιλιομέτρων σε ένα ψυχρό τμήμα του φλοιού. Περισσότερα στοιχεία αποκάλυψαν πως η Γη ήταν τότε σε πολύ ψυχρότερη κατάσταση από ό,τι νόμιζαν.

Σήμερα, μια παρόμοια περιοχή στη Γη ονομάζεται ζώνη καταβύθισης, όπου οι ωκεάνιες πλάκες γλιστρούν κάτω από τις ηπειρωτικές πλάκες και εισχωρούν στον μανδύα του πλανήτη. Εκεί, οι ωκεάνιες πλάκες λειώνουν σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Οι επιστήμονες πιστεύουν πως αντίστοιχη ζώνη καταβύθισης υπήρχε και τότε, πράγμα που σημαίνει πως η διαδικασία των τεκτονικών πλακών ήταν ήδη σε εξέλιξη.

Όλα αυτά σημαίνουν επίσης πως το κλίμα της Γης εκείνη την περίοδο δεν ήταν καυτό αλλά αρκετά ψυχρό, κάτι που απέδειξαν οι επιστήμονες Νόρμαν Σλιπ, καθηγητής Γεωφυσικής στο Στάνφορντ, και Κέβιν Ζάνλι της ΝΑSΑ με κλιματικά μοντέλα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, τα πρώτα 700 εκατομμύρια χρόνια της Γης, προσέκρουσαν στην επιφάνειά της 15 ουράνια αντικείμενα πλάτους 160 χιλιομέτρων. Τέσσερα από αυτά ήταν πλατύτερα από 320 χιλιόμετρα. Αυτές οι συγκρούσεις ήταν τόσο βίαιες που θα πρέπει να προκάλεσαν την εξάτμιση των ωκεανών. Σκεφτείτε πως στο πιο πρόσφατο περιστατικό του είδους, ο αστεροειδής που χτύπησε τη Γη πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια και εξαφάνισε τους δεινοσαύρους είχε πλάτος 10 χιλιομέτρων.

Βασιζόμενοι σε νέα ευρήματα, οι ειδικοί υποστηρίζουν τώρα πως ακόμη και τόσο βίαιες συγκρούσεις δεν θα εξαφάνιζαν κάθε ίχνος ζωής, αλλά θα επέτρεπαν σε μικροοργανισμούς που ζουν σε υψηλές θερμοκρασίες να επιβιώσουν. Οι ερευνητές αναζητούν τώρα άνθρακα στα πανάρχαια βράχια της Γροιλανδίας για να εντοπίσουν το πρώτο ίχνος ζωής στην περίοδο του Άδη.