Nieuwe studie zegt Het oranje gemarkeerde gebied vertoont discordantie tussen horizontale Tonto Group-rotsen uit de Cambrische periode bovenop de gekantelde Grand Canyon Supergroup-rotsen. Wikipedia

Als je een geochronoloog bent - iemand die de leeftijd van onze planeet en zijn rotsformaties bestudeert - breng je veel tijd door in de buurt van zirkonen. Het zijn duurzame kristallen die in verschillende gesteenten worden gevonden, en omdat ze cruciale gegevens over het diepe verleden bewaren, zirkonen worden liefdevol 'tijdcapsules' genoemd. Onlangs, onderzoekers gebruikten zirkonen om een ​​van de grootste raadsels uit de prehistorie op te lossen.

Ongeveer 540 miljoen jaar geleden, begon de Cambrische periode. Een belangrijke tijd voor het leven op aarde, het liet een divers fossielenbestand achter en markeerde de dageraad van onze huidige aion. Op veel plaatsen in de wereld, zoals de Grand Canyon, we vinden Cambrische rotsafzettingen bovenop rotslagen die tussen 250 miljoen en 1,2 miljard jaar ouder zijn. Onnodig te zeggen, dat is nogal een leeftijdsverschil. De grote discordantie genoemd, de kloof tussen die twee lagen is een raadsel voor wetenschappers. Wat is het verhaal daar? Is er opeens miljoenen jaren aan steen verdwenen?

Een studie in december 2018 was bedoeld om erachter te komen en beweert dat de korst werd weggeschoren door gletsjers in een tijd dat het grootste deel - of het hele - van het wereldoppervlak bedekt was met ijs. Die epische bulldozersessie heeft misschien ook de juiste voorwaarden geschapen voor complexe organismen, zoals onze eigen voorouders, te bloeien. De krant, "Neoproterozoïsche glaciale oorsprong van de grote discordantie, " werd gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences.

Kristal staren

Universiteit van Californië, Berkeley-geoloog C. Brenhin Keller leidde het onderzoek. In een e-mail, hij schrijft dat zijn team gebruik maakte van bestaande literatuur om een ​​enorme hoeveelheid relevante informatie over geochemie en gesteentelagen samen te stellen. Keller zegt dat de gegevens die ze verzamelden "vele duizenden uren van zowel veldwerk als analytische tijd vertegenwoordigden, uitgevoerd door honderden mensen gedurende vele jaren."

Zirkonen stonden centraal. Gebruikelijk, zirkoonkristallen ontstaan ​​wanneer siliciumrijk magma afkoelt. "Zoals elk natuurlijk systeem, magma's zijn rijke brouwsels, vol met andere elementen, " studie co-auteur Jon Husson legt uit via e-mail. "En sommige van die elementen kunnen [zichzelf] vervangen in de structuur van zirkoon."

Bijvoorbeeld, zirkonen bevatten vaak uranium, die langzaam vergaat en wordt omgezet in lood. Dus als wetenschappers kijken naar de samenstelling van uranium/loodmonsters in een zirkoon, ze kunnen uitzoeken hoe oud het kristal is. Het is radiometrische datering op zijn best.

Nieuwsgierige elementen

Keller en het bedrijf beoordeelden de gegevens over 4,4 miljard jaar aan geconserveerde zirkoonkristallen. Die van vroege Cambrische rotsen hadden een paar verrassingen in petto.

De aardkorst zit bovenop een laag die de mantel wordt genoemd. Een dikke bufferzone die voornamelijk is gemaakt van massief gesteente, de mantel scheidt ons van de binnenkern van onze planeet. Bepaalde elementen voelen zich meer thuis beneden in de mantel dan op de aardkorst. Lutetium is een goed voorbeeld. Net zoals uranium in lood vergaat, lutetium verandert in de loop van de tijd geleidelijk in een bepaalde hafniumisotoop.

Keller zegt dat wanneer de vaste mantel van de aarde "gedeeltelijk [smelt] ... meer lutetium de neiging heeft om in de mantel te blijven." In het proces, "meer hafnium gaat in nieuw magma" dat door een vulkaan kan worden geduwd, op het oppervlak morsen, en worden geharde rots.

Elizabeth Bell - een andere wetenschapper die aan het onderzoek werkte - legde via e-mail uit, hafniumisotopen kunnen ons daarom helpen erachter te komen hoe oud "de materialen die tot een magma smolten" waren. Dat is een nuttige eigenschap. Door te kijken naar hafnium-isotoopverhoudingen in Cambrische zirkonen, Bell en haar collega's realiseerden zich dat de kristallen afkomstig waren van magma dat ooit heel oud was, zeer stevige korst.

op de een of andere manier, deze grondstof werd in de mantel of dieper in de korst gedreven, waar het smolt. Onderweg, de bereisde rots kwam in contact met koud vloeibaar water - zoals blijkt uit een veelbetekenend zuurstofisotoopsignaal dat in dezelfde zirkonen wordt gevonden.

Ijs, Rock en Magma

Omdat gletsjers erosie veroorzaken, Het team van Keller stelt dat de Grote Strijdigheid is ontstaan ​​toen glaciale activiteit een enorme hoeveelheid van de aardkorst van onze planeet in de oceaan dreef tijdens de sneeuwbaljaren van de aarde.

De zogenaamde "sneeuwbal-aarde"-hypothese beweert dat tussen 750 en 610 miljoen jaar geleden, gletsjers bedekten periodiek onze planeet, die zich helemaal uitstrekt van de polen tot de evenaar. Hoe wild het ook klinkt, het uitgangspunt is populair onder geologen (hoewel sommige onderzoekers niet denken dat de oceanen bevroor - tenminste, niet helemaal).

Keller, Husson en Bell zien de muren van ijs zich gedragen als gigantische zeisen. Alle grote landmassa's van de wereld zouden zijn ingekort; de typische continentale korst heeft mogelijk 3 tot 5 kilometer verticale rots verloren aan de afschuivende gletsjers. Na op de oceaanbodem te zijn geduwd, de verplaatste aardkorst werd uiteindelijk ondergedompeld in de aardmantel en later gerecycled. Of zo gaat de nieuwe hypothese.

(Op dit punt, we moeten vermelden dat de recent gepubliceerde studie in tegenspraak is met een artikel van februari 2018 dat in het tijdschrift Earth and Space Science is gepubliceerd en waarin wordt gespeculeerd dat de sneeuwbalperiode van de aarde is gebeurd na een tijd van massale erosie creëerde de Grote Strijdigheid.)

Het leven gaat door

Als het team van Keller correct is in zijn hypothese, we hebben misschien een verklaring waarom er niet veel meteorietinslagkraters zijn die dateren van vóór de sneeuwbalfase van de aarde. theoretisch, de raspende gletsjers zouden de meeste van de oudere hebben weggehaald. Onderweg, het ijs heeft mogelijk ook de deur geopend voor complexe levensvormen - die pas ongeveer 635 tot 431 miljoen jaar geleden begonnen te verschijnen - om te evolueren.

"Hoewel de sneeuwbal [aarde] zelf een behoorlijk harde omgeving zou zijn geweest voor het leven, een implicatie van [onze] studie is dat de erosie van zoveel korst veel fosfor had kunnen vrijmaken dat vastzat in stollingsgesteenten, " legt Keller uit. Fosfor, hij merkt op, is "een cruciaal onderdeel van DNA en ATP" en iets dat alle hedendaagse organismen nodig hebben.

NU DAT IS INTERESSANT

Sir Douglas Mawson was een van de grondleggers van de sneeuwbal-aarde-hypothese. Zowel een avonturier als een geoloog, hij was de enige overlevende van een tocht van drie man door Antarctica die begon in het jaar 1912. Op een gegeven moment, Mawson moest alleen meer dan 160 mijl (161 kilometer) ijskoud terrein lopen om zijn uiteindelijke redders te ontmoeten.