Специалисты Калифорнийского технологического института изучили древнейшие на планете кристаллы циркона — минерала, который формируется в раскаленной магме и, подобно годичным кольцам деревьев, сохраняет химический отпечаток условий, в которых он вырос. Цирконы невероятно устойчивы к физическому и химическому разрушению, поэтому даже спустя миллиарды лет хранят точную информацию о составе магмы, температуре и наличии воды. «Кроме машины времени, циркон — единственный способ изучить образцы ранней Земли», — говорит соавтор исследования, профессор геохимии Франсуа Тиссо.
Самые древние из исследованных кристаллов, найденные в регионе Джек-Хиллз в Западной Австралии, имеют возраст до 4,4 миллиарда лет. Их размер составляет всего четверть миллиметра, они тем не менее содержат ядро и более поздние каймы — новые слои минерала, наросшие при последующих геологических событиях. С помощью метода рентгеновской спектроскопии на синхротроне Аргоннской национальной лаборатории, команда впервые определила степень окисления урана в этих крошечных зонах.
Анализ преподнес ученым два сюрприза. Во-первых, каймы цирконов возрастом 4,1 миллиарда лет оказались гораздо более окисленными, чем ожидалось. Это означает, что если ранняя Земля и была «восстановленной» — сухой и лишенной кислорода, — то она окислилась поразительно быстро, максимум за пару сотен миллионов лет после формирования. «Эти данные помогают разрушить представление о Земле как об адском сухом месте, — говорит ведущий автор работы Шейн Хаучин. — Кора нашей планеты окислилась всего через 350 миллионов лет, что указывает на возможное присутствие большого количества воды уже в то время».
Во-вторых, химический анализ показал, что кристаллы в какой-то момент побывали в среде с высоким давлением и относительно невысокой температурой — условиях, характерных для зон субдукции, где одна тектоническая плита погружается под другую. Это свидетельство того, что тектоника плит могла быть активна уже 3,35 миллиарда лет назад, а это важная точка отсчета в давней дискуссии геологов о том, когда запустился этот ключевой процесс, без которого, как считается, невозможна эволюция жизни.
По словам Хаучина, полученные данные «рисуют более мягкий, возможно влажный ранний мир, в котором уже начинала кипеть геологическая жизнь». Теперь ученые планируют изучить сотни других кристаллов, чтобы проследить, как менялись условия на нашей планете на протяжении миллиардов лет.
Ранее расплавленное кварцевое стекло рассказало о катастрофе 6 млн лет назад.
