Lori Dajose, Kaliforniya Texnologiya İnstitutu tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İlkin əmələ gəlməsindən sonra metamorfik hadisədən fərqli kənarları və ya halqaları olan sirkon kristalı. Müəllif: Shane K. Houchin

Planetimizin 4,55 milyard il əvvəl necə əmələ gəldiyi ilə bağlı bir çox açıq suallar var: Plitə tektonikası nə vaxt başladı? Yer mantiyası nə vaxt konveksiya adlanan bir prosesdə güclü şəkildə dövr etməyə başladı? Yer kürəsi mövcudluğunun ilk illərində necə idi? Yer kürəsinin ən erkən illərinə aid süxur qeydləri qalmadığı üçün tədqiqatçılar zamanla fiziki və kimyəvi dəyişikliklərə qarşı davamlı olan və buna görə də əmələ gəldikləri anlarla bağlı dəqiq kimyəvi qeydləri qoruyan sirkon adlanan minerallara müraciət edirlər.

Ən qədim sirkon kristallarından bəzilərinin 4,4 milyard yaşı var. İndi isə Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun yeni bir araşdırması bu ən qədim sirkon dənəciklərini araşdırır və iki əsas tapıntıya dair dəlillər aşkar edir: birincisi, erkən Yer kürəsinin əvvəllər düşünüləndən daha tez sürətli oksidləşməyə məruz qalması və ikincisi, plitə tektonikasının ən azı 3,35 milyard il əvvəl başlaması, geoloqlar arasında çox müzakirə olunan bir müzakirədə əsas məlumat nöqtəsi təmin etməsi.

İşə geokimya professoru və İrs Tibbi Tədqiqat İnstitutunun tədqiqatçısı Fransua Tissotun laboratoriyasında aspirant olan Şeyn Houçin (MS ’22) rəhbərlik etmişdir. Tədqiqatı təsvir edən məqalə Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc edilmişdir .

Qədim sirkonlar nəyi aşkar edə bilər

Sirkon kristalları isti maqmanın içərisində əmələ gəlir və ağac halqaları kimi, onların böyüdüyü şəraiti əks etdirən strukturlara çevrilir. Əsasən Qərbi Avstraliyanın Cek Hills bölgəsində tapılan ən qədim sirkon kristalları, 4 milyard ildən çox əvvələ qədər uzanan erkən Yer kürəsinin maqma kimyasının ən yaxşı qeydini təqdim edir.İlkin əmələ gəlməsindən sonra metamorfik hadisədən fərqli kənarları və ya halqaları olan sirkon kristalı. Müəllif: Shane K. Houchin

Bir nöqtədə, bu sirkon dənəciklərini ehtiva edən bəzi süxurlar metamorfizmə məruz qaldı və yeni nəsil sirkon dənəciklərin kənarlarında kristallaşaraq fərqli halqalar əmələ gətirdi. Sirkon kristallarının uzunluğu cəmi dörddə bir millimetr olsa da, inkişaf etmiş analitik üsullar sirkon nüvələrində və halqalarında yerləşdirilmiş iz elementlərini (məsələn, uran və titan) dəqiq ölçə bilər və mineralın əmələ gəlməsi zamanı ətraf mühitə dair ipucları verə bilər.

Tissot deyir ki, “Zaman maşını kimi olmasa da, sirkon erkən Yer kürəsinin nümunələrini öyrənməyin yeganə yoludur”.

Erkən Yer kürəsinin “cəhənnəm” təsvirinə yenidən baxmaq

Yer kürəsinin ömrünün ən erkən milyonlarla ili uzun müddətdir ki, cəhənnəm bir yer kimi təsəvvür edilirdi: aktiv vulkanların tüstü və külü ilə dolu qan-qırmızı atmosfer, tamamilə quru və oksigensiz. Hadean adlanan bu dövr “oksidləşmiş” mühitdən fərqli olaraq yüksək dərəcədə “reduksiya olunmuş” bir mühit hesab olunurdu.

Oksidləşmə və reduksiya elektronların kimyəvi reaksiyaları necə idarə etməsinin iki əks ölçüsüdür və nümunənin reduksiya-oksidləşmə və ya “redoks” vəziyyətini ölçmək ətraf mühitdəki oksigen miqdarını müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. Geoloji kontekstdə bu, adətən maqmanın kristallaşması zamanı mövcud olan suyun miqdarı ilə əlaqələndirilir. Yüksək dərəcədə reduksiya olunmuş mühit çox quru olardı, daha çox oksidləşmə isə daha çox su göstərə bilər.

Komanda, sirkonların kənarlarındakı 4,1 milyard il əvvələ aid uranın gözləniləndən daha çox oksidləşdiyini aşkar etdi. Bu, erkən Yerin əslində yüksək dərəcədə azaldılmış bir mühit kimi başladığını göstərirsə, planetin əmələ gəlməsindən ən çoxu bir neçə yüz milyon il sonra sürətlə oksidləşməsi üçün bir hadisənin baş verməli olduğunu göstərir.

Mümkün variantlara kometlərin toqquşması yolu ilə suyun çatdırılması , deqazasiya prosesi və ya Yer mantiyasının səmərəli konveksiyasının gözləniləndən daha tez başlaması daxildir. Yaxud, bəlkə də, planet əvvəllər düşünüldüyü kimi kiçildilmiş şəkildə başlamayıb.

“Bu yeni məlumatlar Yer kürəsinin o dövrdə çox kiçilmiş, cəhənnəm kimi quru bir yer kimi təsəvvürünü alt-üst edir”, – deyə Houchin bildirir. “Bunun əvəzinə, qabığın ömrünün yalnız 350 milyon ili bitdikdən sonra oksidləşdiyi görünür, bu da o dövrdə artıq çoxlu su olduğunu göstərir.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Erkən plitə tektonikası haqqında ipucları

Komanda həmçinin sirkon kristallarının əmələ gəldikdən sonra həm yüksək təzyiqli, həm də nisbətən aşağı temperaturlu mühitdə olmalı olduğunu aşkar etdi. Bu mühit subduksiya zonasına işarə edir və qabığın böyük bir parçasının bu sirkonları səthdən planetin dərinliklərinə apardığını və orada yüksək təzyiqlərə məruz qaldığını göstərir.

Beləliklə, tapıntılar göstərir ki, lövhə tektonikası ən azı 3,35 milyard il əvvəl aktiv olmuş ola bilər. Plitə tektonikası həyatın təkamülü üçün zəruri olan dinamik enerji mühitini təmin edir və alimlər arasında prosesin nə vaxt başladığı barədə çoxlu mübahisələr olub. Bu yeni tədqiqat erkən Yer kürəsindən vacib yeni məlumat nöqtəsi təqdim edir.

Bu tədqiqat, xüsusilə qədim sirkon kristallarında uran oksidləşmə vəziyyətlərini araşdırmaqla, erkən Yer kürəsinin oksidləşmə-redoks vəziyyətini təyin etmək üçün U XANES oksibarometriyası (X-şüalarının Udulması) adlanan bir texnikanın ilk tətbiqidir. Bunu etmək üçün komanda Argonne Milli Laboratoriyasındakı Qabaqcıl Foton Mənbəyindəki tədqiqatçılarla əməkdaşlıq edərək sinxrotron qurğularından istifadə etdi. Houchin və komanda indi Yer kürəsinin tarixinin digər dövrlərinə aid yüzlərlə sirkon dənəciyini araşdırmaq üçün U XANES-i tətbiq etməyə ümid edirlər.

Nəşr detalları

Shane K. Houchin və digərləri, Jack Hills sirkonu tərəfindən aşkar edilmiş oksidləşmiş Hadean maqmaları və Arxean hərəkətli qapaq tektonikası, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2525466123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas anlayışlar

Hadeangeoxronologiya

Kaliforniya Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilir