(WIN-Initiative/Getty Images) Es ist schwierig herauszufinden, wie die Erde in den ersten Jahren vor der Entstehung des Lebens ausgesehen haben könnte. Geologische Detektive haben nun weitere Beweise dafür erhalten, dass es sich deutlich von dem Planeten unterschied, auf dem wir heute leben.
Laut einer neuen Analyse der Eigenschaften des Erdmantels im Laufe seiner langen Geschichte war unsere ganze Welt einst von einem riesigen Ozean mit sehr wenigen oder gar keinen Landmassen verschlungen. Es war ein extrem durchnässter Weltraumfelsen.
Wo zum Teufel ist also das ganze Wasser geblieben? Laut einem Forscherteam unter der Leitung des Planetenforschers Junjie Dong von der Harvard University haben Mineralien tief im Inneren des Erdmantels langsam die Ozeane der alten Erde verschluckt und das zurückgelassen, was wir heute haben.
„Wir haben die Wasserspeicherkapazität im festen Erdmantel als Funktion der Manteltemperatur berechnet.“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Wir stellen fest, dass die Wasserspeicherkapazität in einem heißen, frühen Erdmantel möglicherweise geringer war als die Wassermenge, die der Erdmantel derzeit enthält, sodass sich das zusätzliche Wasser im heutigen Erdmantel auf der Oberfläche der frühen Erde befunden und größere Ozeane gebildet hätte.“
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die lange gehegte Annahme, dass das Volumen der Oberflächenmeere über geologische Zeiträume hinweg nahezu konstant blieb, möglicherweise neu bewertet werden muss.“
Es wird angenommen, dass tief unter der Erde viel Wasser in Form von Wasser gespeichert ist Hydroxygruppe Verbindungen – bestehend aus Sauerstoff- und Wasserstoffatomen. Das Wasser wird insbesondere in zwei Hochdruckformen des vulkanischen Minerals Olivin, wasserhaltigem Wadsleyit und Ringwoodit, gespeichert. Proben von Wadsleyit tief im Untergrund könnten etwa 3 Gewichtsprozent H2O enthalten; Ringwoodit etwa 1 Prozent.
Frühere Forschungen zu den beiden Mineralien setzten sie den hohen Drücken und Temperaturen des Mantels der heutigen Erde aus, um diese Speicherkapazitäten herauszufinden. Dong und sein Team sahen eine weitere Chance. Sie stellten alle verfügbaren mineralphysikalischen Daten zusammen und quantifizierten die Wasserspeicherkapazität von Wadsleyit und Ringwoodit über einen größeren Temperaturbereich.
Die Ergebnisse zeigten, dass die beiden Mineralien bei höheren Temperaturen eine geringere Speicherkapazität haben. Denn die kleine Erde, die vor 4,54 Milliarden Jahren entstand, war im Inneren viel wärmer als heute (und ihre innere Wärme ist es auch). immer noch rückläufig , was sehr langsam ist und auch überhaupt nichts mit seinem Außenklima zu tun hat), bedeutet, dass die Wasserspeicherkapazität des Erdmantels jetzt höher ist als früher.
Da im Laufe der Zeit immer mehr Olivinmineralien aus dem Magma der Erde auskristallisieren, würde sich dadurch auch die Wasserspeicherkapazität des Erdmantels erhöhen.
Insgesamt wäre der Unterschied in der Wasserspeicherkapazität erheblich, auch wenn das Team bei seinen Berechnungen konservativ vorging.
„Die große Wasserspeicherkapazität des festen Erdmantels wurde durch die säkulare Abkühlung aufgrund der temperaturabhängigen Speicherkapazität der darin enthaltenen Mineralien erheblich beeinträchtigt.“ schrieben die Forscher .
„Die Wasserspeicherkapazität des Mantels beträgt heute das 1,86- bis 4,41-fache der modernen Oberflächenozeanmasse.“
Wenn das heute im Erdmantel gespeicherte Wasser größer ist als seine Speicherkapazität im Archaikum vor 2,5 bis 4 Milliarden Jahren, ist es möglich, dass die Welt überschwemmt wurde und die Kontinente überschwemmt wurden, fanden die Forscher.
Dieser Befund stimmt mit überein eine frühere Studie Das ergab, basierend auf einer Fülle bestimmter Sauerstoffisotope, die in einer geologischen Aufzeichnung des frühen Ozeans erhalten waren, dass die Erde vor 3,2 Milliarden Jahren existierte Weg weniger Land als heute.
Wenn dies der Fall ist, könnte es uns helfen, brennende Fragen zu anderen Aspekten der Erdgeschichte zu beantworten, beispielsweise wo das Leben entstanden ist Vor 3,5 Milliarden Jahren . Es gibt eine anhaltende Debatte darüber, ob das Leben zuerst in Salzwassermeeren entstand oder Süßwasserteiche auf Landmassen ; Wenn der gesamte Planet von Ozeanen verschlungen wäre, würde das dieses Rätsel lösen.
Darüber hinaus könnten uns die Erkenntnisse auch bei der Suche nach außerirdischem Leben helfen. Es gibt Hinweise darauf, dass es Meereswelten gibt in unserem Universum reichlich vorhanden Die Suche nach Signaturen dieser feuchten Planeten könnte uns also dabei helfen, potenziell gastfreundliche Welten zu identifizieren. Und es könnte die Argumente für die Suche nach Leben auf Meereswelten in unserem eigenen Sonnensystem stärken, wie zum Beispiel Europa Und Enceladus .
Nicht zuletzt hilft es uns, die heikle und oft seltsame Entwicklung unseres Planeten besser zu verstehen scheinbar unwirtlich Wendungen auf dem Weg, der schließlich zur Entstehung der Menschheit führte.
Die Forschung wurde veröffentlicht in AGU-Fortschritte .