Die Geschichte unseres Planeten ist in seinen Felsen geschrieben. Sie können Äonen durchqueren, indem Sie mit den Fingern über die Schichten einer Klippe streichen. Aber ab einem bestimmten Punkt wird der Datensatz leer. Obwohl die Erde etwa 4.5 Milliarden Jahre alt ist, stammen die ältesten bekannten Gesteine ​​erst vor etwa 4 Milliarden Jahren. Der Unerbittliche Bewegungen der tektonischen Platten der Erde haben seine Oberfläche recycelt.

Dennoch können uns chemische Hinweise weiter in die Zeit zurückversetzen, als die junge Erde noch ein Lavaplanet war. Wissenschaftler glauben an eine Reihe von Mammuteinschlägen – von denen der letzte bildete den Mond– verflüssigte die Oberfläche und bildete planetenweite Magma-Ozeane Hunderte von Meilen tief. Die Felsen aus dieser feurigen Ära sind längst verschwunden, aber ihr Geist lebt weiter.

In einer neue Studie, veröffentlicht in Wissenschaft Fortschritte, sagen Wissenschaftler der University of Cambridge, dass sie in Grönland in 3.7 Milliarden Jahre alten Gesteinen Beweise für die Magma-Ozeane der alten Erde gefunden haben.

Als die Magmaozeane allmählich abkühlten und zu Gestein kristallisierten, begann der Planet, den wir kennen – seine innere Struktur, Oberfläche und Atmosphäre – Form anzunehmen. Das Verständnis dieser Phase kann helfen zu erklären, wie sich die Erde von einem Höllenplaneten zur Wiege des Lebens entwickelt hat.

Aber es ist keine leichte Aufgabe.

„Es gibt nur wenige Möglichkeiten, geologische Einschränkungen zu den Ereignissen in der ersten Milliarde Jahre der Erdgeschichte zu erhalten. Es ist erstaunlich, dass wir diese Gesteine ​​überhaupt in unseren Händen halten können – geschweige denn so viele Details über die Frühgeschichte unseres Planeten erfahren.“ sagte Hauptautorin Dr. Helen Williams vom Cambridge Department of Earth Sciences.

In die Hölle und zurück

Als die Erde abkühlte und kristallisierte, glauben Wissenschaftler an dichte Brocken neu erstarrter Kristalle sank tief in den unteren Erdmantel, nahe dem Kern des Planeten. Es wird angenommen, dass sie sogar heute auf „alten Kristallfriedhöfen“ für immer außerhalb unserer Reichweite existieren könnten.

Aber was, wenn Überreste im Laufe der Jahrhunderte durch den Mantel aufstiegen und durch Vulkanausbrüche wieder an die Oberfläche kamen? Die Reise durch den Mantel würde sie zweifellos grundlegend verändern, aber theoretisch würden chemische Spuren ihrer Herkunft zurückbleiben.

Es war diese Theorie, die das Cambridge-Team beweisen wollte.

„Die treibende Frage, die mich motivierte, war, wenn wir glauben, dass das Magma-Ozeanstadium für die Erdgeschichte wichtig war, warum gibt es dann keine geologischen Beweise dafür?“ Williams sagte Gizmodo. „Was wäre, wenn wir tatsächlich versuchen würden, direkt danach zu jagen?“

Das Gestein stammt aus Grönlands superkrustalem Gürtel Isua. Der Basalt dort – eine Art vulkanisches Gestein – ist berühmt dafür, der älteste der Erde zu sein, und liefert Beweise für das früheste Leben auf unserem Planeten, die frühe Plattentektonik und jetzt, wie es scheint, eine noch ältere Ära.

„Es war eine Kombination aus einigen neuen chemischen Analysen, die wir durchgeführt haben, und den zuvor veröffentlichten Daten, die uns darauf hinwiesen, dass das Isua-Gestein Spuren von altem Material enthalten könnte“, sagte Co-Autorin Dr. Hanika Rizo von der Carleton University.

Mit forensischen chemischen Analysen und thermodynamischen Modellen verfolgte das Team die Ursprünge der grönländischen Gesteine ​​und ihren Weg zur Oberfläche.

Wenn sich das Gestein im Inneren des Planeten erwärmt, beginnt es durch den Mantel aufzusteigen und tritt schließlich bei vulkanischen Ereignissen auf. Isotope im Gestein können als Reisedokument dienen, ein bisschen wie Stempel in einem Reisepass. In diesem Fall fanden die Wissenschaftler den Stempel einzigartiger Eisenisotope, die wahrscheinlich in einem extrem Hochdruck-Heimatland etwa 430 Meilen unter der Oberfläche gebildet wurden – eine Region, von der Wissenschaftler auch erwarten, dass sie diese „Kristallfriedhöfe“ des Magmaozeans beherbergt.

„Diese Proben mit dem Eisen-Fingerabdruck haben auch eine Wolfram-Anomalie – eine Signatur der Erdformation –, die uns vermuten lässt, dass ihr Ursprung auf diese urzeitlichen Kristalle zurückgeführt werden kann“, sagte Williams.

Weitere Untersuchungen ihrer Chemie ergaben eine gewundene Reise, die mehrere Phasen des Abkühlens, Kristallisierens, Erhitzens und Umschmelzens umfasste.

Doch trotz ihrer Transformation durch Ereignisse im Inneren, Williams schrieb in a Gespräch Artikel über die Studie, dass „die Gesteine, die im heutigen Grönland entstanden sind, immer noch chemische Signaturen aufweisen, die sie mit der magmabedeckten Vergangenheit der Erde verbinden“.

Eine Geschichte, die noch gelesen wird

Die Entdeckung einer neuen Geosignatur der alten Vergangenheit der Erde ist zwar ein aufregender Schritt, aber es gibt noch viel zu tun. Wie lange hielten sich zum Beispiel Magma-Ozeane auf dem Planeten und wie viel davon bedeckten sie? Nun, da wir wissen, wonach wir suchen müssen, sagt Williams, könnten wir andere vulkanische Hotspots auf Hawaii oder Island durchsuchen.

Es ist eine akribische Untersuchung, aber nach und nach wird die frühe Geschichte der Erde enthüllt. Seine lang gehegten Geheimnisse könnten uns helfen zu erklären, wie der Planet, den wir heute kennen und der für Lebewesen so gut geeignet ist, aus dem Kessel des frühen Sonnensystems entstand.

Je mehr wir über die Geschichte unseres eigenen Planeten wissen, desto mehr werden wir verstehen, wie er und andere Planeten entstehen und wie das Leben hier – und vielleicht auch anderswo – begann.

Bild-Kredit: Künstlerische Darstellung des Exoplaneten CoRoT-7b / ESO/L. Calçada

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Quelle: https://singularityhub.com/2021/03/14/the-ghostly-trace-of-earths-magma-oceans-found-in-greenland-rocks/