Od stu pięćdziesięciu lat geolodzy próbują znaleźć odpowiedź na zagadkę „czasu, który zniknął” z historii Ziemi. W niektórych miejscach na planecie zapis geologiczny trwa miliard lat, a zjawisko to otrzymało w społeczności naukowej gdzieś nawet złowieszczą nazwę „Wielkie nieporozumienie”. Jednak na początku stycznia grupa badaczy opublikowała artykuł wyjaśniający to tajemnicze zjawisko. Praca została opublikowana w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” i dostarcza dość przekonujących dowodów na to, że ogromne lodowce wycięły ponad dziesięć kilometrów powierzchni Ziemi w okresie historycznym znanym jako „Snowball Earth”.
Wielka różnica zdań
„Wielka różnica zdań” nie jest nazwana przypadkowo - jest naprawdę duża i to naprawdę jest niezgoda. Jest to całkowicie oficjalny termin geologiczny, który opisuje „próżnię” obserwowaną w niektórych częściach planety w historii skał. Jak wszyscy wiemy lub przypuszczamy, im głębiej w ziemię, tym na naszej drodze znajdują się starsze osady.
Jednak już w 1869 r. Geolog John Powell, podróżując przez Wielki Kanion, odkrył, że w lokalnych skałach brakowało warstwy zapisu geologicznego trwającego miliard lat, bezpośrednio poprzedzającego okres, w którym na planecie kwitło życie wszystkich gatunków zwierząt i roślin.
Panorama Wielkiego Kanionu od południa.
Wkrótce koledzy Powella odkryli, że zjawisko to nie ogranicza się do południowo-zachodniej części Ameryki Północnej. W sumie na powierzchni nie ma wystarczającej ilości ziemi, wystarczy pomyśleć, około dziesięciu miliardów kilometrów sześciennych skał. Po prostu zniknęli. To jedna czwarta historii planety i dla wielu pokoleń naukowców ustalenie, co się wydarzyło w tamtych odległych czasach, było sprawą honoru.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją tylko dwa możliwe scenariusze - albo z jakiegoś powodu w gigantycznym okresie nie powstały skały osadowe, albo erozja na gigantyczną skalę zniszczyła zapis geologiczny. Naukowcy, całkiem logicznie, poszukiwali dowodów w skałach powyżej i poniżej znikającej warstwy. W tym samym Wielkim Kanionie, tuż nad nim, znajduje się piaskowiec Tapeats, który powstał około 525 milionów lat temu w okresie kambru, a poniżej łupków łupkowych Wisznu, które mają ponad 1,6 miliarda lat.
Film promocyjny:
Warto w tym miejscu zauważyć, że warstwy skał znajdujące się powyżej mają znacznie większą objętość w jednostce czasu niż te poniżej. Dolne warstwy są ściskane, ponieważ przez bardzo długi czas znajdowały się pod dużym ciśnieniem, ale silniejszym niż sugeruje to masa warstwy znajdującej się na wierzchu. Jest to zgodne z hipotezą erozji, ponieważ dodatkowe ciśnienie można wyjaśnić ciężarem znikającej warstwy.
Cyrkon
Ale skąd wiesz, gdzie się podziała ta brakująca rasa? W końcu nie wyparowała! Wspomniane na początku artykułu badania podeszły do tego zagadnienia z nieoczekiwanej strony - dotyczyły mikroskopijnych kryształów cyrkonu. Ten minerał jest jednym z pierwszych, który tworzy się, gdy stopiona płynna skała (magma) zaczyna się ochładzać. Jest bardzo trwały, więc może wytrzymać procesy geologiczne niszczące inne minerały.
Cyrkon.
Ważniejsze jest jednak to, że cyrkon w momencie swojego powstawania staje się niejako odlewem zachodzących procesów geochemicznych. Naukowcy mogą określić wiek tych kryształów, porównując izotopy uranu, bardzo wolno rozkładającego się pierwiastka promieniotwórczego. W szczególności w ramach tego badania naukowcy przeanalizowali zawartość izotopów tlenu i srebrzystego metalu zwanego hafnem w kryształach cyrkonu. Ich stosunek jest znacząco różny w skorupie kontynentalnej i oceanicznej, więc analiza ta może wykazać, skąd pochodzi magma, z której powstała cyrkonia - spod lądu lub spod oceanu.
Snowball Earth
Wyniki uzyskane przez naukowców mogą być szokujące - ogromna warstwa ziemi, w sumie do 14 kilometrów, została zrzucona do oceanów, a następnie zepchnięta pod ziemię i przetworzona w magmę w procesie subdukcji. Jest to zgodne z hipotezą, że 650 milionów lat temu cała planeta lub jej większość była pokryta lodem. Jak pamiętamy, teoria ta nosi nazwę „Snowball Ground”. Kiedyś uważano to za śmieszne, ale zyskuje coraz większe potwierdzenie.
Naukowcy, którzy przeanalizowali cyrkon, zbadali również starożytne kratery uderzeniowe znalezione na Ziemi. Zauważają, że na planecie jest ich znacznie więcej, które pojawiły się po globalnym zlodowaceniu, ponieważ gigantyczne pokrywy lodowe najwyraźniej po prostu zeskrobały mniejsze ślady uderzenia asteroidy. Naturalnie przetrwały bardziej starożytne kratery, ale są one ogromne, sięgające nawet kilku kilometrów, a te kataklizmy, o których dziś mówimy, nie mogły ich zniszczyć doszczętnie. Tak więc kompleks dowodów dostarczonych przez naukowców może naprawdę powiedzieć, że gigantyczne lodowce 650 milionów lat temu „zeszlifowały” powierzchnię lądu.
Słabe strony teorii
Oczywiście to badanie ma również słabe punkty. Jednym z nich jest oczywiście to, że ziemia ociepliłaby się miliony lat przed końcem „Wielkiej Niezgody”, więc nie jest jasne, dlaczego złoża z tego okresu nie zostały zachowane. Autorzy uważają, że lód nie pozostawiał nic do erozji, a powstanie nowej „ziemi” zajęło trochę czasu. Potrzeba jednak więcej badań, aby potwierdzić tę hipotezę. Niektórzy z ich kolegów uważają, że erozja nastąpiła przed uformowaniem się „kuli śnieżnej”, co spowodowało globalne ochłodzenie planety.
Ale chyba najbardziej intrygujące w tym badaniu jest to, że może wyjaśnić zryw życia, który miał miejsce po „rozmrożeniu” planety. Istnieje hipoteza, zgodnie z którą zmiany na Ziemi wywołane erozją na tak dużą skalę mogą spowodować powstanie ogromnej liczby nowych gatunków istot żywych - zjawisko znane jako „eksplozja kambryjska”.
Naukowcy zauważają w artykule, że płytkie wody pozostawione przez lodowce wypełnione minerałami i wodą byłyby niezwykle korzystne dla szerokiej gamy organizmów morskich i wszelkiego rodzaju przemian ewolucyjnych. Traktują to założenie ze sporą dozą sceptycyzmu, ponieważ ich szczegółowe badania w żaden sposób tego nie potwierdzają. Ale jeśli zostanie potwierdzona, będzie to inspirująca historia. Najzimniejsza i najcięższa zima w historii Ziemi, dająca początek niesamowitej różnorodności form życia, które następnie rozwinęły się, w tym w ludzi. Czy to nie jest poetyckie?