A kőzetlemezek az élet kialakulása idején

A kőzetlemezek mozgása a jelenleg ismert bolygók közül egyedül a Földre jellemző, ez irányítja bolygónkon a víz, a szén, és számost más elem körforgását. Sokak véleménye szerint az élet se volna lehetséges a lemeztektonika efféle dinamikus szerepe nélkül. No de vajon jelen volt-e már az élet születésekor?

A Rochesteri Egyetem kutatói az ausztrál Jack Hills területéről származó, rendkívül régi cirkonkristályokat vizsgáltak. A Jack Hills cirkonjai bolygónk legősibb ásványai, amelyek az igen korai kéregről mesélnek, a legrégebbi darab korát 4,4 milliárd évesnek mérték. E kristályok összetételének elemzése meglepően sokat elárul a bolygónk legkorábbi szakaszáról, és a kutatók szerint még magáról az élet kialakulásáról is. Rengeteg különböző elképzelés van arról, hogy minek hatására és mikor indultak be a kőzetlemez-mozgások, ezen elméletekhez adtak most újabb adatokat a kutatók.

A lemeztektonikai mozgások meghatározott módon keverik össze a kőzetekben lévő elemeket, a felszín és a Föld mélyének anyagait, majd az így kialakuló keverék kőzetolvadék a vulkánokon át a felszínre jut. Ezekben az ősi lávákban volt az a cirkon is, amelyet most elemeztek, ám, amíg maga a lávakőzet réges-rég eltűnt, a rendkívül ellenálló cirkon megmaradt, és a később kialakuló kőzet szemcséi közé épülve jelenünkig megőrizte az ősi tulajdonságait. Mit lehet egy eleve igen mini kristálykában vizsgálni? A cirkonba (ami egy cirkónium-szilikát ásvány, ez esetben 3,8-4,2 milliárd évesnek bizonyultak) zárt igen kis mennyiségű ősi elemek mérésével lehet a cirkonkristály keletkezési körülményeit visszafejteni. Kiszámítható, miféle magma volt a keletkezési hely, és az, hogy ennek a magmatípusnak a létrejöttéhez a lemeztektonika hozzájárult-e már. Jelen vizsgálatok során a szilícium és az oxigén egyes izotópjait, nyomelemek és ritkaföldfémek arányait mérték fel, az eredmények pedig a Nature Communications folyóiratban láttak napvilágot.

A cirkon összetétele alapján kiszámított ősi magma tulajdonságai arról árulkodtak a rochesteri kutatóknak, hogy már 4,2 milliárd éve is működő lemeztektonika mozgatta bolygónk anyagát. A cirkonból kapott adatok alapján a kutatók az ősi körülmények közt létrejött magmát ahhoz hasonlították, amilyen jelenleg az olyan aktív lemezszegélyeknél keletkezik, mint az Andok térsége, Japán vagy az Aleut-szigetvilág. A szakemberek szerint ez azt jelzi, hogy már az igen korai Föld is hasonlóan működött, mint ma.

Az továbbra sem ismert, hogy egészen pontosan mikor indult be a tektonika, de a bizonyítékok szerint már zajlottak a lemezmozgások 4,2 milliárd éve. Az azonban bizonyos, hogy ennek a különleges, bár számunkra teljesen hétköznapinak tűnő geológiai folyamatnak köszönhetően alakult ki bolygónkon az az egyensúlyi állapot, amely az élet fejlődését támogatta és ma is segít azt fenntartani.