A Föld újszülött-korából származó kőzetre bukkantak

A tanulmány szerint a kanadai Baffin szigeten talált sziklák lávaként törtek a felszínre egy olyan mélységi magmakamrából, amely 4, 5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki, amikor még a Naprendszer is új volt. A rezervoár nagy valószínűség szerint a Föld legrégibb kőzeteit tartalmazza – állítják a szerzők.

Tekintettel arra, hogy a Föld a saját építőköveit – különösen a bolygó viszonylag vékony kérge alatt, a földköpenyben – tökéletes módon reciklálja, eddig nem találtak igazán eredeti ősi anyagot.

„Olyan darabok után kutattunk, amelyek túlélhették a Föld mélyében lejátszódó kaotikus keveredést és kavargásokat – nyilatkozta Metthew Jackson geokémikus a Bostoni Egyetem munkatársa, a Nature-ben megjelenő tanulmány egyik szerzője. „Eddig azonban semmi olyanra nem akadtunk, ami arra az eredeti állományra lett volna hasonlatos, amelyből a Föld kialakulhatott” – tette hozzá.

Ami még inkább érdekes, az újonnan megvizsgált kőzetek – amelyek mintegy 62 millió évvel ezelőtt kerülhettek ki a magmakamrából – a tanulmány szerint azt sejtetik, hogy egy teljes ősi kőzet-rezervoár feküdhet még valahol az Északi Sark alatt.

Az összes Földi Kőzetek ősanyja?
A kutatók a kőzetek ősi eredetét bizonyos izotópoknak, azaz az azonos elemekhez tartozó, de különböző neutronszámú atomoknak a „benullázásával” határozták meg. Egy hélium izotóp, a hélium-3 a korai Naprendszer egyik jelzőanyaga. Az izotóp a Föld belsejében ritkán fordul elő, mivel a legtöbb hélium-3 a geológiai korokban lejátszódott vulkáni kitörések során eltávozott onnan.

A Baffin sziget hélium-3-ban dús kőzeteiről úgy vélik, hogy azok egy olyan köpenyi rétegből származnak, amely egészen a Naprendszer keletkezése óta viszonylag kevéssé keveredett el. A kőzetekben talált ólom izotóp , amely lehetővé tette a kutatók számára, hogy az újonnan kimutatott kérgi rezervoárt 4, 55–4, 45 millió évesre – és így alig valamivel fiatalabbnak, mint maga a Föld – datálják, megerősíteni látszik ezt az elméletet

Ez az ősrégi köpenyanyag-típus az őse lehet valamennyi, ma ismert kőzetnek és magmatípusnak – vélik a tudósok. Ez az anyag valószínűleg már azelőtt létezett, hogy a földkéreg elvált volna az alatta elhelyezkedő köpenytől és még azelőtt, mielőtt a kéreganyag későbbi keveredéssel visszajutott volna köpenybe.

„Ha valaki év-tízmilliókon keresztül élt volna, ” – mondotta Jackson – „akkor úgy látta volna, hogy a köpeny folyása egy nagyon dinamikus, kaotikus, keveredő és alámerülő környezetet ad – egy olyan környezetet, amely valami módon meghagyta ezt az egyedülálló ősi kőzet lelőhelyet. Miért van az, hogy a túlélő rezervoár rejtély maradt? “Mostanáig nem gondoltuk, hogy bármi is elkerülhette volna az elkeveredést.”

A legújabb szuperkomputeres modellek azonban kimutatták, hogy néhány rezervoár mintegy nyugodt „örvényként” megmaradhatott a folyékony köpenyben, vagy pedig akkor maradtak meg épen a mélyebb köpenyrétegekben lévő eredeti helyükön, amikor a Föld konvektív áramlatai kevéssé voltak intenzívek.

„A fenékszint az, amiről igazából nem tudjuk, milyen régi rezervoárokat őrizhetett meg – egyelőre” – közölte Jackson e-mailen. „Biztosak lehetnek azonban afelől, hogy van számos ember, aki ki akarja ezt deríteni.”

Az Oregoni Állami Egyetem geokémikusa, David Graham szerint, aki nem vett részt a kutatásban, bármi legyen is az oka, a nyilvánvalóan ősrégi köpenyi lerakódások még mindig táplálhatják a vulkanikus tevékenységet.

Graham egyik, a Nature-ben megjelent hozzászólásában azt írta, hogy a Föld tektonikus lemezeinek a mozgása következtében a lerakódás valószínűleg „táplálta a köpeny kitüremkedését, ami a Baffin szigeten és Grönlandon ahhoz a vulkáni tevékenységhez vezetett, amely most az izlandi vulkánizmusért is felelős”.

Kőzetbe zárt időkapszulák
Jackson azt is megjegyezte, hogy az ősi magmakamra belseje 62 millió évvel ezelőtt „csapolódott” meg, amikor is megszülte a vizsgálat tárgyát képező kőzeteket.

Még ha így áll is a dolog, a Föld mélységi rezervoárjai a bolygó geológiai történéseinek még legalább 99%-át megtartották – megőrizvén ezáltal jó sok vizsgálatra váró információt még a fiatal Földre vonatkozóan.

A kőzetek tulajdonságai a kutatókat valószínűleg különböző teóriák kiagyalására vezetik arra nézvést, hogy milyen lehetett a Föld köpenyének kémiája a bolygó legkorábbi napjaiban – és valószínűleg exakt módon újragondolják, hogy hogyan is fejlődött ki a bolygó és vált a mi mai édes otthonunkká.

„Ha birtokolunk egy darabkát a Föld korai anyagából az olyan, mint egy időkapszula” – jelentette ki Jackson. „Még mindig az kínálja számunkra a legjobb lehetőséget ahhoz, hogy megértsük a Föld eredeti összetételét” – fogalmazott.

Kapcsolódó cikk:
Bemutatták a Föld legidősebb kőzetdarabját