Jordens manglende skorpe blev fjernet af gletsjere,

Hvis du er en geokronolog - en der studerer alderen på vores planet og dens klippeformationer - bruger du meget tid omkring zirkoner. De er holdbare krystaller, der findes i forskellige sten, og fordi de bevarer vigtige data om den dybe fortid, zirkoner kaldes kærligt "tidskapsler". For nylig, forskere brugte zirkoner til at tage en revne ved en af ​​forhistoriens største gåder.

For omkring 540 millioner år siden, den kambriske periode begyndte. En vigtig tid for livet på jorden, det efterlod en mangfoldig fossilrekord bagved og markerede begyndelsen på vores nuværende eon. Mange steder rundt om i verden, såsom Grand Canyon, finder vi kambriske klippeforekomster, der sidder lige oven på stenlag, der er mellem 250 millioner og 1,2 milliarder år ældre. Det er overflødigt at sige, det er en ret aldersforskel. Kaldte den store uoverensstemmelse, skillet mellem de to lag er et puslespil for forskere. Hvad er historien der? Manglede der millioner af års rock pludselig?

En undersøgelse i december 2018 skulle finde ud af og hævder, at skorpen blev skåret væk af gletsjere på et tidspunkt, hvor det meste - eller hele - af verdens overflade var belagt med is. Denne episke bulldozing -session kan også have skabt de rigtige betingelser for komplekse organismer, ligesom vores egne forfædre, at blomstre. Papiret, "Neoproterozoisk glacial oprindelse af den store uoverensstemmelse, "blev offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.

Crystal Gazing

University of California, Berkeley geolog C. Brenhin Keller ledede undersøgelsen. I en e -mail, han skriver, at hans team trak på eksisterende litteratur for at samle en enorm mængde relevant information om geokemi og stenlag. Keller siger, at de data, de samlede, repræsenterede "mange tusinde timer med både feltarbejde og analytisk tid, udført af hundredvis af mennesker gennem mange år. "

Zirkoner var hovedfokus. Som regel, zirkonkrystaller dannes, når silica-rig magma køler ned. "Som ethvert naturligt system, magmas er rige bryg, fuld af andre elementer, "forklarer studieforfatter Jon Husson via e-mail." Og nogle af disse elementer er i stand til at erstatte [sig selv] i zirkons struktur. "

For eksempel, zirkoner indeholder ofte uran, som langsomt henfalder og omdannes til bly. Så når forskere ser på sammensætningen af ​​uran/blyprøver inde i et zirkon, de kan finde ud af, hvor gammel krystallen er. Det er radiometrisk dating, når det er bedst.

Nysgerrige elementer

Keller og firma gennemgik data om 4,4 milliarder års bevarede zirkonkrystaller. Dem fra tidlige kambriske klipper havde et par overraskelser i vente.

Jordskorpen sidder oven på et lag kaldet kappen. En tyk bufferzone, der primært er lavet af massiv sten, kappen adskiller os fra den indre kerne på vores planet. Visse elementer føler sig mere hjemme nede i kappen, end de gør på skorpen. Lutetium er et godt eksempel. Ligesom uran henfalder til bly, lutetium omdannes gradvist til en bestemt hafnium -isotop over tid.

Keller siger, at når Jordens faste kappe "delvist [smelter] ... mere lutetium har en tendens til at blive i kappen." I processen, "mere hafnium går ind i ny magma", der kan blive skubbet gennem en vulkan, spild ud på overfladen, og blive hærdet sten.

Elizabeth Bell - en anden videnskabsmand, der arbejdede på undersøgelsen - forklaret via e -mail, hafnium isotoper kan derfor hjælpe os med at finde ud af, hvor gamle "de materialer, der smeltede til en magma" var. Det er en nyttig kvalitet. Ved at se på hafnium -isotopforhold i cambrianske zirkoner, Bell og hendes kolleger indså, at krystallerne kom fra magma, der engang var meget gammel, meget solid skorpe.

På en eller anden måde, dette råmateriale blev drevet ned i kappen eller dybere ned i skorpen, hvor det smeltede. Langs vejen, den velrejsende sten kom i kontakt med koldt flydende vand-som det fremgår af et fortæller-ilt-isotopsignal, der findes i de samme zirkoner.

Is, Rock og Magma

Da gletsjere er erosionsmidler, Kellers team foreslår, at den store uoverensstemmelse blev skabt, da isaktivitet drev en enorm mængde af vores planets skorpe i havet i løbet af sneboldens jordår.

Den såkaldte "snowball Earth" -hypotese hævder, at for mellem 750 og 610 millioner år siden, gletsjere periodisk belagt vores planet, strækker sig helt fra polerne til ækvator. Vildt som det kan lyde, den grundlæggende forudsætning er populær blandt geologer (selvom nogle forskere ikke tror, ​​at havene frøs over - i det mindste, ikke helt).

Keller, Husson og Bell forestiller sig isens vægge, der opfører sig som kæmpe ljer. Alle verdens store landmasser ville være blevet trimmet ned; den typiske kontinentale skorpe kan have mistet 3 til 5 kilometer lodret sten til de glidende gletschere. Efter at være blevet skubbet ned på havbunden, den forskudte skorpe blev til sidst subdugeret i Jordens kappe og senere genbrugt. Eller sådan går den nye hypotese.

(På dette tidspunkt, vi bør nævne, at den nyligt offentliggjorte undersøgelse modsiger et papir fra februar 2018, der blev offentliggjort i tidsskriftet Earth and Space Science, og som spekulerer i, at sneboldens jordperiode kan være sket efter en tid med masseerosion skabte den store uoverensstemmelse.)

Livet går videre

Hvis Kellers team har ret i sin hypotese, vi kan have en forklaring på, hvorfor der ikke er mange meteorit -nedslagskratere, der går forud for sneboldens jordfase. Teoretisk set gittergletsjerne ville have fjernet de fleste af de ældre. På vej, isen kan også have åbnet døren for komplekse livsformer-som først begyndte at dukke op for omkring 635 til 431 millioner år siden-at udvikle sig.

"Selvom selve snebolden [Jorden] ville have været et ret hårdt miljø for livet, en implikation af [vores] undersøgelse er, at erosionen af ​​denne meget skorpe kunne have frigjort en masse fosfor, der er fanget i vulkanske sten, "Keller forklarer. Fosfor, bemærker han, er "en kritisk del af DNA og ATP" og noget alle nutidige organismer kræver.

Sir Douglas Mawson var en af ​​grundlæggerne af sneboldens jordhypotese. En eventyrer såvel som en geolog, han var den eneste overlevende af en tre-mands vandring over Antarktis, der begyndte i år 1912. På et tidspunkt, Mawson måtte gå alene over 161 kilometer frit terræn for at møde sine eventuelle redningsfolk.