Докази перших дощів на Землі знайдені всередині первісних кристалів

Нове дослідження показує, що поверхню Землі вперше окропили прісною водою приблизно 4 мільярди років тому, на цілих 500 мільйонів років раніше, ніж вважалося раніше. Команда дослідників з Австралії та Китаю використовувала ізотопи кисню, що потрапили в стародавні мінерали, щоб визначити, коли перші ознаки прісної води могли зволожити шкіру нашої новонародженої планети.

Пагорби Джека в Західній Австралії зберігають найдавніший матеріал земної кори, що зберігся. Протягом 4,4 мільярда років первісні мінерали залишалися відносно незмінними під дією тепла та тиску.

Сухий, червоний, курний ландшафт сьогодні не має багато води, але вчені знайшли докази найдавніших дощів на Землі, ув’язнених у кристалах циркону хадеївської породи, і це суттєво змінило наше розуміння гідрологічної історії планети.

«Досліджуючи вік і ізотопи кисню в крихітних кристалах мінералу циркону, ми виявили надзвичайно легкі ізотопні ознаки ще чотири мільярди років тому», — говорить геолог і провідний автор Хамед Гамалельдієн з університету Кертіна в Австралії.

Гамалельдієн і його колеги використовували мас-спектрометрію вторинних іонів, щоб проаналізувати крихітні зерна циркону та визначити, які ізотопи кисню присутні в магмі, з якої утворилися кристали.

Циркони Джека Хіллза мали «надзвичайно ізотопно легкий» склад, можливий лише за умови, що вони утворювалися під мантією, а також піддавалися впливу прісної води, зокрема метеоритної води, яка нещодавно впала з неба. Таким чином, замкнені всередині цих кристалів можуть бути докази перших дощів на Землі, які проникають у мілководдя її щойно затверділої кори.

«Такі легкі ізотопи кисню, як правило, є результатом того, що гаряча прісна вода змінює скелі на кілька кілометрів нижче поверхні Землі», — говорить Гамалельдієн. «Докази прісної води так глибоко всередині Землі ставлять під сумнів існуючу теорію про те, що Земля була повністю покрита океаном чотири мільярди років тому».

Геолог і співавтор Університету Кертіна Г’юго Олірук зазначає, що це дослідження має значення для багатьох галузей науки.

«Це відкриття не тільки проливає світло на ранню історію Землі, але також свідчить про те, що суша та прісна вода заклали основу для розквіту життя протягом відносно короткого періоду часу — менш ніж через 600 мільйонів років після утворення планети», — каже він.

Раніше вважалося, що тоді кора була занурена під океан; деякі з найдавніших земних форм життя, які ми знайшли, — мікробні рифи віком 3,48 мільярда років, відомі як строматоліти, виявлені трохи більше ніж за 800 кілометрів (приблизно 500 миль) на північ від пагорбів Джек, у кратоні Пілбара.

Але це нове дослідження показує, що суша, прісноводні резервуари, кругообіг води та, можливо, навіть життя на Землі виникли набагато раніше, ніж ми думали. Це також підтверджує теорію про «холодну ранню Землю», як її описав геофізик Університету Вісконсіна-Медісон Джон Веллі, в чиєму документі 2014 року циркони Гадеа назвали найдавнішим матеріалом Землі.

Теорія припускає, що невдовзі після того, як море розплавлених порід планети застигло в кору, Земля була достатньо прохолодною, щоб вмістити рідку воду, океани та гідросферу.

«Ці знахідки знаменують значний крок вперед у нашому розумінні ранньої історії Землі та відкривають двері для подальших досліджень витоків життя», — каже Олірук. Це дослідження було опубліковано в Nature Geoscience.