Gamle diamanter viser, at Jorden var klaret til livseksplosion for mindst 2,7 milliarder år siden

En unik undersøgelse af gamle diamanter har vist, at den grundlæggende kemiske sammensætning af Jordens atmosfære, som gør den egnet til livets eksplosion af mangfoldighed, blev fastlagt for mindst 2,7 milliarder år siden. Flygtige gasser bevaret i diamanter fundet i gamle klipper var til stede i samme proportioner som dem der findes i nutidens kappe, hvilket igen indikerer, at der ikke har været nogen grundlæggende ændring i andelen af ​​flygtige stoffer i atmosfæren i løbet af de sidste par milliarder år. Dette viser, at en af ​​de grundlæggende betingelser, der er nødvendige for at understøtte livet, tilstedeværelsen af ​​livgivende elementer i tilstrækkelig mængde, dukkede op kort efter Jordens dannelse, og har været nogenlunde konstant lige siden.

Præsentation af arbejdet på Goldschmidt Geokemi-konferencen, ledende forsker Dr. Michael Broadly sagde, "Andelen og sammensætningen af ​​flygtige stoffer i atmosfæren afspejler det, der findes i kappen, og vi har ingen beviser for en væsentlig ændring siden disse diamanter blev dannet for 2,7 milliarder år siden."

Flygtige, såsom brint, nitrogen, neon, og kulstofbærende arter er lette kemiske grundstoffer og forbindelser, som let kan fordampes på grund af varme, eller trykændringer. De er nødvendige for livet, især kulstof og nitrogen. Ikke alle planeter er rige på flygtige stoffer; Jorden er flygtig rig, ligesom Venus, men Mars og Månen mistede de fleste af deres flygtige stoffer ud i rummet. Generelt, en planet rig på flygtige stoffer har en bedre chance for at opretholde liv, derfor har meget af søgen efter liv på planeter omkring fjerne stjerner (exoplaneter) fokuseret på at lede efter flygtige stoffer.

På jorden, flygtige stoffer bobler for det meste op fra planetens indre, og bringes til overfladen gennem sådanne ting som vulkanudbrud. At vide, hvornår de flygtige stoffer ankom til Jordens atmosfære er nøglen til at forstå, hvornår forholdene på Jorden var egnede til livets oprindelse og udvikling, men indtil nu har der ikke været nogen måde at forstå disse forhold i den dybe fortid.

Nu har franske og canadiske forskere brugt ældgamle diamanter som en tidskapsel, at undersøge forholdene dybt inde i Jordens kappe i en fjern fortid. Undersøgelser af gasserne fanget i disse diamanter viser, at den flygtige sammensætning af kappen har ændret sig lidt i løbet af de sidste 2,7 milliarder år.

ledende forsker, Michael Broadley (University of Lorraine, Frankrig) sagde "At studere sammensætningen af ​​Jordens moderne kappe er relativt simpelt. I gennemsnit begynder kappelaget omkring 30 km under Jordens overflade, og så vi kan indsamle prøver kastet op af vulkaner og studere væsker og gasser fanget inde. Imidlertid, den konstante kværn af jordskorpen via pladetektonik betyder, at ældre prøver for det meste er blevet ødelagt. Diamanter dog er forholdsvis uforgængelige, de er ideelle tidskapsler."

Vi formåede at studere diamanter fanget i 2,7 milliarder år gammel meget bevaret sten fra Wawa, på Lake Superior i Canada. Det betyder, at diamanterne er mindst lige så gamle som de klipper, de findes i - sandsynligvis ældre. Det er svært at date diamanter, så dette gav os en heldig mulighed for at være sikre på minimumsalderen. Disse diamanter er utroligt sjældne, og er ikke som de smukke ædelstene, vi tænker på, når vi tænker på diamanter. Vi opvarmede dem til over 2000 grader C for at omdanne dem til grafit, som derefter frigav små mængder gas til måling."

Holdet målte isotoper af helium, Neon, og argon, og fandt ud af, at de var til stede i tilsvarende proportioner som dem, der findes i den øvre kappe i dag. Det betyder, at der sandsynligvis har været ringe ændring i andelen af ​​flygtige stoffer generelt, og at fordelingen af ​​væsentlige flygtige elementer mellem kappen og atmosfæren sandsynligvis har forblevet nogenlunde stabil gennem størstedelen af ​​Jordens liv. Kappen er delen mellem jordskorpen og kernen, den udgør omkring 84 % af Jordens volumen.

Dr. Broadley sagde, "Dette var et overraskende resultat. Det betyder, at det volatile-rige miljø, vi ser omkring os i dag, ikke er en nylig udvikling, så de giver de rette betingelser for, at livet kan udvikle sig. Vores arbejde viser, at disse forhold var til stede for mindst 2,7 milliarder år siden, men de diamanter vi bruger kan være meget ældre, så det er sandsynligt, at disse betingelser blev sat et godt stykke tid før vores tærskel på 2,7 milliarder år."

Dr. Suzette Timmerman (University of Alberta, Canada), som ikke var involveret i forskningen, sagde, "Diamanter er unikke prøver, da de låser kompositioner fast under deres dannelse. Specifikt Wawa fibrøse diamanter var et godt udvalg at studere - de er mere end 2,7 milliarder år gamle - og de giver vigtige ledetråde til den flygtige sammensætning i denne periode, den neoarkiske periode. Det er interessant, at den øvre kappe allerede synes afgasset for mere end 2,7 milliarder år siden. Dette arbejde er et vigtigt skridt i retning af at forstå kappen (og atmosfæren) i den første halvdel af Jordens historie og leder vejen til yderligere spørgsmål og forskning."