Ερευνητές από το MIT και συνεργαζόμενα ιδρύματα αποκάλυψαν εξαιρετικά σπάνια ίχνη της «πρωτογενούς Γης», του αρχαίου προδρόμου του πλανήτη μας που υπήρχε πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτός ο πρωτόγονος κόσμος διαμορφώθηκε πριν μια μαζική σύγκρουση αλλάξει για πάντα τη χημεία του και δημιουργήσει τη Γη που κατοικούμε σήμερα. Η ανακάλυψη, που περιγράφεται στις 14 Οκτωβρίου στο Nature Geosciences, θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να ανακατασκευάσουν τα πρώτα συστατικά που διαμόρφωσαν όχι μόνο τη Γη αλλά και το υπόλοιπο ηλιακό σύστημα.
Νέα ευρήματα αμφισβητούν την ως τώρα γνωστή ιστορία της Γης
Δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν, το ηλιακό σύστημα ήταν ένα τεράστιο περιστρεφόμενο νέφος αερίου και σκόνης. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό το υλικό συγχωνεύτηκε σε στερεά αντικείμενα, σχηματίζοντας τους πρώτους μετεωρίτες. Αυτοί οι μετεωρίτες σταδιακά συγχωνεύτηκαν μέσω επαναλαμβανόμενων συγκρούσεων για να δημιουργήσουν την πρωτογενή Γη και τους γειτονικούς της πλανήτες.
Κατά τη διάρκεια της βρεφικής της ηλικίας, η Γη ήταν ένας λιωμένος, καλυμμένος με λάβα κόσμος. Λιγότερο από 100 εκατομμύρια χρόνια αργότερα, βίωσε ένα καταστροφικό γεγονός όταν ένα σώμα στο μέγεθος του Άρη χτύπησε τον νεαρό πλανήτη σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «γιγαντιαία σύγκρουση». Η σύγκρουση έλιωσε και ανάμειξε το εσωτερικό του πλανήτη, εξαφανίζοντας μεγάλο μέρος της αρχικής χημικής του ταυτότητας. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι οποιοδήποτε ίχνος της πρωτο-Γης είχε καταστραφεί ολοσχερώς σε αυτή την κοσμική αναταραχή.
Ωστόσο, τα νέα αποτελέσματα της ομάδας του MIT αμφισβητούν αυτή την υπόθεση. Οι ερευνητές βρήκαν μια ασυνήθιστη χημική υπογραφή σε αρχαία, βαθιά δείγματα πετρωμάτων που διαφέρει από τα περισσότερα υλικά που βρίσκονται στη Γη σήμερα. Αυτή η υπογραφή εμφανίζεται ως μια μικρή ανισορροπία στα ισότοπα καλίου - άτομα του ίδιου στοιχείου με διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Μετά από εκτεταμένη ανάλυση, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ανωμαλία δεν θα μπορούσε να έχει δημιουργηθεί από μεταγενέστερες συγκρούσεις ή από συνεχιζόμενες γεωλογικές διεργασίες μέσα στη Γη.
Η πιο πιθανή εξήγηση είναι ότι αυτά τα πετρώματα διατηρούν μικροσκοπικά τμήματα του αρχικού υλικού της πρωτο-Γης, επιβιώνοντας με κάποιο τρόπο από τη βίαιη αναμόρφωση του πλανήτη.
Μια περίεργη ανωμαλία
Το 2023, η Nie και η ομάδα της εξέτασαν πολυάριθμους καλά τεκμηριωμένους μετεωρίτες που συλλέχθηκαν από όλο τον κόσμο. Αυτοί οι μετεωρίτες σχηματίστηκαν σε διαφορετικές χρονικές στιγμές και τοποθεσίες σε όλο το ηλιακό σύστημα, καταγράφοντας την μεταβαλλόμενη χημεία του κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών. Όταν οι ερευνητές συνέκριναν τις συνθέσεις τους με αυτή της Γης, παρατήρησαν μια ιδιόμορφη «ισοτοπική ανωμαλία καλίου».
Το κάλιο εμφανίζεται φυσικά σε τρεις ισοτοπικές μορφές - κάλιο-39, κάλιο-40 και κάλιο-41 - η καθεμία από τις οποίες διαφέρει ελαφρώς σε ατομική μάζα. Στη σύγχρονη Γη, το κάλιο-39 και το κάλιο-41 κυριαρχούν, ενώ το κάλιο-40 υπάρχει μόνο σε ελάχιστες ποσότητες. Ωστόσο, οι μετεωρίτες εμφάνισαν αναλογίες ισοτόπων διαφορετικές από αυτές που παρατηρούνται συνήθως στη Γη.
Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι οποιαδήποτε ουσία που εμφανίζει το ίδιο είδος ανισορροπίας καλίου πρέπει να προέρχεται από υλικό που υπήρχε πριν η γιγαντιαία πρόσκρουση αλλάξει τη χημεία της Γης. Ουσιαστικά, η ανωμαλία θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως δακτυλικό αποτύπωμα της πρωτο-Γήινης ύλης.
«Διαφορετικά κατασκευασμένο»
Η ομάδα αναζήτησε σημάδια ανωμαλιών καλίου όχι σε μετεωρίτες, αλλά μέσα στη Γη. Τα δείγματά τους περιλαμβάνουν πετρώματα, σε μορφή σκόνης, από τη Γροιλανδία και τον Καναδά, όπου βρίσκονται μερικά από τα παλαιότερα διατηρημένα πετρώματα. Ανέλυσαν επίσης αποθέσεις λάβας που συλλέχθηκαν από τη Χαβάη, όπου τα ηφαίστεια έχουν αναδείξει μερικά από τα πρώτα, βαθύτερα υλικά της Γης από τον μανδύα (το παχύτερο στρώμα βράχου του πλανήτη που χωρίζει τον φλοιό από τον πυρήνα).
Η ομάδα αρχικά διέλυσε τα διάφορα δείγματα σκόνης σε οξύ, στη συνέχεια απομόνωσε προσεκτικά τυχόν κάλιο από το υπόλοιπο δείγμα και χρησιμοποίησε ένα ειδικό φασματόμετρο μάζας για να μετρήσει την αναλογία καθενός από τα τρία ισότοπα του καλίου. Αξιοσημείωτο είναι ότι εντόπισαν στα δείγματα μια ισοτοπική υπογραφή που ήταν διαφορετική από αυτή που έχει βρεθεί στα περισσότερα υλικά στη Γη.
Θα μπορούσαν τα δείγματα να είναι σπάνια υπολείμματα της πρωτο-Γης; Για να απαντήσουν σε αυτό, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι αυτό μπορεί να ισχύει. Σκέφτηκαν ότι εάν η πρωτο-Γη ήταν αρχικά κατασκευασμένη από τέτοια υλικά με έλλειψη καλίου-40, τότε το μεγαλύτερο μέρος αυτού του υλικού θα είχε υποστεί χημικές αλλαγές - από την γιγαντιαία πρόσκρουση και τις επακόλουθες, μικρότερες προσκρούσεις μετεωριτών - που τελικά οδήγησαν στα υλικά με περισσότερο κάλιο-40 που βλέπουμε σήμερα.
Περιέργως, η υπογραφή των δειγμάτων δεν ταυτίζεται απόλυτα με κανέναν άλλο μετεωρίτη στις συλλογές των γεωλόγων. Ενώ οι μετεωρίτες στην προηγούμενη εργασία της ομάδας έδειξαν ανωμαλίες καλίου, δεν είναι ακριβώς το έλλειμμα που παρατηρήθηκε στα δείγματα πρωτο-Γης. Αυτό σημαίνει ότι όποιοι μετεωρίτες και υλικά σχημάτισαν αρχικά την πρωτο-Γη δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.
«Οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν την αρχική χημική σύνθεση της Γης συνδυάζοντας τις συνθέσεις διαφορετικών ομάδων μετεωριτών», λέει ο Nie. «Αλλά η μελέτη μας δείχνει ότι το τρέχον απόθεμα μετεωριτών δεν είναι πλήρες και υπάρχουν πολλά περισσότερα να μάθουμε για την προέλευση του πλανήτη μας».
www.worldenergynews.gr
